常压循环流化床_CFB_气化技术概况
专论与综述
常压循环流化床(CFB)气化技术概况
佟浚芳,郭新宇
(国家化工行业生产力促进中心,江苏昆山 215337)
[摘 要]介绍鲁奇公司的常压循环流化床(CFB)气化技术开发过程,以湿法为例介绍CF B 生产合成气的基本流程。该工艺具有原料范围广,系统温度均匀,操作温度、压力低,氧耗低等特点,特别适合于日处理煤300~500t 的装置。进行了U GI 常压气化法、T ex aco 加压气化法和CFB 气化法三种方法的工艺技术比较。
[关键词]煤气化;合成气;循环流化床[中图分类号]T Q546 2
[文献标识码]A
[文章编号]1004 9932(2003)02 0001 06
[收稿日期]2002 12 05
[作者简介]佟浚芳(1932-),女,辽宁沈阳人,高级工程师,长期从事煤气化研究工作。
A survey of atmospheric circulating fluidied bed (CF
B )
gasification technology
T ONG Jun fang,GU O Xin yu
(China N ational Chemical I ndustry Pr oductive Force Pr omoted Center ,K unshan 215337,China )
Abstract :This article presents the devoloping process of Lurg i atmospheric circulating fluidized bed (CFB)g asification technology and the principle process flow of CFB to produce synthetic gas w ith an example of w et process.This process takes the characteristics of w ide range of feedstock,even tem perature in system,low operation tem perature and pressure,low oxygen consumption,etc.,being particularly applicable for units of 300~500t d coal processing capacity.It also makes a comparison on process technology of U GI atmospheric g asification process,Texaco pressurized gasification process and CFB gasification process.Key words :coal g asification;sy nthetic g as;circulating fluidized bed 传统的流态化是指细小的固体与具有一定流速的流体组成两相体系统,其中固体颗粒被上行的流体支撑而形成悬浮体系统,它的流动行为在许多方面具有与真实液体相同的性质,是一种流、固两相高效接触的技术。流态化技术已应用于许多工艺流程,由于工艺条件的差异,不同工艺过程对流态化行为又有其特殊的要求,循环流态化就是其中的一类。
循环流态化是指以介于鼓泡床和输送床典型
流速之间的流体速度使流、固两相并流向上的流动过程,过程中固体颗粒内的流动速度明显低于流体速度,致使流、固相间具有的滑动速度最大。这种伴有固体颗粒循环高速流动的流、固相接触体系具有最大的接触效率,并能获得较高的传热和传质速度。这对某些工艺过程能顺利、有效地进行极为重要。循环流化床反应器应用于煤的燃烧或气化工艺,由于煤粒在系统内不断循环,提高了气、固相接触效率,使煤燃烧或气化反应快捷而又完全,同时也满足了反应温度均匀的要求,
解决了煤的粘结问题。常压循环流化床气化技术正是这种高效、无气泡的气、固相接触技术的体现,它既有流化床内部形成的内循环,又有被气
第2期2003年3月
中 氮 肥
M Sized N itrogenous Fertilizer Progress No 2M ar 2003
流夹带出床层的物料又返回床层的外循环,系统内物料具有多重循环,从而使气化反应进行得更为完全,碳转化率更高;整个反应系统温度均匀,大大降低了产品气中焦油含量,有利于环保。又由于该技术具有对原料适应范围广,操作灵活,装置设备简单等优点,近些年来受到有关方面的关注,是一项适合我国中小型合成氨厂技术改造和小城镇煤气化事业发展的较为理想的技术。本文对鲁奇公司的CFB气化技术作一剖析,以便全面了解这一技术。
1 CFB气化技术发展概况
鲁奇公司在煤气化领域从事研究开发工作已有半个多世纪的历史,开发成功的气化方法也很多:固定床、沸腾床及气流床三大工业化的气化方法它都拥有,气化技术经验极其丰富。近20多年来,该公司经过反复的研究与开发,从冷模试验到工业示范先后建立了8套不同规模的装置,经过大量试验研究,终于开发成功了常压循环流化床气化技术。
CFB气化技术主要开发过程及装置如下。
(1) 200m m的热模小试装置
主要是进行各种原料的评价试验,它可为工程开发提供基础数据。
(2)CFB中试装置
规模为50kg h煤的中试装置,主要进行各种原料的试验,装备有各种控制系统,是较完整的工程开发装置,但鲁奇公司认为它仍不能提供工业化需要的工程数据。
(3) 700m m中试装置
每小时处理煤100~200kg的CFB中试装置,此装置产出热量1 5M W,如若煤的热值差时,要达到此热量,则需要处理500kg h。该装置设施齐全,类似工业装置,鲁奇公司在其上做了大量的试烧试验。至今已试烧过的原料有高硫煤、高灰煤、褐煤(含盐的褐煤、含木质素的褐煤)、烟煤、洗煤滤渣、石油焦、页岩油、树木废料、树皮、泥炭、牛粪、工业淤泥等50多种。该装置有完整的控制与操作系统,CFB技术的工程开发工作主要是由此装置完成的。
(4)Pols纸浆厂的CFB装置
奥地利最大纸浆厂 Pols纸浆厂采用鲁奇公司CFB技术于1986年建成了第一套工业规模的气化装置,以废树皮为原料,规模为27MW,产品气用作石灰窑燃料。尽管该装置因产品气夹带粉尘较多,影响后续产品质量,近年来已停止运行,但这套装置为CFB技术的推广做了大量的工业化试验,如空气和煤的入口高度试验,旋风除尘器试验等。
(5)德国柏林Rudersdorf公司的CFB装置
此装置中CFB炉内径3 5m、高25m,每天处理原料煤600t,正常产生热能为100MW。使用的原料有四种,包括煤、城市垃圾、废橡胶和城市污泥,因此该炉子有四种原料贮罐,四个进料口。该装置现已投产,每小时约产出燃料气50000m3,供水泥窑用,每天可生产水泥5000t。
鲁奇公司在上述研究和开发的基础上,已在一些工厂建立了CFB气化装置,所生产的燃料气用于发电项目的有德国德斯堡电厂、柏林电厂,美国德克萨斯州TNP电厂和法国的电厂等。此外,该公司还试图建立采用不同固体燃料制取化工合成气的示范装置。前些年我国宣化化肥厂曾酝酿采用该技术取代现有的UGI固定层气化炉,随后山东德州化肥厂也曾考虑过CFB气化炉替代UGI炉,但因种种原因这项工作均未继续下去。
鲁奇公司提供的CFB技术典型工艺数据如表1所示。
表1 CFB技术的典型工艺数据
燃料种类树皮煤焦炭
燃料组成 %
