大型循环流化床锅炉的仪表与控制系统循环流化床锅炉具有高效、低污染、低成本等的特点，在目前被广泛的看好。
1996年，华电内江高坝电厂从芬兰引进的第一台100MW机组，2002年分宜电厂投产的国产第一台100MW，到2006年四川白马电厂引进的第一台300MW机组，再到2006年底国产第一台300MW机组的相继投产，在中国的市场在不断扩大。
CFB锅炉燃烧技术是煤洁净燃烧发电的核心技术之一。CFR 电厂具有环保性能好、煤种适应性广、综合利用性能好、优越的调峰经济性和负荷调节范围大等显著特点，是符合国家环保政策、产业政策和市场需求的电厂新技术。目前我国已掌握了135MWCFB电厂的制造和设计技术，已建和在建同等容量的机组已有100多台。
300MW级CFB锅炉电厂技术是我国"十五"国家重大技术装备研制项目，该项目由原国家经贸委立项，体制改革后变更为由国家发展和改革委员会高技术产业司负责。经过研究论证和比选，国家最终决定采用技贸结合的方式对300MW鲁奇型CFB 锅炉系统设计与制造采用技术引进和消化吸收的方式最终形成自主设计、制造能力，尽快实现产业化、商品化，从而缩短开发周期，推动我国发电设备技术进步和优化火电结构，目前大型CFB已成为国内电厂建设的热门话题。
中国电力工程顾问集团公司承担了对法国ALSTOM鲁奇炉
型锅炉岛系统设计技术引进相吸收消化工作，并在此基础上实现了CFB锅炉系统的自主设计，成为国内唯一一家(包括下属7个子公司)拥有法国ALSTOM公司200～350MWCFB电厂系统设计技术转让产权并具备独立设计和审查大型CFB电厂能力的企业。
鲁奇型CFB锅炉是国际上三大主流CFB技术之一，ALSTOM公司也是国际上两大生产大型CFB锅炉的厂家之一。200～350MW等级的CFB锅炉在国内外的应用实践较少，法国普罗旺斯250MWCFB电厂是世界首台该炉型电厂并已成功投运近l0a。四川白马工程是ALSTOM公司在世界范围内第1台300MW级CFB锅炉电厂，该项目已进入设备安装阶段。在白马1×300MWCFB锅炉示范电厂项目之后，我国正在进行河北秦皇岛、内蒙古蒙西、云南巡检司、云南小龙潭等一批大型CFB锅炉电厂的前期工作，因此，对ALSTOM公司设计的仪表与控制系统方案进行不断完善相优化，逐步形成自主设计能力势在必行。
CFR机组与常规煤粉炉机组相比，从控制策略和仪表检测2个方面都有很大不同，鉴于大型CFB技术转让的知识产权要求，现仅就CFB机组仪表与控制系统的主要设计原则进行讨论。
一、大型CFB锅炉仪表设计的特殊性
目前，国外大型CFB锅炉主要有两大流派，一是以德国的LurgiLentjiesBabcock(LLB)、法国的Stein和ABB-CE等公司为代表的鲁奇(Lurgi)派;二是以美国的FosterWheeler(FW)、芬兰的
ALSTROM(后者于1995年被前者兼并)等公司为代表的FWPyropower派。
大型CFB锅炉的炉型主要有3种:德国Lurgi公司的Lurgi 型、原芬兰ALSTROM公司(现为美国FosterWheeler公司)的Pyroflow型和德国Babcock公司研制的Circofluid型。本文主要针对我国引进的法国ALSTOM的Lurgi型锅炉进行研究。
CFB锅炉仪表与控制的设计范围至少包括:锅炉汽包、蒸发受热面及其联箱、省煤器、空气预热器、过热器、再热器、减温器、旋风分离器、密封槽、锅炉布风板及喷嘴、锅炉点火系统、吹灰系统及助燃油系统、炉底灰冷却器、外置床、锥形阀等锅炉本体设备;锅炉汽水系统;一次风、二次风系统;密封风系统;高压流化风系统;锅炉烟气系统;锅炉灰系统;石灰石破碎及输送系统;输煤设备及系统;除灰渣设备及系统等。
国内300MW亚临界、600MW亚临界/超临界常规煤粉炉的仪表与控制系统设计与选型都已非常成熟，而300MW级的CFB 锅炉与常规煤粉炉相比在仪表设计与选型方面具有一定的特殊性和难点。仪表与控制设计人员应根据CFB锅炉本体的结构特点、工艺系统设计要求和锅炉运行方式等进行检测仪表的设计与选型，要注意选用技术先进、质量可靠、有成熟应用业绩的设备和元器件。CFB锅炉的过程测量仪表除满足常规要求外，还应考虑以下几方面的特殊性。
1.1仪表的防堵与耐磨设计
CFB锅炉的工艺流程和被测介质的要求决定了其一次检测元件及仪表的选型必须考虑防堵和耐磨。例如用于炉膛、床料循环系统、石灰石、热风或烟道的压力、差压等测量仪表应采取有效的防堵措施，必要时应加装吹扫装置，吹扫气源可来自电厂内仪表用压缩空气。
CFB床温测量信号是床温控制的重要参数，要求在炉膛燃烧室内密相区分层布置多支热电偶，并将多个测量值进行综合运算后得出床温信号，床温热电偶应选用稳定性好、反应灵敏、耐磨、维护量小的检测元件。
1.2需增设的工艺检测仪表
与常规煤粉炉相比，热工检测除应增加CFB锅炉床温和床压的测量外，还应增加流化风压力、流量和温度检测，石灰石料仓料位及给料量检测，旋风分离器温度和压力检测，冷渣器温度、压力和冷却水流量检测，风量检测，密封回料器温度和压力检测及用于炉膛燃烧和脱硫控制等的检测。
CFB锅炉系统的风量测量仪表是CFB的重要检测仪表之一，包括一次风、二次风和流化风的母管和支管风量测量。白马1×300MWCFB示范电厂风量测量仪表近40支，选用了插入式测量装置，满量程测量精度可达到±1%。目前阿牛巴、威力巴及德国的易它巴(ITAB)测量仪表的测量原理基本相同且都能满足CFB锅炉风量测量要求，具体工程实施时应通过招标方式择优选择。
1.3设置汽包水位工业电视和烟气连续监测系统
汽包水位是CFB锅炉启动和运行的重要监视参数之一，应设置汽包双侧水位工业电视摄像探头，并单独设置彩色监视器布置在机组集中控制室内便于运行人员监视。
为达到良好的脱硫和脱硝效果，满足环保要求，CFB锅炉炉膛燃烧室温度应控制在850-900℃，实现中温稳定燃烧。根据法国ALSTOM公司有关资料，在钙/硫为 1.5时脱硫效率能达到90%，脱硝后NOx的体积分数能达到(l00-300)×l0-6，完全能满足我国国家标准GBl3223-2003《火电厂大气污染物排放标准》的要求。CFB锅炉机组设置的烟气连续监测系统(CEMS)的测量项目包括NOx、S02、CO及粉尘浓度等，其中S02信号通过硬接线接入机组分散控制系统(DCS)的模拟量调节系统，控制石灰石给料量从而控制脱硫效率，其余测量结果可通过通信方式接入DCS，在单元控制室指示及记录。同时，烟气连续监测系统的信号接口还应能满足当地环保检测站的要求。
1.4不宜装设炉膛火焰监视工业电视系统
CFB锅炉炉膛物料的燃烧是高速流化状态的，燃烧方式与常规煤粉炉有很大区别，所观察到的炉膛火焰并不明显，因此一般建议不设置炉膛火焰监视工业电视系统。
1.5不宜装设炉管泄漏检测装置
