飞灰快速水化团聚颗粒在流化床中的热态磨耗研究.pdfVIP

2005年上海市颗粒学会年会论文集 145 飞灰快速水化团聚颗粒在流化床中的热态磨耗 研究 李登新“2姬冲2徐猛2吕俊复2刘青2，张建胜2，岳光溪2 (东华大学环境科学与工程学院，上海，200051；清华大学热能工程系，北京，100084) 摘要：利用热态磨耗试验台研究快速水化团聚颗粒在流化床中热态条件下的磨耗特征。研究表明，飞灰团聚用水量、添加 剂用量、流化速度是影响飞灰团聚颗粒磨耗速率大小的关键因素。随着流化速度的降低、添加剂用量的提高，团聚颗粒的磨 耗速率降低。飞灰团聚用水量在40％左右时，团聚颗粒磨耗速率最低。亦即在上述条件下团聚颗粒在流化床中停留时间相 对较长，进而飞灰碳降低的幅度和自由氧化钙的利用率可能较大。 关键词：飞灰；流化床；水化；团聚；磨耗速率 中图分类号：TQ053，TQ52．7 1前言 虽然流化床飞灰中氧化钙含量高，但活性氧化钙的含量并不高，有的飞灰中碳含量在20％以上。为了 提高飞灰中钙的利用率和碳的燃尽度，传统的飞灰水化活化技术包括飞灰水化或蒸汽活化后再返送流化床 工艺、飞灰和氧化钙混合后造粒再送入流化床工艺等n1引。实践证明，飞灰水化或蒸汽活化工艺需要建立 大多与流化床运行不连续，工艺实现有一定的难度，而且水化后烘干的飞灰在返回流化床后较原飞灰粒度 分布没有较大的改观H“。，因而在流化床中停留时间短，活性钙的利用率仍较低，未燃碳的含量降低不明 显；造粒工艺复杂，该工艺一方面与流化床运行不连续，另一方面造出的颗粒硬度大，飞灰燃烧和吸附硫 的速度慢”01。为此提出飞灰快速水化活化造粒团聚工艺，以便同时实现普通飞灰水化和飞灰造粒，提高飞 灰利用率和碳燃尽度。其中团聚颗粒的热态强度，或者说其热态磨耗是关系到团聚颗粒能否在流化床中增 加停留时间的关键因素，为此提出了团聚颗粒的热态磨耗特征研究。本文重点利用热台磨耗试验研究团聚 飞灰在流化床中热态条件下的磨耗特征，以判断团聚颗粒在流化床中停留时间的相对高低，优化团聚条件， 使飞灰碳降低的幅度最大，自由氧化钙的利用率提高最大。 2飞灰快速水化团聚的原理和装置 飞灰快速水化团聚的原理和装置如图1所示。新鲜的氮气通入流化床底部，经过布风板进入流化床， 使床料处于流化状态，废气沿流化床上升经过废气出口排出床外。与之同时，飞灰浆体经过喷嘴喷入流化 床， 液滴落入流化床，经过与热气体接触，将水分带走，固体颗粒形成团聚体，落在床料上。飞灰快速 水化流化床及快速水化工艺流程包括气源1，流化床本体2(该流化床是一种鼓泡流化床，流化床直径50mm， 床外部的由气固分离器3及过滤板4，灰浆池6以及能将灰浆池中的物料直接送入流化床中的给料装置。 飞灰送入灰浆池6，在一定的温度下，按一定比例与水充分混合，用搅拌机均匀搅拌后，用泥浆泵7经输 1国家973项目国家973项目G1999022204， 中国博士后基金：中博金(2002)11 电话：02162378838；lidengxin@dhu．edu．cn 作者简介：李登新(1965一)，男，山东人，东华大学副教授，博士，主要从事固体废弃物处理方面的研究。 146 2005年上海市颗粒学会年会论文集 送管及设置在燃烧室内的喷嘴8将物料喷入流化床燃烧室内(见图1)，即可实现飞灰快速水化团聚。这是 由于流化床飞灰中含有未燃尽的碳及氧化钙，将水与飞灰混合后，飞灰中的氧化钙发生水化反应，生成氢 氧化钙。反应后的飞灰在流化床内的高温烟气作用下，其中水分迅速挥发，内部气压变小，因而飞灰颗粒 在外压和范德华力作用下团聚成球。因而飞灰颗粒体积变大，在流化床内停留时间变长，同时，飞灰与烟 气中的二氧化硫和氧气反应时间延长，提高飞灰的脱硫及燃烧效率。 6 图l飞灰快速水化和团聚工艺示意图 of andfast of ash fly Fig．1processingdrawingagglomerationhyd