C39 859 669 5
H5 03 10 5
O35 23 60 5
N0 61 20 8
水分13 66 016 0
灰分5 826 512 7
工艺参数
气化剂空气蒸汽 O2CO2 O2
燃料气化剂用量 m3 kg0 761 20 0 400 46 0 62
燃料产气量 m3 kg1 701 901 65
气体组成 %
CO
2
13 615 59 6
CO14 638 275 8
H214 434 711 8
CH44 02 50 2
C n H m1 80 1
N
2
35 30 50 1
2中氮肥第2期
综上所述,鲁奇公司的CFB 技术经历了多层次的开发与应用,经过不断的改进与提高,已日臻完善。它具有新技术和产业化的特性,是比较成熟而又可靠的燃料气生产技术,同时也具备以煤为原料制取合成气的基础。
2 CFB 气化工艺过程及关键环节
(1)CFB 气化工艺流程
CFB 气化工艺过程可分为干法和湿法两种流程,分别见图1和图2
。
图1 干法CFB 工艺过程方框图
图2 湿法CFB 工艺过程方框图
干法CFB 工艺适用于生产工业燃料气,湿法则适用于城市煤气和合成气的生产。本文将对湿法工艺作一概略的描述。
来自煤场的原料煤经破碎至<4~5mm ,送至计量槽,再由螺旋进料器送入气化炉下部,与从底部进入的蒸汽、氧(纯度!98 8%)等气化剂混合,进行气化反应。气化压力0 2M Pa,温度1050?,气体停留时间4~6s,气体流速1~4m s 。出口粗煤气温度900~950?,粗煤气夹带出来的固体大部分在循环旋风分离器内脱除,并由带有气封的下灰管循环返回气化炉底部。由于新鲜原料、气化剂和大多数为炉灰的循环物之间能迅速混合,气化反应在气化炉底部附近立即开始。循环物和新加入的原料之比可高达40,因此碳转化率较高,底部灰经水冷螺旋出料器,由旋转阀排入灰仓送出界区外。
气体离开旋风分离器时含尘量为25~50g m 3
,进入废热锅炉冷却至220~240?,同时产生低压饱和蒸汽。锅炉给水是在汽包和蒸汽发生器之间自然循环。产生的低压饱和蒸汽在蒸汽过热器中过热到200?左右,其中约1 3作为气化炉用气化剂,余下部分送入工厂蒸汽管网。
离开废热锅炉的粗煤气在多级旋风分离器和袋式过滤器中进一步除尘。多级旋风除尘器脱除的灰经喷射器送回气化炉。袋式过滤器排出的飞
灰送去作燃料或加工成型煤。煤气再通过洗涤饱和塔洗涤脱除NH 3、CN -、Cl -
和其他水溶性化合物、灰尘,同时冷却至40?,满足压缩机入口温度要求和气体含尘量少于5mg m 3
的要求。
从洗涤塔排出的水在浓缩器内靠重力分离成有机相和水相。有机相(油相)连同浓缩器下部排出的灰渣一起返回气化工段,喷入气化炉;大部分水循环使用,部分废水送往水处理站。
(2)CFB 系统的关键组成部分
CFB 气化单元的基本结构如图3所示。CFB 气化系统主要组成部分包括如下:
#有耐火材料衬里的立式圆柱形气化炉,带有气化剂分布器和排灰的喷嘴筛板;
?耐火材料衬砌的旋风除尘器,并带有下灰管和气封罐;
%气体冷却用废热锅炉、多级旋风分离器和袋式过滤器;
&饱和塔、洗涤塔、文丘里管以及分离器等除尘辅助装置以满足下游工艺要求;
?燃料喂入系统及排灰系统(水冷式螺旋加料及出料器);
(废水处理系统。
(3)CFB 气化技术的关键环节
尽管循环流化技术是成熟的,CFB 气化工艺设备也比较简单,但这一技术的一些关键环节还
3 第2期佟浚芳等:常压循环流化床(CFB)气化技术概况
是引起业内人士的疑虑。疑虑主要有以下几方
面:
图3 CFB 气化炉基本结构
#CFB 气化炉及废热锅炉的磨损,废锅的堵塞问题;
?循环流化床中气流的分布能否保证均匀流化;
%能否保证循环流化床中物料单向循环,既做到床层密封又要确保不出现料堵的通畅稳定循环;
&CFB 的循环比调节和控制方法问题;?现有工艺流程能否达到合成气进压缩机时粉尘含量<5mg m 3
的要求;
(粗煤气含焦油以及工艺污水处理问题,其技术是否成熟?能否确保CFB 气化工艺长期稳定运行,并可靠地应用于合成气及城市煤气生产?带着这些疑惑原化工部曾多次与鲁奇公司进行技术交流,并组团赴德、奥对CFB 技术进行反复的实地考察,结论是:CFB 气化技术的一些关键环节基本上得到解决,措施是有力的,技术上是成熟可靠的。尽管迄今尚未有采用CFB 气化技术制取合成气的先例,但从它的开发过程和解决的一些关键问题来看,应该说它应用于合成气生
产,在技术上是不成问题的。通过考察,有关人士还一致认为,这一技术对我国众多采用UGI 固定层炉以无烟块煤为原料的中、小型氨厂技术改造有其独有的优势。3 CFB 气化技术特点
目前国际上开发应用的煤气化方法,就床层类型而言,基本上可划分为三大类,其具有代表性并广泛应用的气化工艺有以下几种。
固定层气化法:常压固定层间歇法(U GI 法)、鲁奇干灰加压固定层法、英国不列颠煤气公司与鲁奇公司合作开发的BGL 法。
气流床气化法:德士古水煤浆加压气化法、美国陶氏化学公司的DOW 煤气化法、Shell 煤气化法以及德国Babcock 公司的GSP 加压法。
沸腾床气化法:高温温克勒法(HTW 法)、CFB 法。
属于沸腾床的CFB 技术是以含碳>10%的各类含碳固体为原料,根据目的产品气要求可分别采用空气、蒸汽、氧气或二氧化碳作为气化剂,
4 中氮肥
第2期
制取燃料气、城市煤气和合成气,采用固态排渣的新气化工艺。其基本特点如下。
(1)原料范围广泛,可处理各种煤(包括各种褐煤、高灰分和粘结性煤)、焦炭、废木料、废橡胶、生物体和垃圾等,只要含碳量>10%的各类含碳固体均可作为原料。原料需破碎到一定程度,但不似德士古等气化方法要求原料煤粉有一定粒度分布组成,所以原料处理比较简单。
(2)循环流化床气化法,整个反应器系统温度均匀,原料进炉后立即开始反应,且物料可多次循环,碳转化率高,一般可达96%,炉底灰含碳量<3%。又因气化炉内温度均匀,出口气体温度也达950?,产品气中基本不含焦油,高级烃类含量也远低于固定层法。
(3)常压或低压操作,而且是固体加料、排料,故系统结构简单,操作方便、易行、灵活。对整个系统设备的要求比加压法为低,所以造价较低,也易国产化。
(4)气化温度较液态排渣的德士古和BGL气化法为低,对气化炉内衬材料质量要求相对要低些,气化炉造价较低。
(5)相对德士古气化法而言气化温度偏低,因此氧耗量降低约20%~30%,可减少制氧装置的投资。
CFB气化技术特点表明,它是几乎可以接受任何固体燃料,而对原料的预处理要求又较低的一项高效、灵活且可靠的制取燃料气、城市煤气和合成气的新工艺,特别适用于日处理煤为300 ~500t或更多些的中、小型装置。
根据当今世界上煤气化技术发展情况,由于煤气化装置部分在总投资中所占比重较高,选择合适可靠的气化技术,对整体流程的优化组合影响极大。结合我国国情,特别是国内中、小氮肥企业的具体情况,可供选择的煤气化方法有当前国内普遍采用的UGI常压气化法、德士古加压气化法和CFB气化法三种工艺,三种工艺技术比较如表2。
表2 三种气化技术工艺比较
项 目Texaco CFB UGI 原料种类各种煤、生物体各种煤、生物体无烟块煤
原料粒度<40目的占95%
<200目的占40%
<4mm25~50mm
含灰量最好<15%无限制最好<20%
灰熔点(FT) ?<1400>1000>1000气化剂O2O2+蒸汽空气+蒸汽气化压力 M Pa2 6~8 5常压~0 20常压