CFB锅炉炉膛燃烧的噪音相对较大，国内在煤粉炉上设置的炉管泄漏检测装置大多采用声波导入原理，根据法国ALSTOM
公司设计师的经验和目前135MWCFB锅炉的运行经验，建议不设CFB锅炉炉管泄漏检测装置。
1.6带点火装置的燃烧器应装设火焰检测装置
炉膛结构和运行方式的不同决定了CFB锅炉燃烧器与煤粉炉燃烧器存在很大区别。CFB锅炉的风道燃烧器和床上燃烧器应装设火焰检测装置，床枪不设火焰检测装置。随CFB锅炉本体成套提供的风道燃烧器设备应包括油枪、点火枪、伸进和退出装置、高能点火器、就地点火控制箱等现场仪表设备。CFB锅炉的火焰检测装置数量比煤粉炉的数量要少，火焰检测冷却风也无需设置专门的冷却风机。
1.7系统设计方与锅炉本体制造商的接口原则
由于国内几大锅炉厂早期分别引进过100MW级CFB锅炉不同技术流派的炉型，国内建设投运的中、小型CFB电厂五花八门。本次ALSTOM公司300MW级CFB鲁奇炉型的制造与系统设计技术转让期限为15a，且属于中国市场独家转让。在国家发展和改革委员会统一领导下，于2003年底至2004年，由东方、上海、哈尔滨三大锅炉制造集团和中国电力工程顾问集团公司共同承担300MWCFR锅炉制造与系统技术引进和消化吸收工作。
为规范设计院与锅炉制造厂商的接口工作，建议设计院和制造厂之间的设计界面在依据国内电力市场惯例划分的基础上，按锅炉系统设计的一次检测元件和仪表、控制系统应由设计院设计方案，由业主招标采购的原则进行。但CFB锅炉本体制造商应
提供监控和性能试验所必需的压力、差压、液位测点开孔，并提供相应一次仪表阀门、门前脉冲管、必需的空气过滤减压阀等附件。
原则上建议CFB锅炉制造商仅成套提供就地显示仪表，包括弹簧管压力表、双金属温度计、就地风量指示仪、汽包双色水位计、锅炉安全控制阀(PCV)就地控制装置、空气预热器间隙调整控制装置、空气预热器着火监测报警装置等。
二、大型CFB锅炉的控制方式和控制水平
CFB锅炉系统自动控制的设计应包括一次检测元件及仪表配置、控制系统配置与功能、主辅机可控性、控制室布置及运行管理模式等方面。控制系统的设计原则应遵循"安全可靠、先进适用、符合国情"的原则。
2.1控制方式
CFB锅炉机组的控制设计水平应不低于相同容量常规煤粉炉机组的监控水平，应采用CFB锅炉、汽轮机、发电机一变压器组组成的单元集中控制方式，根据不同工程的实际建设规模可采用1台机组设1个集中控制室、2台机组合设1个集中控制室或多台机组合设1个集中控制室的布置方案，在集中控制室内实现单元机组的炉、机、电全能值班运行管理模式。
2.2控制系统
采用DCS作为机组的核心控制系统，以操作员站和键盘等人机界面作为监视和控制中心，实现CFB锅炉机组的炉、机、
电统一集中监控，满足机组冷态、温态、热态、极热态启动方式，正常运行工况(带基本负荷或调峰)，事故处理工况，安全停机及机组快速减负荷(RUNBACK)的需要。
CFB锅炉机组DCS对工艺系统实现集中监控，完成数据采集和处理(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)及炉膛安全监控(FSSS)功能。
CFB锅炉机组DCS的设计采用功能和物理分散的总体原则，控制网络按分级、分组结构配置，即在垂直方向分层或分级，水平方向分组。DCS重要的控制器、通信网络、I/O通道应采用冗余设计以满足系统安全可靠运行的需要。
2.3控制系统的后备手操设置
CFB锅炉采用DCS对其工艺系统实现集中监控后尚需设置必要的后备手操。后备手操是指独立于DCS软手操之外的后备硬操作。
当DCS发生全局性或重大故障时，如DCS电源丧失、通信网络故障、全部操作员站死机、重要控制器失去控制和保护功能等，为确保CFB锅炉紧急安全停机，并结合锅炉运行的实际特点，建议设置下列后备手操:锅炉紧急跳闸、锅炉安全门打开、汽包事故放水门打开、锅炉汽包紧急补水泵启动。
三、大型CFB锅炉的热工调节设计
热工调节包括单冲量和多冲量的调节，CFB锅炉模拟量调节由DCS实现，应能满足机、炉协调控制的要求，参与电网一、
二次调频和调峰。
CFB锅炉控制系统的设计要求对风煤比、配风比等回路进行控制，实现CFB锅炉稳定、经济的中温燃烧并满足环保脱硫、脱硝的要求。在控制策略上CFB锅炉与常规煤粉炉有很大不同，如锅炉主控，协调控制，给煤控制，总风量控制，二次风压力、流量、温度控制，一次风压力、流量、温度控制，流化风压力、流量控制，床枪压力控制，炉膛压力控制，一、二级喷水温度控制，再热蒸汽温度调节，炉膛温度、差压调节，给水调节，空气预热器冷端温度调节，旁路控制等均有不同的控制策略和调节回路，鉴于大型CFB技术转让的知识产权要求，在此不作详细论述。
四、大型CFB锅炉的热工联锁设计
CFB锅炉的热工联锁应能满足机组启动、停机、正常及异常工况下的控制要求，CFB锅炉辅机联锁项目至少包括:风机、空气预热器、除尘器及引风机在启停和事故跳闸时的顺序联锁;风机、空气预热器、除尘器之间的跳闸顺序及与烟、风道中有关阀门、挡板的启闭联锁;燃料系统的投入/切除及与风道燃烧器、床上燃烧器和床枪之间的启停顺序及联锁;石灰石制备、输送系统中各设备启停顺序及与阀门、挡板之间的联锁;煤燃料制备、输送系统中各设备启停顺序及与阀门、挡板之间的联锁;渣循环系统的相关冷渣器、密封回料器设备之间及相应的烟、风道中有关
阀门、挡板之间的启停顺序及联锁等。
五、大型CFB锅炉的热工保护设计
CFB锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)在DCS中实现，它包括以下主要功能:锅炉吹扫;风进入炉膛的允许条件;燃料进入炉膛的允许条件;主燃料跳闸;锅炉跳闸。
六、结语
针对法国ALSTOM公司转让的鲁奇(Lurgi)炉型技术就大型CFB锅炉仪表与控制系统的主要设计原则进行了探讨与研究，并论述了大型CFB锅炉的仪表设置和检测、调节、联锁及保护功能的设计。
目前在建的世界上第几个大型CFB锅炉(鲁奇炉型)电厂工程——四川白马1×300MWCFB项目预计2005年年底投运。相继的大唐云南开远电厂、内蒙古蒙西电厂、国电云南小龙潭电厂三期、华电云南巡检司电厂、河北秦皇岛电厂、淮北平山电厂、内蒙古准能煤矸石电厂、广东韶关坪石B厂三期等应用300MW 级大型CFB锅炉的建设项目正在进行工程前期工作，有的项目已进入实施阶段。
随着四川白马CFB电厂项目投运不断取得应用经验和其他后续项目的建设研究，应对ALSTOM公司的仪表与控制系统设计进行不断补充和完善，使大型CFB锅炉的仪表与控制系统设计更符合实际需求并日臻完善，降低CFB工程项目投资，从而在技术引进和消化吸收的基础上实现自主化设计，促进大型CFB
产业化，推动我国民族产业的发展，形成自主知识产权的设计技术，为下一步600MW超临界CFB锅炉电厂的自主研究开发奠定基础。
