本发明属于尾气脱硫技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法。
背景技术：
循环流化床锅炉作为一种成熟的高效低污染洁净煤燃烧锅炉，以其燃烧效率高、染料适应性广、环保性能好等特点，得到了广泛的应用。然而循环流化床锅炉采用煤作为燃料，这些煤燃烧后的尾气中含有大量的硫化物，如果不对尾气进行处理就排放到空气中很容易污染大气，造成环境污染。现有对循环流化床锅炉尾气进行脱硫的方法多采用碱法脱硫工艺脱除其中的硫，其利用氢氧化钠溶液作为脱硫剂，将配好的氢氧化钠溶液喷洒到烟气中以达到去除二氧化硫的目的，但这种脱硫方法脱硫效率不稳定、处理后的部分尾气仍达不到环保排放标准，存在投碱量大且费用高、脱硫效果不好的不足之处，因而存在着一定的不足之处。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：针对现有技术流化床锅炉尾气脱硫方法存在脱硫效率低、脱硫效果不好、费用较高的技术问题，而提供一种脱硫效果佳、脱硫效率高、整体费用降低的循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法，先向循环流化床锅炉内燃料燃烧产生的烟气中加入石灰石，使烟气中的硫氧化合物与石灰石进行煅烧反应完成一次脱硫，对一次脱硫后的烟气进行除尘，向除尘后的烟气中喷淋氢氧化钠溶液，使烟气中未反应的硫氧化合物与氢氧化钠发生反应完成二次脱硫。针对现有技术中碱法脱硫效果不佳的技术问题，本发明通过创造性研究提出了逐级脱硫法，先向烟气中加入石灰石，在煅烧的条件下使石灰石被煅烧为CaO，进而氧化钙与烟气中硫氧化合物发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，使烟气中的硫元素被固化到硫酸钙和亚硫酸钙，采用除尘装置对一次脱硫后的烟气进行除尘，向除尘后的烟气中喷淋氢氧化钠溶液，使烟气中未反应的硫氧化合物与氢氧化钠反应生成亚硫酸氢钠，以达到对烟气中硫元素的二次脱硫处理，本发明逐级脱硫方法相较于传统碱法脱硫而言，效率提高了20～30％。脱硫效果好。
进一步，所述方法包括如下步骤：
1)将石灰石粉碎成粒度345目以下的石灰石粉末，将所述石灰石粉末引入循环流化床锅炉的炉膛中；
2)控制炉膛内燃烧温度为900～1200℃以使步骤1)投入炉膛内的石灰石粉末被煅烧为氧化钙，煅烧生成的氧化钙与炉膛中燃料燃烧产生的烟气接触并与烟气中的硫氧化合物发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，完成对所述燃烧烟气的一次脱硫；
3)将步骤2)经过一次脱硫后的燃烧烟气以及反应生成的反应产物一并通入除尘装置中，对所述燃烧烟气中的飞灰以及反应产物进行去除；
4)将步骤3)除尘后的燃烧烟气引入脱硫塔中，向脱硫塔中喷淋氢氧化钠溶液以使氢氧化钠溶液与所述燃烧烟气中的硫氧化合物反应生成亚硫酸氢钠，使燃烧烟气中的硫元素进入氢氧化钠液相中，完成对所述燃烧烟气的二次脱硫。
将石灰石破碎后于900～1200℃下进行煅烧，可以加速石灰石转换为氧化钙的速度，进而提高脱氯效率，本发明逐级脱硫反应的方程式如下：
炉内喷钙脱硫化学式：
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4+CO2
碱法脱硫化学式：
SO2+H2O→H2SO3
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
NaSO3+SO2+H2O→2NaHSO3
两个反应达到以下效果：
NaOH+SO2→NaHSO3
再进一步，步骤1)中石灰石粉末的投加量为所述燃料质量的5～15％。以这样的投加量进行投加，可以使烟气中硫氧化合物与石灰石反应的更加充分，确保一次脱硫的脱硫效率和效果。
作为优化，步骤4)中氢氧化钠溶液的喷淋量为所述燃料质量的5～10％。将氢氧化钠溶液以这样的喷淋量对烟气进行喷淋，可以使一次脱硫后烟气中残留的硫氧化合物与氢氧化钠反应更加充分，确保二次脱硫的效率和效果。
作为优化，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为40～60％。采用这样质量浓度的氢氧化钠溶液，避免了浓度过低与烟气中硫氧化合物反应不充分问题的同时，也避免了质量浓度过高所造成的浪费和后续水处理复杂问题。
