0、前言
石油焦是石油延迟焦化的产物，可用于炼焦、做电极棒。但含硫高的石油焦不适于电极棒的生产及在冶炼工业中的应用。我国大约每年副产2 Mt高含硫石油焦。石化部门不得不作为废物堆积，既影响正常生产，同时也污染环境。研究发现，石油焦的含碳量较高(C>80%)，灰含量少，具有较高的热值(约31000 kj/kg)，可作为动力燃料，在热电站具有广泛的应用前景。但一般煤粉锅炉的脱硫技术不能满足石油焦燃料的设计要求，循环流化床锅炉(CFB)作为低污染的燃烧技术具备高效脱硫的特点，为石油焦作为动力燃料提供了一条有效的途径。
国外在20世纪60—70年代已开始进行石油焦燃料的热解特性、燃烧特性、动力学特性等基础性研究。研究表明，石油焦作为替代性燃料在理论上是可行的，但在实际生产中还有一些技术问题需解决。美国Nisco公司与FW公司于1990年在WestlakeLouisiana建造了2台100 MW的CFB锅炉，燃用100%的石油焦，最长运行周期达到193天，但对运行中出现的一些实际问题尚不清楚。因此，对石油焦和煤混合燃烧及单纯石油焦燃烧的可行性进行试验研究，对燃烧石油焦的循环流化床锅炉的设计和运行具有重要意义，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
秸秆颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料。
1、可行性试验
1.1试验燃料特性分析
试验燃料有2种，一种是石油焦，另一种是经过处理的石油焦样品。石油焦来自一石油化工有限公司，石油焦样品是将80%粉碎粒化后的石油焦、1O%的飞灰（由试验锅炉燃用煤炭产生）和10%的石灰石组成。对石油焦和石油焦样品进行化验，结果见表1—3。
从表1可看出，与烟煤等其它燃料相比，石油焦呈现出“5高2低”：含碳量高、含氮量高、热值高、水分高、含硫量高；挥发分低、灰分低。挥发分低、水分高对着火不利，造成石油焦着火温度提高，着火延迟，并影响石油焦的燃尽特性，但一旦着火，由于热
1.2试验设备
试验采用的燃烧装置是国内某电厂国产230 UhCFB单汽包自然循环锅炉，JI形布置，炉膛采用水冷风室和布风板、膜式水冷壁、全悬吊结构。2个高温绝热旋风分离器布置在炉膛后墙出口，分离器下部对应布置2个U形回料阀，过热器分3级布置，其中二级过热器布置在炉膛上部，一、三级过热器布置在尾部烟道。点火方式为床上点火，油枪布置在四周。脱硫方式为炉内加石灰石脱硫。试验设备系统见图1。
电厂循环流化床锅炉的煤仓分为前、后2个仓，每个煤仓都能满足锅炉在满负荷运行状态下独立输送燃料。前、后2煤仓各有1条煤线分别将燃料输送到锅炉炉膛前、后墙；前煤仓下的煤线（1号煤线）的燃料经由l号转动给料机后进入旋风分离器下料管，然后进入炉膛；后仓下的煤线（2号煤线）的燃料经由2、3号传动给料机后直接进入炉膛。
机组各种参变量由分散控制系统(DCS)进行控制，一、二次风量由阀门控制，炉温由测量及控制系统线性加热到一定温度，信号处理系统的电信号由计算机数据采集系统(DAS)保存，然后由数据处理程序处理。循环流化床锅炉脱硫方式为加入处理过的石灰石粉在炉内直接脱硫，同时安装在线ROSE-MOUNT880A红外分析仪监测排出烟气的含硫量，并与石灰石的加入量一起形成反馈控制回路，量化控制排出烟气的C02量。
1.3试验过程
试验过程中，为确保锅炉安全、平稳地运行，特别是不能影响到汽、电的供应，试验采用逐渐增加石油焦和煤的混合比例。煤经前煤仓1号煤线进入炉膛，石油焦经后煤仓2号煤线进入炉膛。通过控制1号和2号煤线的燃料传输速度控制燃料量。
试验的第1阶段采用煤和石油焦混合燃烧，逐渐增加石油焦比例，直到完全燃用石油焦。2号煤线煤仓中煤炭完全耗尽时，开始向该煤仓输送石油焦，这时锅炉的燃料由1号煤线提供，完全燃烧煤炭。2号煤仓中石油焦有足够的储量后，以最低的输送速度（为最大传输速度的20%）向锅炉输送石油焦，此时l号煤线输送速度为60%。此后2号煤线的输送速度逐渐增加，从15%、20%、30%，最后到35.5%，相应地l号煤线输送速度由60%逐渐减少到50%、45%，最后到35.5%。通过不断调整和增加石油焦的比例，最后1号煤线完伞停止输送燃料，锅炉燃料由2号煤线输送，完全燃烧石油焦。2号煤仓中的石油焦耗尽时，锅炉燃料由1号煤线提供，完仝燃烧煤炭，本阶段试验完成。