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使
论述与研究 内循环生物流化床硝化过程的选择特性研究 王志盈, 袁林江, 彭党聪, 刘超翔 (西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055) 摘 要: 采用下向流内循环生物流化床反应器(DBFB ),分别在高浓度氨和低溶解氧条件下 探讨了亚硝化过程的稳定性。试验结果表明:通过高浓度游离氨对硝化菌选择性抑制所获得的亚硝酸盐积累是不稳定的;在0.5～1.0mg/L 溶解氧下,DO 成为增殖的限制基质,可实现亚硝酸盐的稳定积累;当进水N H 3-N 为300mg/L 时,出水N H 3-N <20mg/L ;在保证氨氮去除率>90%的前提下,使出水硝态氮中亚硝酸盐比例稳定在80%以上。亚硝化选择过程完成后亚硝酸菌成为生物膜中的优势菌群。 关键词: DBFB ; 硝化; 亚硝酸盐积累; 生物脱氮 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2000)04-0001-04 Experimental Study on the Selection Characteristic of Nitrif ication in Dow n -Flow Biological Fluidized Bed (DBFB) WAN G Zhi 2ying , YUAN Lin 2jiang , PEN G Dang 2cong , L IU Chao 2xiang (School of Envi ron.and M unic.Eng.,Xi ’an U niv.of A rchitec.and Tech.,Xi ’an 710055,Chi na ) Abstract : A DBFB reactor was used to discuss the stability of nitrozation under high concentra 2tion of ammonia and low concentration of DO res pectively.The experimental results showed that the nitrite accumulation obtained from selective inhibition of high concentration free ammonia to nitrifier was unstable.DO became growth -limiting substrate ,and nitrite accumulation could be realized at DO concentration of 0.5～1.0mg/L.When N H 3-N concentration in influent was 300mg/L ,that in effluent was lower than 20mg/L.Under prerequisite for ammonia removal efficiency of more than 90%,the ratio of nitrite to the sum of nitrite and nitrate in the effluent was above 80%.Nitro 2somonas dominated in the biofilm after accomplishment of nitrozation selection. K eyw ords : DBFB ; nitrification ; nitrite accumulation ; biological nitrogen removal 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59878042) 在传统硝化—反硝化脱氮过程中,从硝酸盐(NO -3)或亚硝酸盐(NO -2)都可以进行反硝化,而硝化过程中由NO -2转化为NO -3要消耗一定的溶解氧,然后在反硝化过程中NO -3再转化为NO -2的重 复转化要消耗更多的有机碳源。如果控制这一转化过程,使NO -2全部或大部分不转化成NO -3,由NO -2直接反硝化,就形成了所谓的短程硝化—反硝 化。其优点有:①需氧量减少了25%左右,可降低 中国给水排水 2000Vol.16 CHINA WA TER &WASTEWA TER No.4
生物质循环流化床锅炉技术介绍 发表时间：2019-09-21T22:55:42.280Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘曼 [导读] 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。 中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西太原 030012 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。生物质锅炉供热具有清洁环保经济适用的特点，一是技术比较成熟，工艺简单；二是大气污染物排放较少，生物质燃料锅炉燃烧排放SO2浓度较低，安装除尘设施后锅炉烟尘、氮氧化物排放可达到轻油排放标准，以林业剩余物为主的生物质燃料锅炉大气污染物排放可达到天然气标准；三是经济可行，生物质燃料价格较低，生物质锅炉供热有着较为明显的成本优势；四是分布式供热，直接在终端消费侧替代燃煤供热，分散布局，运行灵活，适应性强，满足多元化用热需求。目前国内生物质燃烧的锅炉有往复式炉排炉、水冷振动式炉排炉、循环流化床锅炉、联合炉排锅、链条炉等等。其中链条炉和循环流化床运行较为广泛。本文对循环流化床锅炉和链条炉进行分析比较，为生物质锅炉选型提供依据。 关键词：生物质；循环流化床锅炉；链条炉；技术性能比较；经济性比较 引言 生物质是清洁、稳定、分布广泛的可再生资源，生物质的利用符合能源转型、碳减排、清洁环保及治理雾霾的能源发展战略。随着国家对环境保护的要求不断提高，生物质等可再生能源的重要性逐渐增加，国家先后发布多个文件，大力支持生物质发电技术应用推广。生物质发电技术包括生物质直接燃烧发电、生物质混合燃烧发电、生物质气化发电等。生物质直接燃烧技术生产过程比较简单，设备和运行的成本相对较低，是现行的可以大规模推广利用的技术。而循环流化床燃烧方式因其强烈的传热、传质、低温燃烧、燃料适应性广，负荷调整范围宽、燃烧效率高等特点，被广泛的应用于生物质发电。本文从生物质燃料的特点出发，介绍生物质直燃流化床锅炉的技术特点及相关技术问题。 