作为又一优化，向步骤4)与燃烧烟气反应后的溶液中加入石灰乳，使溶液中的亚硫酸氢钠与石灰乳发生反应生成石膏，以使溶液中的硫元素被固化到生成的石膏中。这样，可以将反应后溶液中的硫元素固化到固相石膏中，降低了溶液中硫元素含量，避免了直接排放反应后的溶液对水体造成的污染问题，而且溶液中氢氧化钠不会与石灰乳发生反应，进而可以将去除硫酸氢钠后的氢氧化钠溶液循环使用。
作为再一优化，对与石灰乳反应后的溶液进行过滤并收集未进行反应的氢氧化钠清液，将所述氢氧化钠清液通过循环泵通入所述脱硫塔中作为喷淋液循环使用。将硫酸氢钠与石灰乳反应生成的石膏与液体进行分离，回收未反应的氢氧化钠清液，将回收清液通过循环泵通入脱硫塔中继续作为喷淋烟气的喷淋液循环使用，做到了氢氧化钠溶液中反应成分的充分利用，降低了处理成本。
作为另一优化，步骤1)中利用加压空气将所述石灰石粉末吹送入循环流化床锅炉的炉膛中。利用加压空气将石灰石粉末吹入炉膛中，可以使石灰石粉末在炉膛中分布更加均匀，使石灰石能更快转化为氧化钙，进而使生成的氧化钙在气流的吹送下与烟气的接触效果更好，与烟气中硫氧化合物的接触更加成分，有效保证了脱硫效率。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：采用现有的碱法脱硫，对锅炉烟气的脱硫效率仅能到达40～60％，而采用本发明逐级脱硫方法对锅炉烟气进行脱硫，每次脱硫都可以达到85％以上的脱硫效率，脱硫效率提高了20～30％以上，脱硫后的烟气中二氧化硫含量≤200mg/Nm3，严格符合排放标准，取得了意想不到的技术效果；且采用碱法脱硫时，1摩尔的氢氧化钠仅能去除1摩尔的二氧化硫，而本发明采用逐级脱硫方法，使烟气中的二氧化硫分别与石灰石和氢氧化钠反应，减少了氢氧化钠使用量，而氢氧化钠价格为石灰石3倍，故采用本发明方法后极大节省了脱硫的成本投入，处理成本更加低廉。
作为优化，所述燃料为烟煤。烟煤发烟量大，燃烧速度快，硫元素很容易反应释放到燃烧烟气中，采用现有的碱法对烟煤燃烧烟气进行处理，除硫效率慢，不能满足烟煤发烟量大而需要的快速脱硫方法，采用本发明方法对烟煤燃烧烟气进行处理，先采用喷钙技术对烟煤燃烧烟气中的部分硫元素进行脱硫，降低了烟气中的含硫浓度后，再采用碱法对烟气中剩余的硫元素进行脱硫，这样的逐级脱硫方法不仅使脱硫效果好，更关键的是解决了现有技术仅采用碱法处理时因烟气量大而处理效率低的技术问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。本实施案例在以本发明技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本发明具有创造性，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。
实施例1
一种循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法，包括如下步骤：
1)将石灰石粉碎成粒度345目的石灰石粉末，将所述石灰石粉末引入循环流化床锅炉的炉膛中；所述循环流化床为处理量82t/h的循环流化床；
2)控制炉膛内燃烧温度为900℃以使步骤1)投入炉膛内的石灰石粉末被煅烧为氧化钙，煅烧生成的氧化钙与炉膛中燃料燃烧产生的烟气接触并与烟气中的硫氧化合物发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，完成对所述燃烧烟气的一次脱硫；石灰石粉末的投加量为所述燃料烟煤质量的5％；
3)将步骤2)经过一次脱硫后的燃烧烟气以及反应生成的反应产物一并通入除尘装置旋风分离器中，对所述燃烧烟气中的飞灰以及反应产物进行去除；
4)将步骤3)除尘后的燃烧烟气引入脱硫塔中，向脱硫塔中喷淋氢氧化钠溶液以使氢氧化钠溶液与所述燃烧烟气中的硫氧化合物反应生成亚硫酸氢钠，使燃烧烟气中的硫元素进入氢氧化钠液相中，完成对所述燃烧烟气的二次脱硫；使用质量浓度为40％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的喷淋量为所述燃料烟煤质量的5％；将氢氧化钠溶液从脱硫塔的顶部喷淋入脱硫塔中，因为烟气的密度较小，所以较多聚集在脱硫塔的顶部，从脱硫塔的顶部喷淋氢氧化钠溶液，可以在喷淋入塔的同时就与烟气发生反应，脱硫速率更快，且与更多的烟气进行接触，脱硫效果也更好。