气化温度 ?1400~15001000~1100900~950单炉最大处理煤能力 t h2000300~600100
进料方式浓度>60%的水煤浆干粉干块
排渣液态固态固态
碳转化率 %96~98 595~9860~65
有效气(CO+H
2
)含量 %~8076~80~65
氧气用量 m3 km3400~420300~320
耗煤量 m3 km3625~658630~667850~900耗电量 kW h km3~70~30~30
耗蒸汽量 kg km3~1400~520100~450能耗 GJ km316 8~18 920 316 8~21 0日处理300t煤装置投资 万元~18000~140003000注:氧气用量、耗煤量、耗电量、耗蒸汽量、能耗均为制1km3CO+H2的消耗。5
第2期佟浚芳等:常压循环流化床(CFB)气化技术概况
通过综合比较看出,CFB气化法与德士古气化法所得产品气中有效成分基本相同,碳转化率相近,但氧耗降低20%~30%,且气化温度低较,又是在常压至低压下操作,设备制造费用显著下降,投资大大减少。而与UGI气化法相比,虽基本投资和氧耗增加,但碳转化率提高,蒸汽消耗下降,特别是CFB法可用比较便宜的烟煤替代无烟块煤,使得吨氨成本显著下降。总之,由于CFB技术的煤种适应性更宽而使其灵活性更大,这一点颇受有关方面的青睐。
4 CFB气化技术的应用前景
我国是一个缺油少气而煤炭资源极其丰富,分布又十分广泛的国家。据统计,我国煤炭保有储量约为10071亿t,其中烟煤储量约占75%,无烟煤仅占12%。就其质量来看,其中高硫、高灰煤居多。面对这样的资源现状,如何合理、有效地利用它们就成了摆在我们面前的课题。
目前,我国煤炭消费量占总能源消费的68%,大大超出了27%的世界平均水平。尽管随着新能源的开发利用,能源结构会有所改变,但煤炭消费仍将会长期占据能源消费的主导地位。它主要应用于电力、冶金、建材、化工等行业以及民用,其利用形式有燃烧、气化、液化等,而其中煤的直接燃烧约占其总用量的80%。作为燃料,不论工业用还是民用,直接燃烧不仅热效率低下,且对环境污染严重。从环保和合理、有效的利用资源角度出发,探求适宜的煤炭利用技术,发展洁净燃料工业势在必行,特别是高硫煤的利用更为重要。
化工行业是煤炭消耗的主要领域,煤炭在这一领域中既作为燃料又作原料。我国合成氨工业以煤为原料的约占62%,特别是遍布全国的中、小型氨厂基本上都是以无烟块煤为原料。目前,这些企业正面临着可用的无烟块煤原料因资源缺乏而供应不足,绝大多数企业又远离原料产地,有长距离运输等问题,再加上煤源品质不稳,价格又高,致使气化操作难以稳定,产品成本高昂,严重影响企业的经济效益。由于现有气化工艺的限制,产量大、价格便宜、又可以就地取用的烟煤不能用,因而影响着我国煤化工和合成氨工业的发展。可见,化工行业特别是中、小型氨厂的原料路线改造已迫在眉睫。
气化技术是将固体含碳物质进行加工,转化成化工合成气或燃料气的关键工艺过程,无论从环保角度还是碳利用效率来讲,气化技术明显优于直接燃烧。目前气化方法很多,不同工艺对所处理原料的性质要求不同,诸如碳的反应活性、粘结性、膨胀性、灰成分及其熔融特性等的不同都会影响气化状态和效率,必须选择适宜的气化技术才能保证原料高效、经济的转化。为对付原料性质的多变性,所选气化技术还应具有较宽适应范围,较大的灵活性。
根据我国烟煤资源储量大、产量高、分布广,而以煤为原料的合成氨厂多为规模小和布局分散的特点,从适应合成氨厂原料路线改造和中、小城镇城市煤气化发展的需要,CFB气化技术是一项较为理想的技术。由于设备简单,常压操作,装置规模较小,灵活性大而使其具有特别的优势,尤其是对改造我国中、小型氨厂更为有利。采用CFB气化技术既可充分利用现有后续工艺设备,节省投资,加快改造速度,又可利用附近的烟煤资源,大幅度降低生产成本,提高经济效益。CFB气化技术还可以利用劣质燃料,甚至城市垃圾来发展中、小城镇的煤气化事业,使广大居民能够使用洁净而又方便的燃料,这既方便了群众,合理地利用了资源,又利于环保,市场十分广阔,潜在市场也十分巨大。若CFB技术在生产合成气或燃料气的同时联产甲醇,由甲醇再合成醇醚罐装燃料,则又可解决中、小乡镇居民的民用燃料问题,也为中、小氨厂开展多种经营打下基础,具有良好的经济效益和十分深远的社会效益。
6中氮肥第2期
循环流化床锅炉技术(岳光溪)
循环流化床技术发展与应用 岳光溪清华大学热能工程系 摘要：循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。我国自上世纪八十年代后采取引进和自我开发两条路线，完全掌握了中小型循环流化床锅炉设计制造技术，在大型循环流化床燃烧技术上已经完成了首台135MWe超高压再热循环流化床锅炉的示范工程。引进的300MWe循环流化床锅炉进入示范实施阶段。燃煤循环流化床锅炉已在中国中小热电和发电厂得到大面积推广使用。中国积累的设计运行经验对世界上循环流化床燃烧技术的发展做出了重要贡献。超临界循环流化床锅炉是今后循环流化床燃烧技术发展极为重要的方向，是大型燃煤电站污染控制最具竞争力的技术。我国已经具备开发超临界循环流化床锅炉的能力，在政府支持下可以实现完全自主知识产权的超临界循环流化床锅炉，扭转过去反复引进的被动局面。 前言 能源与环境是当今社会发展的两大问题。我国是缺油，但煤炭资源相对丰富大国。石油天然气对我国是战略资源，要尽量减少直接燃用。目前一次能源消耗中煤炭占65%，在可预见的若干年内还会维持这个趋势。可见发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当今亟待解决的问题。 循环流化床是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有许多其它燃烧方式所没有的优点： 1）由于循环流化床属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为120ppm左右。并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加FGD，是目前我国在经济上可承受的燃煤污染控制技术； 2）燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤； 3）排出的灰渣活性好，易于实现综合利用。 4）负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的30%左右。 因此，在我国目前环保要求日益严格，煤种变化较大和电厂负荷调节范围较大的情况下，循环流化床成为发电厂和热电厂优选的技术之一。我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。据不完全统计，现有近千台35~460t/h 循环流化床蒸汽锅炉和热水锅炉在运行、安 106.78t/h，见图1；参数从中压、次高压、高压发 展到超高压，单台容量已经发展到670t/h，见图2。 截至2003年，投运台数已有700多台。单炉最大 容量为465t/h，发电量150MWE。近三年，我国 循环流化床锅炉发展迅速，100MWe以上循环流 化床锅炉订货量达到近80台，100MWe以下循环 流化床锅炉订货超过200台。今后，随着环保标 准的提高，供热及电力市场对循环流化床锅炉的 需求将会进一步扩大。
循环流化床锅炉的技术特点
