流化床之锅炉.ppt

中铝重庆分公司员工培训培训内容：循环流化床锅炉基础知识  授课人：钱朝洪 2008年6月2日 一、循环流化床的工作原理 流化床类似流体的性质主要有以下几点： (1) 在任一高度的静压近似于此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量； (2) 无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状； (3) 床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出； (4) 密度高于床层表观密度的物体在床内会下沉，密度小的物体会浮在床面上； (5) 床内颗粒混合良好，因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。 “散式”流态化：一般的液-固流态化，颗粒均匀地分散于床层中。 “聚式”流态化：一般的气-固流态化，气体并不均匀地流过颗粒床层，一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒则被分成群体作湍流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化。煤的燃烧过程是一个气-固反应过程。 图1-1示出了不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态。随着气流速度的增加，固体颗粒分别是呈现固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和气力输送状态。 循环流化床的特点归纳如下: 二、流化床燃烧设备的主要类型 随着燃煤联合循环发电技术的迅速发展，煤气化也得到人们的高度重视， 三种主要气化装置： ①流化床煤气化装置 ②固定床气化装置 ③夹带流气化装置 流化床煤气化装置按流动特性和工作压力也可分为： ①常压鼓泡流化床煤气化装置 ②常压循环流化床煤气化装置 ③增压鼓泡流化床煤气化装置 ④增压循环流化床煤气化装置 三、循环流化床锅炉的特点 (二) 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、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器等组成。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。 图1-3为典型循环流化床锅炉燃烧系统的示意图。 循环流化床燃烧锅炉的基本特点： 1、低温的动力控制燃烧 优点：炉内结渣及碱金属析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化物生成量低，可在炉内组织廉价而高效的脱硫工艺；循环流化床锅炉内燃料的燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃烧效率可达98%－99%以上。 2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程 循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动。整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种形式的循环运动的动态过程中逐步完成的。 3、高强度的热量、质量和动量传递过程 四、循环流化床锅炉与其他锅炉型的比较 (二) 脱硫过程的比较 1、与煤粉锅炉喷钙脱硫的比较 相同点：脱硫剂进人循环流化床锅炉后首先煅烧形成氧 化钙，氧化钙再与二氧化硫气体反应。 不同点： ①煤粉锅炉的喷钙脱硫：最佳喷入温度为1100℃左右，在Ca/S比为3时脱硫效率约为50%。石灰石粒度在8-10?m之间脱硫效率较佳，脱硫剂的利用率一般在20%以下。 ②循环流化床锅炉的燃烧脱硫：整个循环流化床锅炉的主循环回路运行在脱硫的最佳温度范围内(850-900℃)。脱硫剂在炉内的停留时间大大延长，通常平均停留时间可达数十分钟。在Ca/S比为1.5－2.5时，脱硫效率通常可达90%。循环流化床锅炉实施燃烧脱硫时，脱硫剂粒径通常为0.1－0.3mm，脱硫剂的利用率可达50%以上。 2、与鼓泡流化床锅炉燃烧脱硫的比较 鼓泡流化床锅炉燃烧脱硫过程与循环流化床锅炉中的燃烧脱硫过程相似，只是由于两者的结构及运行条件不同，脱硫效果有些差别。 一般情况下，当Ca/S摩尔比为2时，循环流化床锅炉的脱硫效率可达90%以上，而鼓泡流化床锅炉的脱硫效率仅为80%左右。 图1-5给出了鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉的脱硫效率实测结果的比较。 试验结果表明，循环流化床锅炉的脱硫效率要大大高于鼓泡流化床锅炉。在Ca/S摩尔比为2时，循环流化床锅炉的脱硫效率可达90%以上，而鼓泡流化床锅炉的脱硫效率仅略高于70%。达到90%脱硫效率时，循环流化床锅炉所需的Ca/S摩尔比为1.7左右，而鼓泡流化床锅炉则需Ca/S摩尔比高达5左右。 (三) 氮氧化物排放的比较 氮氧化物的危害性如下： ① 形成光化学烟雾，降低可见度，对人体的视觉器官和呼吸道有强烈刺激作用； ② 易与动物血液中血色素结合，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹症，同时对人体的心脏、肝脏、肾脏和造血组织等都有损害； ③ 破坏平流层(同温层)中的臭氧层，使之失去了对紫外光福射的屏蔽作用，对地面生物造成危害； ④ NOx和SO2和粉尘共存，可生成毒性更大的硝酸或硝酸盐气溶胶，形成酸雨。 NOx的分类（按照NO