试验的第2阶段采用煤和石油焦样品混合燃烧，逐渐增加石油焦样品的比例，直到完全燃烧石油焦样品，与第1阶段不同的是，石油焦样品的增加速度非�？臁Ｍ耆加檬徒寡肥�，由于石油焦样品在制作过程中石油焦、飞灰和石灰石混合不均匀，使锅炉运行极不稳定。因此试验1.5 h左右就不得不采用煤炭与石油焦样品混合燃烧，并且石油焦燃料的输送速度为最小(20%)。至此，试验的第2阶段完成。
2、试验结果及分析
2.1 锅炉运行状况
在通过2号煤线向锅炉输送石油焦燃料前，锅炉负荷为75%，平均炉床温度保持在830cC左右，以保证石油焦能安全着火，这是试验的关键之一。通过2号煤线以最小流量向锅炉输送石油焦后，床温平均升到860℃，这是由于石油焦的含碳量大于煤炭的含碳量，热值高造成的。相关的锅炉运行数据见表
4、历有数据均取th内的平均值。
在石油焦与煤炭混合燃烧试验期间，无论是石油焦与煤炭混合燃烧还是单独燃用石油焦，锅炉运行都相当稳定，炉床温度始终保持在900℃以下，CO排放浓度较低(40～50Tng/m3)，表明锅炉燃尽率很高。NO，的排放浓度相对于单独燃用煤来说稍高，因为炉床温度较高且石油焦的含氮量较高。S02的排放浓度(大约800 mg/m3)明显高于单独燃用煤炭（一般控制在400mg/m3以下），但考虑到实际情况，试验锅炉的脱硫系统是针对含硫量低于1.5%的煤炭而设计，而石油焦的含硫量超过5.5%，因此试验设备不能满足脱硫要求。
石油焦样品燃烧试验期间，在逐渐增加石油焦样品和单独燃用石油焦样品的过程q1，锅炉运行状态多不稳定。尽管向锅炉稳定地供给燃料，但锅炉运行温度明显强烈地波动，由于使用的石油焦样品混合得不均匀（石油焦、灰分和石灰石），锅炉负荷在10mm内在50%—70%间变动。由于这种运行状态较危险，1.5h后停止了燃用石油焦样品。虽然燃用石油焦样品的时问较短且运行不稳定，没有得出具有代表性的试验数据，但也记录了锅炉运行的一些参数。
2.2锅炉效率计算与分析
通过对锅炉正反热平衡计算，得到不同试验工况下的锅炉热效率。图2为不同石油焦混合比卜J的锅炉热效率。锅炉热效率随石油焦混合比例的增加而升高，主要是因为石油焦灰分含量较纯煤低，飞灰少，飞灰损失较低。
2.3脱硫效果分析
在循环流化床运行中，脱硫剂的选择非常重要，因为脱硫反应与脱硫剂的活性有很大关系。本次实验在循环流化床脱硫剂选择时选择高反应活性的石灰石。Ca/S摩尔比被认为是影响脱硫效率和502排放的首要因素。来自工业CFB锅炉的运行数据表明见图3），随着Ca/S比的增加，脱硫效率在Ca/S低于2.5时增加很快，而继续增大Ca/S比或脱硫剂量时，脱硫效率增加较少。因此本次实验加石灰石脱硫时，将Ca/S摩尔比控制在1.5—2.5，以保证达到最高脱硫效果。
由试验运行所测数据，通过对设备的脱硫效果进行计算（见表5）可看出：随着石油焦含量增长，脱硫效率大幅度提高，由57.5%提高到90%以上，但由于燃料含硫量加大，排烟中S02含量仍比燃烧纯煤高很多。由于该试验设备的脱硫系统是以燃烧含硫量不高于1.5%的煤为脱硫对象而设计的，石油焦或石油焦和煤的混合燃料含硫量远高于纯煤，因此不能满足脱硫要求，需重新设计，提高循环倍率，加强脱硫效果，使其达到环保要求。
3、结论及建议
(1)通过对石油焦进行工业分析发现石油焦呈现出“5高2低”的特点，其挥发分少、含碳量高，与一般的无烟煤工业分析结果相近，属于中结渣型。(2)石油焦燃烧速度慢，混合燃烧特性要差于纯煤粉，随着掺焦量的增加，影响愈严重。(3)单独燃用石油焦和燃用石油焦与煤混合物的情况下，锅炉运行较稳定。在燃用石油焦样品时，运行不稳定。(4)锅炉效率在燃用石油焦或混合燃料时要高于燃用纯煤。虽然试验设备的脱硫系统不能满足燃用石油焦的要求，但脱硫效率大幅度提高，与燃烧纯煤的脱硫效率57.5%相比，可达到85%—91%。(5)实验数据和研究结果表明，循环流化床锅炉燃烧石油焦或石油焦和煤的混合燃料是可行的。
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