编号：SM-ZD-33151 循环流化床锅炉的技术特 点 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
循环流化床锅炉的技术特点 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。 2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧
过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达80%--90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平。
循环流化床讲解
一、循环流化床锅炉的原理 （一）循环流化床的工作原理 1．流化态过程 当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时，对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置，相反的，在失去了以前的机械支撑后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。这种状态就被称为流态化。颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。 快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。 2．循环流化床锅炉的基本工作原理 高温炉膛的燃料在高速气流的作用下，以沸腾悬浮状态（流态化）进行燃烧，由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。一次风由床底部引人以决定流化速度，二次风由给煤口上部送人，以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。 （二）流化床燃烧设备的主要类型 流化床操作起初主要应用在化工领域，本世纪60年代开始，流化床被用于煤的燃烧。并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。流化床燃烧
过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，并愈来愈得到人们的重视。 流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉，按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。其中前三类已得到工业应用，增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。 循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。（如图a和b） （三）循环流化床锅炉的特点 1．循环流化床锅炉的主要工作条件 2．循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部分形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与常规火炬燃烧锅炉相近。 循环流化床燃烧锅炉的基本特点如下： （1）燃料适应性广，几乎可燃烧一切煤种；（2）低污染燃烧，脱硫效率高达90% （3）燃烧热强度大，炉膛体积比一般常规锅炉小得多；（4）床内传热系数高，可减少受热面的金属磨损，使受热面布置紧凑；（5）负荷调节性能好、范围大（30%－100%），低负荷下稳定燃烧特性好；（6）灰渣可综合利用；（7）循环流化床锅炉电耗比煤粉炉小10%；（8）只需将煤破
哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍
哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍 哈锅的循环流化床锅炉技术主要源于与国外公司的技术合作，技术引进以及国内科研院所的合作。结合国内的市场情况以及用户的特殊要求，哈锅将合作、引进的技术进行有机的结合，并进行多方面的优化设计，推出具有哈锅特色、符合中国国情的循环流化床锅炉技术，为哈锅打开并占领国内循环流化床锅炉市场创造了技术上的优势。多年来，哈锅在原有的基础上，总结多台投运锅炉的运行经验，不断改革创新，推出新技术新产品，大大丰富了自己的设计思路和设计方案，从而满足了不同用户的各种要求。到目前为止，哈锅设计的燃料包括烟煤，贫煤、褐煤，无烟煤，煤矸石，煤泥以及煤+气混烧等，涉及燃料覆盖面很广；采用的回料阀包括单路回料阀和双路回料阀；采用的风帽包括大直径的钟罩式风帽和猪尾巴管式风帽；使用的冷渣器包括风水联合冷渣器、滚筒冷渣器和螺旋冷渣器；采用的点火启动方式包括床上点火、床下点火以及床上+床下联合点火启动；给煤方式包括前墙给煤、后墙给煤和前墙+后墙联合给煤。 下面详细介绍一下哈锅循环硫化床锅炉技术改进情况： 1、分离器 哈锅利用引进技术对分离器设计进行了优化，以提高分离器的分离效率，这些优化措施主要有： a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中的固体颗粒一个向下的动能，有助于气固分离。 b、偏置分离器中心筒，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场提高分离效率。 c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升气流的流速，减少漩涡气流对颗粒的裹带，提高分离效率。 d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于气固分离。 经过优化后分离器分离效率可达到99.5%以上,切割粒径d50=10-30um、d99=70-80um。高效分离器是降低飞灰可燃物的有效措施，同时也是实现高循环倍率的重要保证。
循环流化床锅炉的特点
循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。 1.1 独特的燃烧机理 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床
锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。 流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。