本实施例中燃料为硫含量0.8％的烟煤，对采用本实施例脱硫处理后取得的脱硫效率进行计算，结果显示本实施例对烟煤在循环流化床锅炉内燃烧产生的烟气脱硫效率达到85％，脱硫处理后的尾气中二氧化硫浓度为180mg/Nm3，取得了优异的脱硫效果，处理后的尾气严格满足环保排放标准。
实施例2
一种循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法，包括如下步骤：
1)将石灰石粉碎成粒度400目的石灰石粉末，将所述石灰石粉末引入循环流化床锅炉的炉膛中；所述循环流化床为处理量82t/h的循环流化床；
2)控制炉膛内燃烧温度为1100℃以使步骤1)投入炉膛内的石灰石粉末被煅烧为氧化钙，煅烧生成的氧化钙与炉膛中燃料燃烧产生的烟气接触并与烟气中的硫氧化合物发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，完成对所述燃烧烟气的一次脱硫；石灰石粉末的投加量为所述燃料烟煤质量的10％；
3)将步骤2)经过一次脱硫后的燃烧烟气以及反应生成的反应产物一并通入除尘装置旋风分离器中，对所述燃烧烟气中的飞灰以及反应产物进行去除；
4)将步骤3)除尘后的燃烧烟气引入脱硫塔中，向脱硫塔中喷淋氢氧化钠溶液以使氢氧化钠溶液与所述燃烧烟气中的硫氧化合物反应生成亚硫酸氢钠，使燃烧烟气中的硫元素进入氢氧化钠液相中，完成对所述燃烧烟气的二次脱硫；使用质量浓度为50％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的喷淋量为所述燃料烟煤质量的8％。
5)向步骤4)与燃烧烟气反应后的溶液中加入石灰乳，溶液中的亚硫酸氢钠与石灰乳发生反应生成石膏以使溶液中的硫元素被固化到生成的石膏中，对与石灰乳反应后的溶液进行过滤并收集未进行反应的氢氧化钠清液，将所述氢氧化钠清液通过循环泵通入所述脱硫塔中作为喷淋液循环使用。
本实施例中燃料为硫含量0.8％的烟煤，对采用本实施例脱硫处理后取得的脱硫效率进行计算，结果显示本实施例对烟煤在循环流化床锅炉内燃烧产生的烟气脱硫效率达到88％，脱硫处理后的尾气中二氧化硫浓度为160mg/Nm3，取得了优异的脱硫效果，处理后的尾气严格满足环保排放标准。且采用本实施例方法脱硫处理产生的废液符合硫排放标准，无需进行后续复杂水处理过程。
实施例3
一种循环流化床锅炉燃烧烟气的脱硫方法，包括如下步骤：
1)将石灰石粉碎成粒度500目的石灰石粉末，利用加压空气将所述石灰石粉末吹送入循环流化床锅炉的炉膛中；所述循环流化床为处理量82t/h的循环流化床；
2)控制炉膛内燃烧温度为1200℃以使步骤1)投入炉膛内的石灰石粉末被煅烧为氧化钙，煅烧生成的氧化钙与炉膛中燃料燃烧产生的烟气接触并与烟气中的硫氧化合物发生反应生成硫酸钙和亚硫酸钙，完成对所述燃烧烟气的一次脱硫；石灰石粉末的投加量为所述燃料烟煤质量的15％；
3)将步骤2)经过一次脱硫后的燃烧烟气以及反应生成的反应产物一并通入除尘装置旋风分离器中，对所述燃烧烟气中的飞灰以及反应产物进行去除；
4)将步骤3)除尘后的燃烧烟气引入脱硫塔中，向脱硫塔中喷淋氢氧化钠溶液以使氢氧化钠溶液与所述燃烧烟气中的硫氧化合物反应生成亚硫酸氢钠，使燃烧烟气中的硫元素进入氢氧化钠液相中，完成对所述燃烧烟气的二次脱硫；使用质量浓度为60％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的喷淋量为所述燃料烟煤质量的10％。
本实施例中燃料为硫含量0.8％的烟煤，对采用本实施例脱硫处理后取得的脱硫效率进行计算，结果显示本实施例对烟煤在循环流化床锅炉内燃烧产生的烟气脱硫效率达到85％，取得了优异的脱硫效果。
本实施例中燃料为硫含量0.8％的烟煤，对采用本实施例脱硫处理后取得的脱硫效率进行计算，结果显示本实施例对烟煤在循环流化床锅炉内燃烧产生的烟气脱硫速度快，脱硫效率达到90％，脱硫处理后的尾气中二氧化硫浓度为150mg/Nm3，取得了优异的脱硫效果，处理后的尾气严格满足环保排放标准。且采用本实施例方法脱硫处理产生的废液符合硫排放标准，无需进行后续复杂水处理过程。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。