1生物质燃料特性 1.1几种典型的生物质燃料 固体生物质燃料取材广泛，主要包括木本原料，即树木和各种采伐、加工的残余物质；草本原料，如农作物秸杆、草类及加工残余物；果壳类原料，如花生壳、板栗壳等；其他混杂燃料，如生活垃圾、造纸污泥等。 1.2生物质燃料灰分特性 生物质灰中含有丰富的无机矿物质成分，如：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐与磷酸盐等，灰的组成对生物质的热解特性有着重要的影响，且硅酸盐、碱金属及碱土金属的存在易引起管路系统的结渣、堵塞。为了安全、高效地运行，需对生物质灰的主要矿物质及微量元素的组成进行全面的分析。 2生物质CFB锅炉技术开发 2.1国内外生物质发电技术应用 我国生物质能目前主要以农林废弃物为主，农业废弃物主要是农作物秸秆。生物质发电产业通常包括生物质直燃发电、生物质混燃发电和生物质气化发电。国外烧秸秆及其它生物质的新建机组一般都采用了炉排燃烧的小型锅炉。秸秆通常被打成标准尺寸的大捆，应用专用设备打捆、装卸和运输。秸秆通过螺旋送料机，送进炉膛，在炉排上燃烧。 2.2生物质CFB锅炉技术介绍 CFB锅炉的燃烧方式、高温床料、特殊的物料循环系统，低温燃烧、燃料的适应性广等特性，使其更适合生物质燃料的复杂多变及低氮排放要求。锅炉采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统，炉膛蒸发受热面采用膜式壁，炉膛内内置屏式三级过热器和水冷屏，以提高整个过热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温具有良好的调节特性。旋风分离器采用汽冷结构，回料阀为非机械型，回料为自平衡式。炉膛、分离器、回料阀组成了物料的热循环回路，分离后的烟气进入尾部烟道。尾部烟道采用三烟道型式，下行的一烟道内布置低温过热器、上行的二烟道内布置中温过热器和高温省煤器，下行的三烟道内布置低温省煤器和空气预热器。一、二烟道为膜式壁的包墙过热器，三烟道采用护板结构。低NOx燃烧技术和炉内脱硫，可有效控制NOx和SOx的排放，满足环保要求。同时为进一步超低排放，在分离器入口烟道预留SNCR.接口。 2.3相关配套设备 由于生物质燃料堆积密度小、比重轻，自密封性差，给料设备的选型尤为重要。可以采用两级螺旋给料系统或两级挡板给料系统。生物质锅炉沾污问题较重，一整套性能良好、质量可靠、数量足够的吹灰设备能在锅炉运行时保持尾部烟道内的过热器、再热器、省煤器和空气预热器受热面的清洁。由于生物质燃料灰分低、成灰特性差，可以考虑增加在线加料系统，以补充循环灰量的不足并能稀释碱金属浓度，降低结焦的风险，提高运行的安全性。 3流化床锅炉尾部排放NOx生成原理 3.1热力型和快速型 通过资料得知，1500℃是热力型NOx生成临界点。当温度＜1500℃时，NOx不易生成；当温度＞1500℃时，NOx生成量猛增。由于实际生产中本厂炉膛温度处于600-850℃，因此热力型不是本厂NOx的生成原因。另外快速型NOx由于其产生特点，实际生产中通常也不作为控制方向。 3.2燃料型 燃料型NOx是由燃料中的氮元素在燃烧时形成的。炉膛温度约为600℃-800℃时，燃料型NOx就能生成。研究发现空气系数是最重要的原因，转化率随空气系数增加而增大。结合本厂的实际情况得知，燃料型NOx是主要元凶，也是最主要的控制方向。在曲线中可以清晰的看到，当两侧空气系数升高时，NOx的生成量快速升高；当两侧空气系数降低时，NOx的生成量快速下降。因此控制合适的空气系数是重中之重。 4生物质锅炉生产中 NOx的控制方法（1）加强上配料精细化管理，燃运分部制定好当天的上配料方案，并按上配料方案提前做好干湿燃料的混合工作。上
TBF三相生物流化床 三相好氧生物流化床是以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技 术，形成了一种高效的废水处理工艺，是生物膜法的重要突破。其基本特征是以砂、陶粒、活性碳、焦碳等颗粒状物质作为载体，为微生物生长提供巨大的表面积，一般可达到2000-3000m2/m3。废水或废水和空气的混合液由下而上以一定的速度通过床层时使载体流化，生物栖息于载体表面，形成由薄薄的生物膜所覆盖的生物粒子，生物固体浓度可达普通活性污泥的5-10倍。由于生物载体、废水、空气三相间的密切接触，大大改善了传质状态，使有机物去除速率增快，所需反应器容积减小。 多管气提生物流化床是内循环三相流化床的一种，是在外循环床的基础上发展起来的，将升流区和降流区组合在一起，使反应器结构更紧凑。迄今为止，已应用于石化废水、生活污水、淀粉废水、含酚废水、制药废水、针织废水、煤气化废水、含铜废水、丙烯酸废水等多种废水处理，取得了不少喜人的成果，显示了内循环流化床反应器的优越性。 多管气提生物流化床不仅保持了传统三相生物流化床所具有的：反应器内混合性能好、传质速率快、污泥浓度大、有机物负荷高的优点，同时具有以下新特点： 1）可控制生物膜厚度的过度增长。 在传统三相生物流化床中，气速和液速均不能很大，如果大大地超过载体的终端沉降速度，则由于载体只作单项上流运动，生物粒子将大量进入沉淀分离区，因此极易带出反应器外。为了防止载体的流失，反应器内流体的剪切力不能有效地控制过度增长的生物膜。而在循环式流化床中，由于气、液、固在升流区和降流区之间循环流动，循环速度很大，载体却不易被带出反应器外，在一般情况下，循环速率远大于载体终端沉速，流体造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，以避免过厚的生物膜引起的内传至阻力增大，使循环式流化床中生物膜保持较高的活性。 2）载体流失量少。 由于循环式流化床的紊动剪切及摩擦可使过厚的生物膜自行脱落，因此可防止载体的大量流失。 3）载体流化性能好。 传统三相生物流化床为保证载体的充分流化，在不进行回流的情况下必须采用较大的高径比，即反应器的直径必须较小，高度较大，而循环式生物流化床只要升流筒直径合适（过小会引起气泡聚合），并保证一定的表观气速，就可实现
炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算 由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、 操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传质的影响。 一、固定床反应器设计 碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应 器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反 应器几何尺寸。 反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。 1. 设计参数 反应器进口温度： 20℃ 进口压力：0.1MPa 进料量(含氢气进料组分) 体积流量：197.8m 3/h 质量流量：3951kg/h 液相体积空速：400h -1 2. 催化剂床层设计计算 正常状态下反应器总进料量为2040m 3/h 液体体积空速400h -1 则催化剂用量3R V V V /S 2040/400 5.1m ===总 催化剂堆密度3850/B kg m ρ= 催化剂质量850 5.14335B B R m V kg kg ρ=?=?= 求取最适宜的反应器直径D: 设不同D 时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响， 取反应器的长径比5，则算出反应器的直径和高度为：按正常进料量3 2040m h ／及液体 空速400h -1，计算反应器的诸参数： 取床层高度L=5m ，则截面积2R S V /L 5.1/51.02m === 床层直径 1.140D m == 因此,圆整可得反应器内径可以选择1200mm
75吨循环流化床锅炉 改造纯烧生物质锅炉工程示范项目 一、概述 随着国家对环保的重视，加大了对排放超标的燃煤锅炉的治理，各省及当地政府相继出台秸秆禁烧和清洁能源补贴相关文件，许多城市已逐步对中小型燃煤锅炉进行改造（改燃烧生物质清洁燃料）,对促进可再生能源的发展、实现低碳环保，节能减排具有重要意义。 二、改造的锅炉具体情况 1、现有装机容量、发电能力、供暖面积： 1）生物质锅炉：75吨循环流化床2台 2）汽机：15000千瓦抽凝机1台 3）发电机：18000千瓦发电机1台、年供电能力1亿度 4）循环水供暖换热站1座，2010年供暖面积30万平米，2011年预计80万平米，能力200万平米。 2、改造背景：2007年因燃煤亏损停产；2013年进行生物质发电改造 3、改造技术：2013年由沈阳汇丰生物能源发展有限公司引进清华 大学863计划国家清洁燃烧重点实验室的生物质改造技术, 对锅炉本体、受热面、上料系统、除尘器等进行了改造。 4、改造成果： 1）、燃料：100%棉杆、树皮、树根等生物质 2）、机组运行数据： 锅炉蒸汽温度480度；锅炉出力75吨；发电机负荷15000 千瓦；锅炉排烟温度 110 度；锅炉排渣含碳量 0.72 %；锅
炉热效率 90 %；发电标杆单耗810克；厂用电率11 %。各 项排放指标均达到环保标准；与燃煤相比，二氧化硫排放大 大降低、二氧化碳排放为零,锅炉热效率提高2-3%。 三、改造公司简介--沈阳汇丰生物能源发展有限公司简介 沈阳汇丰生物能源发展有限公司与清华大学合作，参与了国家“十一五”科技支撑计划《引进秸秆直燃发电燃烧炉运行优化调试研究》、国家“863计划”《生物质掺烧发电技术研究》、国家科技部《成捆层燃生物质锅炉国际合作开发》等项目,开发了“成捆层燃秸秆供暖锅炉”及“燃煤锅炉生物质改造”等项目，获得了低成本利用生物质能的整套技术，并且通过了多年的工程实践，总结了大量的生物质改造、供暖、燃烧技术，获得了发明专利：“燃烧成捆秸秆的层燃锅炉”（ZL2.8）、实用新型专利：燃烧成捆秸秆的层燃锅炉（ZL2.9）、实用新型专利：一种生物质燃烧设备（ZL2.0）、实用新型专利：一种液态排渣生物质燃烧装置（ZL2.9）、发明专利：一种液态排渣生物质燃烧装置及方法（ZL2.5）、实用新型专利：一种生物质链条炉燃烧装置（ZL2.6）及国际可再生能源蓝天奖的提名奖项等。公司利用自身技术优势，本着高起点高品质的要求，秉承“持续改良、不断超越、不断创新”的企业经营方针，以先进的经营理念开拓市场；以最先进的技术、最完善的服务打造生物质行业一个领先品牌。 四、改造内容简介 1、上料系统： 1）、新增1#生物质上料系统（采用德国先进技术），包括入料口振
文章编号:1004-8774(2008)06-15 -04 第一作者:方朝军,杭州锦江集团循环流化床锅炉首席专 家,在循环流化床锅炉设计、安装、调试和运行维护方面拥有二十余年经验。 循环流化床垃圾焚烧炉的设计与安装要点 收稿日期:2008-08-29 方朝军,宋灿辉,王武忠 (杭州锦江集团,杭州310005) 摘 要:结合大量的工程实践,介绍了循环流化床垃圾焚烧炉在设计和安装中应当注意的 问题,综合在运行中暴露的问题,从运行的稳定性、连续性、安全性、经济性等方面提出了合理建议。 关键词:循环流化床;垃圾焚烧;设计;安装中图分类号:TK229.6+6 文献标识号:B Su mm ary of Designi ng and Buil di ng about Circulati ng Fl ui dized BedM S W I nci neration Boiler F AN G Chao -jun ,SONG Can -hu,i WANG W u -z hong (H angzhou Jinjiang G roup ,H angzhou 310005,Ch i n a) A bstrac t :Based on many pro j ec t practice experience ,m uch atta ti ons shou l d be pa i d to thedesign i ng and bu il d i ng o f CFB i nc i ne ra tion bo il er .A na lyzed and gaved som e adv i ces f o r CFB bo iler ope rati ng stab ility ,conti nuity ,secur ity ,econo m-ical aspect . K ey word s :CFB;M S W inc i neration ;d esign ;buil d 0 概述 垃圾焚烧锅炉从炉型上主要分为层燃锅炉与循环流化床锅炉,其中前者以国外引进为主,后者可以完全由国内自主研发制造。循环流化床锅炉具有垃圾燃尽率高、灰渣含碳量低、负荷调节范围大、设备 成本低(初始投资仅为层燃炉的1/3左右)、符合中国垃圾低位热值低的国情等优点,但运行成本相对较高。杭州锦江集团目前为国内最大的循环流化床垃圾焚烧发电企业之一,自20世纪90年代中期与浙江大学热能工程研究所合作开发城市生活垃圾异重循环流化床焚烧技术以来,先后同中国科学院、日本荏原公司进行过合作与技术交流。并于1998年将余杭锦江环保能源有限公司1台35t/h 的链条炉排锅炉成功地改造成循环流化床垃圾焚烧炉,通过不断的积累经验,结合在余热发电系统、脱硫除尘系统、DCS 集中控制系统、垃圾预处理系统、给料系统及冷渣系统等各类配套设施方面的不断创新,使得锦江集团在垃圾焚烧发电技术方面处于国内领先地位。 