1.2 锅炉热效率较高 由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。 1.3 运行稳定，操作简单 循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状 张进 （化工学院能源化学工程14-1班 06142588） 摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。 关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点 煤炭气化是清洁煤利用技术之一。流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。 1循环流化床煤气化工艺流程 原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。循环物料和新加入的原料之比可高达40，因此碳转化率较高。底部灰经水冷螺旋出料器，由旋转阀排入灰仓送出界区。 粗煤气经废热锅炉及列管或空气预热器回收热量后，温度降低，再进入水喷淋洗涤塔。经过进一步降温及除尘后，送入煤气储罐。随着高温净化技术的不断发展，粗煤气可以不经过换热或少部分换热后，通过高温净化系统除尘、脱硫后，
常压循环流化床_CFB_气化技术概况
专论与综述 常压循环流化床(CFB)气化技术概况 佟浚芳,郭新宇 (国家化工行业生产力促进中心,江苏昆山 215337) [摘 要]介绍鲁奇公司的常压循环流化床(CFB)气化技术开发过程,以湿法为例介绍CF B 生产合成气的基本流程。该工艺具有原料范围广,系统温度均匀,操作温度、压力低,氧耗低等特点,特别适合于日处理煤300~500t 的装置。进行了U GI 常压气化法、T ex aco 加压气化法和CFB 气化法三种方法的工艺技术比较。 [关键词]煤气化;合成气;循环流化床[中图分类号]T Q546 2 [文献标识码]A [文章编号]1004 9932(2003)02 0001 06 [收稿日期]2002 12 05 [作者简介]佟浚芳(1932-),女,辽宁沈阳人,高级工程师,长期从事煤气化研究工作。 A survey of atmospheric circulating fluidied bed (CF B ) gasification technology T ONG Jun fang,GU O Xin yu (China N ational Chemical I ndustry Pr oductive Force Pr omoted Center ,K unshan 215337,China ) Abstract :This article presents the devoloping process of Lurg i atmospheric circulating fluidized bed (CFB)g asification technology and the principle process flow of CFB to produce synthetic gas w ith an example of w et process.This process takes the characteristics of w ide range of feedstock,even tem perature in system,low operation tem perature and pressure,low oxygen consumption,etc.,being particularly applicable for units of 300~500t d coal processing capacity.It also makes a comparison on process technology of U GI atmospheric g asification process,Texaco pressurized gasification process and CFB gasification process.Key words :coal g asification;sy nthetic g as;circulating fluidized bed 传统的流态化是指细小的固体与具有一定流速的流体组成两相体系统,其中固体颗粒被上行的流体支撑而形成悬浮体系统,它的流动行为在许多方面具有与真实液体相同的性质,是一种流、固两相高效接触的技术。流态化技术已应用于许多工艺流程,由于工艺条件的差异,不同工艺过程对流态化行为又有其特殊的要求,循环流态化就是其中的一类。 循环流态化是指以介于鼓泡床和输送床典型 流速之间的流体速度使流、固两相并流向上的流动过程,过程中固体颗粒内的流动速度明显低于流体速度,致使流、固相间具有的滑动速度最大。这种伴有固体颗粒循环高速流动的流、固相接触体系具有最大的接触效率,并能获得较高的传热和传质速度。这对某些工艺过程能顺利、有效地进行极为重要。循环流化床反应器应用于煤的燃烧或气化工艺,由于煤粒在系统内不断循环,提高了气、固相接触效率,使煤燃烧或气化反应快捷而又完全,同时也满足了反应温度均匀的要求, 解决了煤的粘结问题。常压循环流化床气化技术正是这种高效、无气泡的气、固相接触技术的体现,它既有流化床内部形成的内循环,又有被气 第2期2003年3月 中 氮 肥 M Sized N itrogenous Fertilizer Progress No 2M ar 2003
循环流化床技术
循环流化床燃烧技术 循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。 循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃 烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和 二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接 触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧 室参与循环利用。钙硫比达到２～２．５左右时，脱硫率可达９０％以上。流化床燃烧方式的特点是：１．清洁燃烧，脱硫率可达８０％～９５％，NO x排放可减少５０％；２．燃料适应性强，特 别适合中、低硫煤；３.燃烧效率高，可达９５％～９９％；４．负荷适应性好。负荷调节范围３０％～１００％。 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。
循环流化床锅炉燃烧的调整
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2017746167.html, 循环流化床锅炉燃烧的调整 作者：张峰 来源：《山东工业技术》2015年第22期 摘要：总结循环流化床锅炉燃烧工况，调整循环灰量和返料风对U型阀的影响这两方面，对循环流化床锅炉的燃烧调整进行探讨，提高燃烧效率。 关键词：循环流化床锅炉；循环灰系统；燃烧调整 DOI：10.16640/https://www.wendangku.net/doc/2017746167.html,ki.37-1222/t.2015.22.052 1 循环流化床锅炉结构的简单概述 我公司现运行的两台1060吨上海锅炉，系SG—1060/17.5—M802型，4台高温绝热分离器，4台U型返料器，4台外置床，炉膛采用双裤衩型结构，在这几年的运行情况来看，锅炉燃烧基本稳定，出力除了供热以外能满足汽轮机的负荷要求，飞灰含碳量也不算太高，炉渣含碳量可能稍微偏高，总之灾这几年的燃烧情况来看还是比较理想的，就我厂的锅炉有两大问题需要解决，那就是循环灰量大和返料器的浇注料问题的脱落，进而影响锅炉的稳定性。 