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DCL型固硫剂在燃煤锅炉上的脱硫应用

淮北矿业集团公司朔里煤矿黄靖博

【摘要】本文浅析DCL型燃煤固硫剂在燃煤锅炉上应用的脱硫效果、固硫原理、应

用过程中工艺设计，以及脱硫成本等。

【关键字】DCL型燃煤固硫剂燃煤锅炉脱硫效果

1引言

作为“九五”国家攻关环保项目的DCL型燃煤固硫剂，经过近几年来在燃煤
锅炉上应用，脱硫效果显著。在一些地点应用试验，Ca/S摩尔比在2.0～2.5时，

SO2的排放量能稳定削减在59%～66%之间。有的在大型燃煤锅炉上进行示范应用，
从固硫剂储存、输送、喷射工艺上都采取了先进技术，取得的效果更好，达到了

成果鉴定的SO2排放削减率。当燃煤含硫量为0.8%，Ca/S为2.0和2.5时，SO2
排放削减率分别达到了57.9%和65.5%的效果。

2固硫原理
煤就其含硫量的高低之分，分为低、中、高硫煤。硫在煤中以无机硫（单质
硫、硫酸盐）、有机硫（硫醇、硫键、杂环硫）等不同的形态存在。在燃烧过程
中，生成硫氧化物SOx排入大气中，再经过光化学反应，形成硫酸雾，进而形成
酸雨，严重危害生态环境。
该固硫技术，实质上是在锅炉燃烧过程中的一定温度区域，加入固硫剂进行
脱硫。这种方法能使燃烧过程中产生的SOx立即转化为MeSOx，进而固定在炉渣
及煤灰中，不至于排入大气环境中。
固硫过程中反应式为：

SO2+eO+/20→MeSO4
此反应式没有表达反应的复杂机理和各种条件因素。可燃硫经过燃烧后生成

SOx，当锅炉过剩空气系数为2、燃烧室出口温度在1100℃时，绝大部分是SO2，

SO3仅为3%～5%，它随过剩空气和燃烧室出口温度的加大而增加。若用CaO来吸

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收SO2，则吸收率是非常低的。生成的CaSO3在过剩空气为2%～3%时，也只有少

部分CaSO3被氧化成稳定的CaSO4，大部分又被分解为CaO与SO2。而CaO吸收SO3
的效果要好得多，其吸收率取决于CaO的活性（比表面及活化中心）。如在CaO

中加入一定量的催化剂进行活化处理，CaO对SO3的吸收率则就会大大提高了。
DCL型固硫剂正是运用其原理，在MeO中加一定量的助剂，将催化的概念引

入固硫。它通过提高固硫剂的吸附表面及活性，将SO2转化为SO3，或使CaSO3转

化为CaSO4，从而使CaO固硫率大大提高。但是，DCL型固硫剂不同于传统的固
硫剂掺加到原煤中，而是喷到锅炉燃烧中心上部，固硫剂直接与烟气中的SOx
反应，对燃烧没有造成任何影响，对锅炉效率影响也甚微。
3合理设计应用工艺
3.1喷入炉内区域选择
在实验室的高温固硫表明，温度对固硫效率是相当重要的。当温度超过

1200℃时，SO2重新释放出来，固硫率接近于零。因为SO2通过覆盖在CaSO4表面
的保护层的扩散速度随着温度的升高而增大；另一种原因可能是在当固硫剂里面

的催化剂失效时，SO2与MeO生成的MeSO3又分解为SO2和MeO。DCL型固硫剂与
烟气的最佳反应温度为950℃～1050℃，因此固硫剂的喷嘴位置应确定在合适的
地方。一般设置在前墙看火孔处附近，处于锅炉转向室之前，距离屏式过热器烟
气入口中心点较近。某处在锅炉负荷170t/h试用，利用阿吉玛红外线热像测得，
该处温度正好在1045℃～1075℃，这样就比较合适，不需要对锅炉进行了改造。

DCL固硫剂物理性能：①堆密度：1.00～1.15t/m3，②细度：≤200目，③
外观：灰色粉状物，④含水量：≤5%。考虑到固硫剂容易受潮和粘附力较强的特
性，在考虑工艺系统设计时应尽量简化系统、优化工艺，要使它在整个系统中不
发生二次污染，且还要有一定的自控程度。

在上述锅炉负荷170t/h试验，喷嘴装在20.8m处，喷入区域温度高于

1200℃，数据显示出口烟气中的SO2较未喷固硫剂时烟气中的SO2还高出5%～10%。
当喷嘴装到23.1m时，固硫效率明显提高（测得温度均为1045℃）。显然确定
喷剂位置很重要。
3.2选择合适的钙硫比

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固硫剂添加量不同，起到的固硫效果也不同。主要取决于原煤含硫量、燃煤
用量。固硫剂的喷入量，可通过钙硫摩尔比来求得，即可表示为下式：
M=A×B×X/0.27
式中：M--固硫剂喷入量t/h；
A--锅炉每小时耗煤量t/h；
B--煤中含硫量%；
X--Ca/S摩尔比
如220t/h锅炉，燃煤量为28t/h，煤中含硫量为0.8%，要求Ca/S摩尔比为
2时，则固硫剂喷入量为：
28×0.8%×2/0.27=1.66t/h
设定不同的Ca/S摩尔比，确定固硫剂喷入量，这样才能取得最佳固硫效果。

还要考虑到安全、经济，对削减SO2排放量，经过优化后最终决定。
对于安装电除尘的地方，固硫剂喷入炉内后，最终会与粉煤灰一起被电除尘
捕捉，此