1 循环流化床垃圾焚烧锅炉设计要点 迄今为止,杭州锦江集团先后在浙江杭州、嘉兴、余杭、山东荷泽、安徽芜湖、河南荥阳等地投资建设了20多台循环流化床垃圾焚烧锅炉,处理量和额定蒸发量分别从150~400t/d 、35~55t/h 不等,锅 炉分离器型式分别有下排气中温分离、上排气高温分离;过热器布置型式有内置式与外置式。通过大量的工程实践,杭州锦江集团在循环流化床锅炉的设计、制造、安装、运行、维护等方面拥有雄厚的实力和经验,以下将结合工程实践经验,总结循环流化床垃圾焚烧炉在设计方面应当注意的几个问题。1.1 垃圾落料口 垃圾落料口是垃圾进入炉膛的主要通道,其设计的合理性直接影响到锅炉热效率,主要分为矩形进料口和圆形进料口两种类型。进料段与炉膛水冷壁连接的斜管为两段拼接而成,并同悬吊的膜式水冷壁整体向下膨胀,该管段上一般设置有六波或八波的金属膨胀补偿器。以往由于进料口设计较大,漏风系数大,对炉膛中部温度及引风机负载存在很大影响,通过多次实验,将方形改进为1000mm @700mm,圆形外径为1000mm 或1200mm,且圆形
流化床反应器 流化床反应器 流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时，又称沸腾床 反应器。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克 勒炉（见煤气化炉）；但现代流化反应技术的开拓，是以40年代石油催化裂化为代表的。目前，流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。 1产品分类 按流化床反应器的应用可分为两类：一类的加工对象主要是固体,如矿石的焙烧,称为 固相加工过程；另一类的加工对象主要是流体，如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应 过程，称为流体相加工过程。 2结构形式 流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工 过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著 失活，须用上述装置不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置，用于 固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。 3产品优缺点 与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率 高的过程的进行，石油馏分催化流化床裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。然而， 由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性，对于反应器来说，流化床又 存在很明显的局限性：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论 气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的 收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体催化剂在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使催化剂加速粉化，加上床层顶 部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失；④床层内的 复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱 离经验放大、经验操作。近年来，细颗粒和高气速的湍流流化床及高速流化床均已有工 业应用。在气速高于颗粒夹带速度的条件下，通过固体的循环以维持床层，由于强化了气 固两相间的接触，特别有利于相际传质阻力居重要地位的情况。但另一方面由于大量的固 体颗粒被气体夹带而出，需要进行分离并再循环返回床层，因此，对气固分离的要求也就 很高了。（见流态化、流态化设备）
关于流化床形式焚烧锅炉不适宜作为生活垃圾焚烧锅炉 的说明 流化床形式的生活垃圾焚烧锅炉，对中国现代化生活垃圾焚烧设备发展历史，曾经作过一定的贡献，该炉型有燃料适应性广、可燃烧成分复杂的生活垃圾、焚烧炉构造相对简单等优点。 随着我国生活垃圾焚烧发电行业的不断发展和进步，尤其是炉排炉形式垃圾焚烧锅炉技术的不断引进和国产化技术的完善，流化床垃圾焚烧锅炉的优势越来越不明显，与炉排炉生活垃圾焚烧锅炉相比，各方面差距越来越大。 现从政策导向、实际运营案例、专家意见、实际炉型变更改造案例四个方面来阐述分析流化床形式生活垃圾焚烧锅炉目前的实际现状及形势： 一、政策导向 目前的政策导向，基本上对流化床形势的垃圾焚烧锅炉持限制态度： 1.2000年，建设部、国家环保总局、科技部共同发布的《城市生活垃圾处理及 污染防治技术政策》中：垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。 2.2006年1月，国家发改委印发《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办 法》（发改[2006]007号），根据该办法“发电消耗热量中常规能源超过20％的混燃发电项目，视同常规能源发电项目，执行当地燃煤电厂的标杆电价，不享受补贴电价。” 3.2006年6月，国家环保局及国家发改委联合发布《关于加强生物质发电项目 环境影响评价管理工作的通知》（环发【2006】82号），该通知第二条规定“现阶段，采用流化床焚烧炉处理生活垃圾的发电项目，因采用原料热值较低，其消耗热量中常规燃料的消耗量按照热值换算可不超过总消耗量的20％。其他新建的生物质发电项目原则上不得掺烧常规燃料，否则不得按照生物质发电项目进行申报和管理。” 4.2009年底召开的哥本哈根气候会议倡导的“低碳经济”以及2010年我国召 开的两会关注焦点之一便是降低二氧化碳的排放量。对于用煤做助燃的流化床焚烧锅炉，在二氧化碳排放控制上有较大的困难。 5.2012年3月28日，国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知