我公司锅炉采用的是U型返料器，返料器合外置床的循环回路是一个整体部分，旋风分 离器分离的物料出口处的压力与锅炉物料入口处的压力相同，返料器的物料要想顺利的返回到炉膛就必须克服炉膛内正压的阻力，所有需要合适的返料风来送回循环灰，就是从压力低的返料器吹到压力高的炉膛。循环回路中那一部分出现问题都会影响到锅炉的正常运行，立管会根据炉膛物料的压力来自行调整差压，使得维持锅炉外循环灰量的压力平衡。返料器与立管连接，出料侧与炉膛和位置床的进灰管连接，左右下部由大约两米高的浇注料分隔开，上部相连通，返料风由返料器底部经过风帽通入，位置床通过锥阀的开度来控制进灰量进而控制主再热气温以及床温。 2 返料系统对其流化床锅炉燃烧的影响 回料器系统中储存的循环灰量，对循环流化床锅炉的运行有较大的影响，当负荷较高时烟气流速也相对较大，床中物料密度分布取决于立管中循环灰密相料层的厚度。因为较低物料层不足以产生高的压头将循环灰送进炉膛，以使炉内烟气所携带的物料达到饱和浓度，当炉内烟气流速较低时立管中的物料层高时循环流化床中的物料会以较快的速度被送入炉膛，所以炉内烟气量是否能达到饱和携带程度，由立管中物料的存量多少决定。 循环灰量可以说是循环流化床外循环中的物料，也就是旋风分离器收集下来的物量。燃料进入炉膛中大约有一半在密向区中燃烧二放出热量。而这些热量分别用来加热物料和空气外，其它的热量须让循环物料带走，对散热器进行加热，这样才能保持锅炉稳定运行。若循环物料
循环流化床煤气化工艺的原理和特点
循环流化床煤气化工艺的原理和特点 摘要：本文从工艺流程、关键技术以及工艺特点三个方面就循环流化床煤气化工艺展开了详细介绍，并指出循环流化床煤气化工艺由于具有的强适应性、高碳转化率与气化强度，以及使用原料范围广等优势，因而得到了广泛的应用。 关键词：循环流化床煤气化工艺原理与特点 一、引言 我国在很长时期内将煤作为主要的能源，因此寻找出适合我国国情的洁净煤技术具有非常重要的意义。作为高效、洁净利用煤炭途径的煤气化工艺，是现代煤化工、循环发电等洁净能源生产中非常关键的工艺之一。由于循环流化床具有煤种适应性强、传热效率高、易完成大型化操作等优点，因而受到了十分广泛的重视。 二、循环流化床煤气化工艺的流程 循环流化床中的皮带将原料煤运输至破碎机中，在将其粉碎在4毫米以下后，运至煤仓中，已备使用。在开车前，还需利用输送机将煤粉送至立管；在开车过程中，利用提升机将细煤粉送入计量煤斗中，在升高压强后，再将细煤粉从旋转阀、螺旋给料器、进料管中稳定地输送至循环流化床气化炉的下部。在这一过程中，用到的所有空气均来自于压缩机，将其预热后与锅炉产生的水蒸气进行混合，并从炉底的分布板进入到气化炉内。气化炉中的温度应保持在1055℃，，气压保持在0.2MPa，气体的流速为1-5m/s，停留时间大约为4至6s。 煤气生成后，从气化炉的顶部将其引出。由于大量的水蒸气和为转化的碳颗粒夹杂在粗煤气中，因而需要经分离系统进行分离操作。经分离后，超过90%的颗粒下落至立管中，并重新返回到气化炉的底部。此外，原料、气化剂等循环物质由于迅速进行了混合，因而在气化炉的底部附近便立即开始了气化反应。循环物料与加入的新原料之间的比值最高可达到40，因而具有非常高的碳转化率。气化炉底部的灰经过螺旋出料器，再由旋转阀送出[1]。 生产出的粗煤气在经过锅炉以及列管等回收热量后，温度得到下降，再经洗涤塔除尘与降温后，送入煤气灌中进行储存。 三、循环流化床煤气化工艺的关键技术 煤气化的主要场所为反应器，用料的特性、气化能力及反应性能决定了反应器的大小与操作条件。而循环流化床煤气化的正常开展则由反应器中的温度、气固浓度分布以及气速等操作因素决定。 由于循环流化床处于高气速操作环境时，气体携带固体的能力增强，使得大
循环流化床锅炉燃烧控制与调整
循环流化床锅炉燃烧控制与调整 摘要从分析循环流化床锅炉的燃烧和传热机理入手，结合循环流化床锅炉的结构特点，论述了常规情况下与循环流化床锅炉燃烧有关的工况控制和调整问题。 关键词循环流化床燃烧控制 循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能产品。自问世以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。但由于循环流化床锅炉自身的特点，在运行操作时不同于层燃炉和煤粉炉，如果运行中不能满足其对热工参数的特殊要求，极易酿成事故。而目前有关循环流化床锅炉操作运行方面的资料还较少，笔者根据几年来锅炉设计及现场调试的经验，对循环流化床锅炉运行参数的控制与调整作了一下简述，希望能对锅炉运行人员有所启发。 1循环流化床锅炉总体结构 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。 2循环流化床锅炉燃烧及传热特性 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，
被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。 3循环流化床锅炉主要热工参数的控制与调整 3.1料层温度 料层温度是指燃烧密相区内流化物料的温度。它是一个关系到锅炉安全稳定运行的关键参数。料层温度的测定一般采用不锈钢套管热电偶作一次元件，布置在距布风板200-500mm左右燃烧室密相层中，插入炉墙深度15-25mm，数量不得少于2只。在运行过程中要加强对料层温度监视，一般将料层温度控制在850℃-9 50℃之间，温度过高，容易使流化床体结焦造成停炉事故；温度太低易发生低温结焦及灭火。必须严格控制料层温度最高不能超过970℃，最低不应低于80 0℃。在锅炉运行中，当料层温度发生变化时，可通过调节给煤量、一次风量及送回燃烧室的返料量，调整料层温度在控制范围之内。如料层温度超过970℃时，应适当减少给煤量、相应增加一次风量并减少返料量，使料层温度降低；如料层温度低于80 0℃时，应首先检查是否有断煤现象，并适当增加给煤量，减少一次风量，加大返料量，使料层温度升高。一但料层温度低于700℃，应做压火处理，需待查明温度降低原因并排除后再启动。 3.2返料温度 返料温度是指通过返料器送回到燃烧室中的循环灰的温度，它可以起到调节料层温度的作用。对于采用高温分离器的循环流化床锅炉，其返料温度较高，一般控制返料温度高出料层温度 20-30℃，可以保证锅炉稳定燃烧，同时起到调整燃烧的作用。在锅炉运行中必须密切监视返料温度，温度过高有可能造成返料器内结焦，特别是在燃用较难燃的无烟煤时，因为存在燃料后燃的情况，温度控制不好极易发生结焦，运行时应控制返料温度最高不能超过1000℃。返料温
循环流化床锅炉技术600问
