摘要：该文以永安智胜化工有限公司12MW热电联产装置工程75t/h循环流化床锅炉为例，对其掺烧造气废渣和不掺烧造气废渣两种情况的烟气排放进行监测，结果表明：在循环流化床锅炉燃煤中掺烧造气废渣，使得烟尘特别是二氧化硫的排放浓度大大降低，排放量明显减少，降低燃煤排放烟气对环境的影响。
关键词：造气废渣循环流化床锅炉烟尘二氧化硫排放浓度排放量
1概述
福建永安智胜化工有限公司是以生产经营高效化肥为主的福建省百家重点企业，于2001年6月完成改制工作，是按照现代企业制度建立的股份制企业。12MW热电联产装置工程是为满足生产需要和配合公司近期发展计划而进行的公用工程扩建项目。该工程新增1台75t/h循环流化床燃煤锅炉，并综合利用造气废渣，将造气废渣送至热电联产装置与煤混合作为循环流化床的燃料。主要废气污染源为燃煤锅炉烟气，主要污染物为二氧化硫和烟尘。烟气经单室三电场高效静电除尘+湿式高效脱硫装置处理后由80米高烟囱排放。为了研究在循环流化床锅炉燃煤中掺烧造气废渣对污染物排放的影响，永安市环境监测站于2006年12月17日对福建永安智胜化工有限公司12MW热电联产装置循环流化床燃煤锅炉掺烧和不掺烧造气废渣两种情况下的烟尘和二氧化硫进行监测。
2掺烧造气废渣的可行性分析
在合成氨的生产过程中，造气工序以碳化煤球（将原料粉煤和熟石灰按一定比例搅拌混合均匀后压制成球，用脱碳工序来的二氧化碳气体进行循环碳化和干燥后制得石灰碳化煤球）、空气、水蒸气为原料，制取合格半水煤气贮于气柜,并产生造气废渣。目前该公司每天产生造气废渣60吨，全部送至热电联产装置与煤混合作为循环流化床的燃料。
煤质、炉渣分析资料见表1；热电联产装置75t/h循环流化床锅炉的煤耗、渣耗见表2。由表可见，造气废渣具有高热值，发热值为17.8MJ/kg，而含硫量与燃煤相差不大，是很好的燃料；循环流化床锅炉每年可有效利用造气废渣16250吨，占总消耗量的21.3%，根据其热值折算到标准煤后为13329吨，大大节约了燃煤使用量，既节约成本又减少了能源消耗。
3掺烧造气废渣对污染物排放的影响分析
3.1监测项目和分析方法来源
监测项目分析方法及来源见表3。
3.2仪器设备及质量保证
采用3012H型自动烟尘测试仪。于2006年6月8日由三明市计量检定所检定合格且在有效周期内。
3.3监测工况
监测期间实际发汽量为73t/h，日发电量为30.24×104kW.h，生产负荷率达117.2%。（设计日发电量为25.8×104kW.h）
3.4监测结果
监测结果见表4。可见：加入造气废渣时烟尘排放浓度和二氧化硫排放浓度均有大辐度降低，不加造气废渣的烟尘、二氧化硫排放浓度分别是加造气废渣的2.3倍和5.6倍。
通过计算：不加造气废渣时烟尘排放量为0.90kg/h，二氧化硫排放量为38.7kg/h；加入造气废渣时烟尘排放量为0.40kg/h，二氧化硫排放量为7.02kg/h。排放量特别是二氧化硫的排放量明显削减，每小时的排放量分别减少了0.50kg和31.68kg。
可见，因为加入造气废渣，废渣中含有石灰，石灰石在锅炉内煅烧分解，发生如下反应：
CaCO3→CaO＋CO2－178.98kJ/mol
细小的CaO颗粒与SO2气体发生下列反应：
CaO＋SO2＋1/2O2→CaSO4＋501.83kJ/mol
吸收燃烧过程中产生的二氧化硫，从而达到脱硫的目的。当钙硫摩尔比为2时，脱硫效率可达80%以上。通过掺烧造气废渣，在同一脱硫设备正常运行、相同的脱硫效率下，使得二氧化硫排放浓度大大降低,减少对环境的污染。
4结论
4.1造气废渣是一种高热值的燃料，将其与煤混合作为循环流化床锅炉的燃料，既解决炉渣堆放又节约了燃煤。
4.2在循环流化床锅炉燃煤中掺烧造气废渣，在同一除尘和脱硫设备正常运行、相同的除尘、脱硫效率下，使得烟尘特别是二氧化硫的排放浓度大大降低，排放量明显减少，降低燃煤排放烟气对环境的影响。
5讨论
近年来，循环流化床锅炉以其燃料适应面广、负荷调节性能好、燃烧效率高、可通过向炉内添加石灰石减少二氧化硫排放等优点，得到了广泛的应用。但在循环流化床锅炉中掺烧石灰石后，石灰石煅烧分解，是吸热过程，因此，要消耗一定量的煤来满足这种分解反应的需要，使得耗煤量增加，运行成本增加。而且因为加入循环流化床锅炉的石灰石含有一定的水分，因受热从液态变成气态时将带出相应的热量，对锅炉的热效率将产生一定的影响，使锅炉热效率下降。而在循环流化床锅炉中掺烧造气废渣，因为其自身热值高，不仅不用消耗燃煤来满足分解反应的需要，还能替代一部份燃煤，既解决炉渣堆放又节约了燃煤；而且造气废渣空气干燥基水份很低，对锅炉的热效率没有影响。以上两点都优于在循环流化床锅炉中直接掺烧石灰石。更重要的是，通过实验证明，在循环流化床锅炉中掺烧造气废渣的脱硫效果非常好，所以在循环流化床锅炉中掺烧造气废渣是十分可行的方案，可供借鉴。
参考文献
福建省化学工业科学技术研究所.福建永安智胜化工有限公司.12MW热电联产装置工程环境影响报告表,2004.10.
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岑可法.循环流化床锅炉理论设计与运行.北京:中国电力出版社,1998.