3 现在南京大学环科系工作 内循环生物流化床反应器载体挂膜特性的研究 周 平3 何嘉汉 钱 易 (清华大学环境工程系 环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京 100084) 摘要 分别考察了水力停留时间、反应器结构、接种污泥量及载体粒径等因素对内循环三相生物流化床反应器载体挂膜的影响.试验结果表明,较短的停留时间、较小的内循环速度、较少的接种污泥量及较小粒径的载体有利于反应器的快速挂膜启动. 关键词 内循环生物流化床;挂膜;悬浮生物量;附着生物量. 内循环三相生物流化床反应器是一种新型的生物膜法工艺,但其中载体的挂膜过程与传统生物膜法相比有以下几点不同:①载体的比表面积大;②流体紊动所造成的剪切作用大;③载体接近球形.研究内循环生物流化床的启动挂膜规律对于迅速地发挥反应器高生物浓度的优势具有重要意义. 1 试验装置及材料 试验装置流程如图1所示.采用3个不同结构的内循环生物流化床,分别称为R1、R2、R3,其中心管直径D r 、反应器外径D d 、有效高度H 、体积V 如表1所示.分别采用粒径为0125—015mm 和015—0171mm 的陶粒作为载体.为了更好地控制试验研究条件, 分别采用生 图1 试验装置流程图 11配水箱 21高位水箱 31内循环生物流化床Fig.1 Scheme of the experimental installation 活污水和人工配制废水作为基质,其中人工配制废水按 COD ∶N ∶P =100∶5∶1的比例分别投加葡萄糖、硫酸铵 和磷酸二氢钠作为C 、N 和P 源. 表1 试验所用反应器尺寸 Table 1 G eometry details of internal 2loop biofluidised bed 反应器D r ,cm D d ,cm H ,m V ,L R171501951617R2101501951617R3101511933102 试验结果分析与讨论 211 水力停留时间HR T 对载体挂膜的影响 本试验在R3中进行,所用废水为人工配制废水,载体粒径为015—0171mm.在反应器中投加载体215kg 及浓度约为2g/L 的接种污泥时进闷曝培养,两天后开始连续进水.在3个不 第18卷第1期 1998年1月环 境 科 学 学 报ACTA SCIEN TIA E CIRCUMSTAN TIA E Vol.18,No.1 Jan.,1998
固定床-流化床-浆态床的优缺点
固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，
循环流化床垃圾焚烧炉原理 循环流化床垃圾焚烧处理技术与设备是一种基于循环流化床燃烧技术而发展起来的新型的集垃圾焚烧、供热、发电为一体的先进的垃圾处理技术和设备，循环流化床是国家相关行业政策明确推荐的节能环保燃烧炉型，该炉型特别适用于燃用劣质燃料，对生活垃圾的高灰分、高水分、低热值具有较好的适应性。 循环流化床不设炉排，以惰性物取代，在炉内铺设一定厚度、一定粒径范围炉渣作为床料，通过底部布风板鼓入一定压力的空气，将床料吹起、滚动、搅拌、翻滚，被吹出炉膛的高温固体颗粒通过旋风分离器和返料器被送回炉膛，形成炉内物料的平衡，流化床内气固混合强烈，垃圾入炉后与炽热的床料迅速混合，垃圾被充分加热、干燥、燃烬。流化床燃烧温度控制在850℃--900℃之间，可有效地提高出口蒸汽的参数，满足发电、供热要求，该项技术的优点在于： 1适合焚烧低热值的垃圾 有关资料表明，我国生活垃圾具有热值低、水分高的特点，为使焚烧炉内保持850℃以上的温度，需要添加辅助燃料。炉排炉一般加轻柴油，运行成本高，而循环流化床焚烧炉可用煤作为辅助燃料，加上焚烧炉内含有一定量的炉料，炉内气固流体强烈混合，垃圾入炉即和炽热炉料充分混合，垃圾从加热、干燥到燃烧全过程完成迅速，床内蓄热量大，着火条件好，燃烧稳定性好。 2环保且节能 循环流化床锅炉燃烧温度控制在850℃--900℃之间，氮氧化物排放低。垃圾焚烧处理方式的另一重要问题是焚烧时产生氯化氢和二恶英有毒气体，根据国外科学实验研究，垃圾焚烧产生二恶英的条件为：燃烧温度低于800℃，炉内燃烧温度不均匀，垃圾不完全燃烧导致二恶英前体(cp、cbs)的生成。循环流化床垃圾焚烧炉燃烧温度稳定且均匀，在炉型设计上使烟气在炉内停留时间加长，因此破坏了有毒、有害气体的产生环境，从根本上降低了有毒气体产生量。同时在消纳城市垃圾的同时，还可向周围供热、供电，是一项节能且环保的工程。 3垃圾减量化程度高，灰渣可综合利用 循环流化床垃圾焚烧炉对垃圾的燃烬率最高，灰渣中不含有机物和可燃物，焚烧后垃圾可减量80?G，减容90?G以上，灰渣无异味，可直接填埋或综合利用。 4运行稳定可靠
内循环三相生物流化床 技术说明 一、生物流化床的概况 流态化是固体粒子靠流动气体或液体的带动像流体一样流动的现象，五十年代初期被逐步应用于工业生产形成了流态化这门新兴的技术。目前它已被广泛应用于化工、石油、冶金、电力等领域。好氧生物流化床废水处理技术是七十年代初期发展起来的，它以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技术，形成了一种高效的废水处理工艺，是生物膜法的重要突破。其基本特征是以砂、陶粒、活性碳等颗粒状物质作为载体，为微生物的生长提供了巨大的表面积。废水或废水和空气的混合液由下而上以一定的速度通过床层时使载体流化，彼此不接触的流化粒子具有很大的表面积，一般可达到2000~3000m2/m3，生物栖息于载体表面，形成由薄薄的生物膜所覆盖的生物粒子，生物固体浓度可达普通活性污泥的5~10倍。由于该粒子与废水的比重有较大的差别，即使载体上的丝状菌过度增长也不会出现活性污泥法中经常发生的污泥膨胀现象。生物载体在床层中被上升的废水、空气流化，不仅可防止生物滤池中的生物膜堵塞，而且由于生物载体、废水、空气三者之间的密切接触，可大大改善传质状态，使有机物去除速率增快，所需反应器容积减小。此外。生物流化床采用的高径比远大于一般的废水生物处理构筑物，其占地面积可大大缩小。 二、内循环三相生物流化床的发展 好氧生物流化床工艺下逐渐在废水生物处理领域中得到应用。根据操作条件的不同，好氧生物流化床可分类如下： 两相：体外充氧流化床 好氧生物流化床传统三相生物流化床 三相外循环三相生物流化床 内循环三相生物流化床 两相流化床的介质为固、液两相，三相流化床的介质为气、液、固三相。在两相流化床中，生物载体的流化程度依赖于反应器底部进水量的大小及布水均匀程度，为维持较好的流化状态，通常均借助于
四种反应器形式比较 一、固定床反应器 （一）概念 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。 （二）特点 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 1、优点主要表现在以下几个方面： 1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4）适宜于高温高压条件下操作。