循环流化床锅炉技术600问 目录 循环流化床锅炉基础知识.......................................................................................................................... - 3 - 1、流态化的基本定义是什么？ ........................................................................................................ - 3 - 2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种？颗粒状态如何？ ................................................ - 3 - 3、什么是气固流态化？.................................................................................................................... - 4 - 4、什么是柱塞流态化？.................................................................................................................... - 4 - 5、什么是湍流流态化？.................................................................................................................... - 5 - 6、影响物料与受热面换热的因素有哪些？ .................................................................................... - 5 - 7、什么是颗粒终端速度？ ................................................................................................................ - 5 - 8、什么是空塔速度？........................................................................................................................ - 5 - 9、什么是耐火浇注料的重烧变化率？ ............................................................................................ - 6 - 10、什么是物料的循环倍率K？物料的循环过程由哪些过程组成？......................................... - 6 - 11、什么叫钙硫摩尔比？ .................................................................................................................. - 6 - 12、什么是流化床的阻力特性？ ...................................................................................................... - 6 - 13、什么是空床阻力特性试验？ ...................................................................................................... - 7 - 14、什么是临界流化速度？临界流化风量是如何确定的？ .......................................................... - 7 - 15、影响临界流化速度的因素有哪些？ .......................................................................................... - 7 - 16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种？其机理各是什么？ ...................................... - 7 - 17、什么是扬析？.............................................................................................................................. - 8 - 18、流化床颗粒扬析的机理有哪些？ .............................................................................................. - 8 - 19、什么是夹带？.............................................................................................................................. - 8 - 20、产生夹带的原因有哪些？ .......................................................................................................... - 9 - 21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些？ .............................................................. - 9 - 22、固定床的特征是什么？............................................................................................................ - 10 - 23、湍流床的特征是什么？............................................................................................................ - 10 - 24、什么是密相气力输送？其特征是什么？ ................................................................................. - 11 - 25、什么是稀相气力输送？其特征是什么？ ................................................................................. - 11 - 26、什么是异重流化床？其特点是什么？ ..................................................................................... - 11 - 27、什么是快速流化床？................................................................................................................. - 11 - 28、什么是循环流化床锅炉？ ......................................................................................................... - 11 - 29、循环流化床锅炉的特点是什么？ ............................................................................................. - 11 - 30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态？ .................................................................... - 12 - 31、什么叫起始流态化？................................................................................................................ - 13 - 32、什么叫流化极限风速？............................................................................................................ - 13 - 33、什么是流化料层的阻力特性？ ................................................................................................ - 13 - 34、什么叫气泡相？........................................................................................................................ - 13 - 35、什么叫乳化相？........................................................................................................................ - 13 - 36、什么叫分层？............................................................................................................................ - 13 - 37、什么叫节涌？............................................................................................................................ - 13 - 38、流化床内的压力分布反映了什么？ ........................................................................................ - 14 - 39、影响循环倍率的运行因素有哪些？ ........................................................................................ - 14 - 40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么？ ............................................................................ - 14 -
循环流化床基础知识.
我国的电力工业是国民经济发展的基础产业，在我国，电力生产主要以燃煤火力发电为主，由于燃 煤发电的直接污染较大，特别是SO 2、NO X 的排放。SO 2 的排放是造成酸雨的主要原因，为了通过炉内 燃烧技术的改进，降低SO 2、NO X 排放量，我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究，并在90 年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展，现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。流化床燃烧设备按流体动力特性分为鼓泡流化床和循环流化床，按工作条件分为常压和增压式流化床。循环流化床锅炉技术是一种新型的高效低污染清洁的燃烧技术，上世纪70年代的能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种燃烧技术的发展。现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派，分别为：以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler 、芬兰的Alstorm公司（两者兼并）为代表的FW Pyroflow型和德国Babcock公司的Circofluid型。我国东方锅炉厂采用的是FW公司的Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。北京B＆W锅炉厂采用的是德国Babcock公司的架构和技术。哈尔滨锅炉厂有限责任公司(HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了自己的大型循环流化床锅炉。上海锅炉厂引进美国ＡＬＳＴＯＭ技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。由于国内各大锅炉厂商的参与，我国的大型循环流化床技术已趋于成熟 [trade] 第一节循环流化床锅炉的概念 循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床锅炉的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。 一．流态化： 当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。 对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。 固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。 二．临界流化速度 1. 对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。循环流化床锅炉一般的流化风速是2－3倍的临界流化速度。 2. 影响临界流化速度的因素： （1）料层厚度对临界流速影响不大。 （2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。 （3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。