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循环流化床燃烧技术与应用简介 |
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作者：王正阳 |
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流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当气流流过一个固体颗粒的床层时，若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时（即达到临界流化速度umf），固体床本身会变得像流体一样，原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说，固体床料已经被流态化了。流化床燃烧即利用了这一现象。流化床燃烧的床料包括化石燃料、废物和各种生物质燃料。
如果把气流流速进一步加大，气体会在已经流化的床料中形成气泡，从已流化的固体颗粒中上升，到流化的固体颗粒的界面时，气泡会穿过界面而破裂，就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又称为“沸腾床”、“鼓泡床”（图-1）。继续加大气流流速，当超过终端速度ut,颗粒就会被气流带走，但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中，就能连续不断地操作，成为循环流化床（图-2）。流化床燃烧技术已经广泛应用于国民经济的许多方面。
图-1 鼓泡流化床(Bubbling Bed)
图-2 循环流化床（ Circulating Fluidized Bed）(Bubbling Bed)
1.循环流化床在电站锅炉领域的应用与发展
循环流化床燃烧是介乎鼓泡床燃烧和煤粉悬浮燃烧之间的一种燃烧方式，它具有这两种燃烧方式效率高，低污染的优点，克服了鼓泡床锅炉难大型化和煤粉炉燃烧脱硫、脱硝费用高等缺点，近十五年来得到了快速的发展。目前，世界上已有千余台循环流化床锅炉投入运行，并在向大型化发展。我国科研机构与生产单位合作，通过自主研制与引进、吸收、消化国外循环流化床技术相结合，发展具有中国特色的循环流化床锅炉。
2.流化床燃烧在工业锅炉、窖炉中的应用
常规流化床、循环流化床具有清洁、高效和燃料适应性好等优点，在工业锅炉、窖炉中得到广泛应用。例如流化床锅炉能燃烧化肥厂造气炉炉渣，在我国几乎每个小化肥厂有一台常规流化床锅炉或循环流化床锅炉。窖炉工业由于经济利益往往使用劣质煤和工业锅炉炉渣，而流化床锅炉恰恰有具有能够燃烧劣质燃料的优点，这就为流化床燃烧技术在窖炉中的应用创造了条件。
3.流化床燃烧在焚烧废物中的应用
各种具有不同热值的固体、液体、气体废物污染环境，占据可用土地面积。这些废物的热值一般偏低，还由于燃烧产物给大气带来污染，不宜用其他燃烧方式燃烧。流化床能烧低热值燃料，又属低温燃烧，对燃烧产物中的有毒气体成分易于控制，近几年已逐渐得到应用。图-4和图-5为三菱重工研制的污泥流化床焚烧系统。
图-3 污泥流化床焚烧系统图
图-4 污泥流化床焚烧设备
4.流化床燃烧技术在水泥工业中的应用
中国的劣质煤和煤矸石资源十分丰富。这些燃料的灰的成分与水泥物料的成分十分相近。我国在流化床利用劣质煤制水泥方面有两条途径：一是在劣质煤中加入一些钙质材料，然后将其磨成粉，再成球，经流化床煅烧后可直接得到425胶凝水泥；另一种方法是采用流化床燃烧后的炉渣加一些钙质原料经蒸汽护养和煅烧脱水之后可生产高质量水泥。
除以上几个方面，流化床燃烧技术还应用于煤的气化液化，生物质的气化液化的等方面。综上所述，发展流化床燃烧技术具有提高燃烧效率，扩大对燃料的适应性，改善环境性能等优点，是一种洁净燃烧技术，绿色燃烧技术，相信在今后将得到更加广泛的应用。(end)
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(2007-12-12，阅读1007次) |
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