2、由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，导致床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。 2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。 3）催化剂的再生、更换均不方便。 （三）形式 轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，一般有下列特点：床层直径远大于催化剂颗粒直径；床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100；与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。换热式固定床反应器以列管式为多，通常管内装催化剂，管间走载热体，一般有下列特点：催化剂的粒径小于管径的8倍；利
文章编号:0254-0096(2001)02-0124-07 循环流化床反应器固体生物质的热解液化* 戴先文,吴创之,周肇秋,陈勇 (中国科学院广州能源研究所,广州510070) 摘要:介绍了以循环流化床反应器为主体的固体生物质热解液化装置,实验过程,实验结果及分析。通过对气体产物的比较及油产物一般物性和油成分的分析,得出如下结论:1)较高的温度和较长的停留时间会降低油的产率,生成过多的不凝气;过低的温度和加热速率导致严重的碳化,同样会降低油产率,本实验的最高油产率可达63%。 2)生物质热解油品的物性特点主要包括水分含量较高,p H值较低,粘度变化范围很大,热值与化石燃料相比为低, 并且油品中因含氧量很高而极不稳定,油品的组成成分非常复杂,烷烃和非烃占据了相当的比例,芳烃和沥青质含量相对较少。3)在循环流化床中的固体生物质热解液化可模化为热解区和还原裂解区。 关键词:固体生物质;循环流化床;热解液化 中图分类号:TK6文献标识码:A 0前言 随着石化燃料的日趋紧张和环境污染的日益严重,开发利用清洁可再生能源具有长远的意义。生物质是地球上量大面广、开发潜力巨大的可再生能源。而在中国,生物质主要用作农村生活燃料,甚至被当作废物烧掉,不仅造成了浪费,同时也污染了环境。固体生物质的热解液化是开发利用生物质能的有效途径[1)2],为生物质的清洁有效利用展示了一个广阔的前景。它是在中温500e左右,高加热速率(可达10000e/s)和极短气体停留时间(约2s)的条件下,将生物质直接热解,经快速冷却而得到液体油。其最大的优点就在于产品油的易存储和易输运[3],不存在产品的就地消费问题,因而得到了国内外的广泛关注。目前应用于热解液化的反应器有很多种,包括载流床、旋风床、真空移动床、旋转锥以及循环流化床等。考虑到循环流化床结构简单,并且具有良好的传热传质性能,本实验设计建造了一套以循环流化床为主体,集加热、反应、监测和控制于一体的中试装置,并为了降低运行成本,特采用部分热解气作为循环载气,同时对热解碳和热解气进行了热量回收利用。1实验研究 111实验物料 本实验在冷态实验的基础上,选用适当粒径的石英砂作为循环介质,以不同粒径的木粉作为物料进行实验。两种木粉样品的粒径分别为0138mm和0173mm,其化学分析特性如表1所示。由于木粉含有很高的挥发分(7017%),故对其采用热解液化是一种有效的回收手段。 表1木粉的化学分析特性 Table1Proxi mate and ultimate analysis of feedstock 工业分析元素分析(干基)挥发分7017%C4719% 固碳2112%H710% 灰分313%O4114% 水分418%N011%高位热值/kJ#kg-11803215S013% 灰分313% 第22卷第2期2001年4月太阳能学报 ACTA ENER GIAE SOLARIS SINICA Vol122,No12 Apr1,2001 *收稿日期:1999-08-09 基金项目:广东省自然科学基金资助(960421)
循环流化床垃圾焚烧炉的控制 1 概述 河北承德热力集团有限责任公司环能公司垃圾发电厂工程日处理垃圾能力800t，锅炉为75t/h中温中压循环流化床锅炉，配2台12MW中温中压抽凝式供热汽轮发电机组。锅炉燃料为垃圾、秸秆，煤占入炉热量的20%，不足部分由秸秆补充。针对无锡锅炉厂生产的混燃型流化床炉型，在我国自动控制模型还不成熟。作为国内采用垃圾、秸秆、煤三种燃料混燃的循环流化床炉型进行无害化处理的环保型公司，通过不断试验和总结，探索并编写出了适合该炉型的自动控制方案。 2 关键问题和解决方案 系统采用基于Windows Server 2000系统采用浙江中控的JX-300XP实现炉和机的顺序控制系统SCS（B/T）及发电机、电源的顺控系统SCS（G/A）。控制上设置二级控制，操作员通过相应操作员站对对应的设备进行顺序操作，同时也具备对单个被控设备操作。同时在SCS模块中设计了整个系统以及单体设备的联锁、保护。 3 锅炉燃烧系统 主汽压力及给煤量调节系统 为达到整个系统能量的平衡，该系统借用纯燃煤炉型的协调控制模型，采用变频调节控制助燃煤量及秸秆量来达到主蒸汽压
力定值控制的目的。通过压力变送器测量主蒸汽实时压力配合主蒸汽流量通过计算模块计算出整个蒸汽发生系统的阻力系数，计算模块依据计算出的阻力系数以及操作员站的给定压力值，计算出该工况下为达到所需求的压力值锅炉应产出的主汽瞬时流量，通过系统数据计算主汽瞬时流量的焓值，实现了从锅炉瞬时压力控制转变为系统能量控制的转换。控制系统在计算主汽瞬时流量值过程中，为保证系统的安全可靠通过系统预订的上限、上上限、下限、下下限设定进行保护。为此在系统中设计出单独模块进行每小时煤、秸秆、垃圾的热量平均值，通过主汽瞬时流量的焓值以及垃圾、煤、秸秆热量均值，系统模块计算出实时所需燃料瞬时总量，利用前馈控制原理系统设计是将该信号作为前馈信号，通过实时计算出的数据作为三种燃料的给定值指令，考虑系统的实时变化量及混燃型垃圾焚烧锅炉的不稳定性，调节过程中应允许存在合适的超调量，为达到快速对系统进行调节的目的在整个控制回路中另外设计了主蒸汽压力调节回路，因此，主汽压力调节回路强化应用比例调节作用，对积分作用相应进行弱化处理。控制系统中燃料量的给定值为锅炉主蒸汽压力调节回路的实时信号输出。为保障系统的安全当主汽流量瞬时值大于系统预订的上限、下限给定定值时，直接切除主汽压力回路中的相应运算，系统总燃料量直接作为燃料需求调节系统的给定值;当主汽流量瞬时值大于系统预订的上上限、下下限给定定值时调为手动操作。该系统为保障整体可靠性在燃煤控制独立设计了采用单回