第二章 循环流化床的基本理论.
- 格式:ppt
- 大小:1.61 MB
- 文档页数:53
循环流化床原理及运行循环流化床主要由床体、循环器、气固分离器、换热器以及气体和固体的供给与排出系统等组成。
其工作原理是将气体和粗颗粒固体以较高的速度由床体底部引入,通过气固的强烈的接触,将反应所需的物质传递至固体表面,然后通过气体与粗颗粒固体的分离器将固体从气体中分离出来,然后再将固体颗粒经过循环器回流至床底,形成循环。
在循环流化床中,床体内的固体颗粒会被流化空气携带起来,在床体内形成一种类似于流体的状态。
床体中的气体通过气体分布板均匀地从底部引入,在床内形成均匀的气流。
当气体通过床体时,由于流体动力学的特性,固体颗粒被悬浮在气体中,形成浮动着的连续相。
在这种状态下,气体与颗粒之间的传质和传热效率大大提高,从而增加了反应的速率和效率。
循环流化床的运行过程可以分为固体颗粒的循环和气体的循环两个主要步骤。
在固体颗粒的循环过程中,气体通过固体颗粒床体将颗粒携带起来,并从循环器中回流至床底。
循环器中的固体颗粒经过多级分离装置的分离后,被分为两部分,一部分再次回流到床底,一部分从床体上部排出。
这样不断循环地将固体颗粒带到床体中,使床体保持一定的固体浓度。
在气体的循环过程中,气体从床体底部引入床体,通过床体上升,经过一定的高度后,在床上部进入气固分离器。
在气固分离器中,气体与固体颗粒进行分离,固体颗粒沉降至底部,而气体则从顶部排出。
排出的气体可根据需要进行再利用或者进行后续处理。
循环流化床具有很好的传质和传热性能,能够有效地控制反应的温度和反应速率。
由于固体颗粒的循环,床内固体颗粒的平均停留时间较短,减少了固体颗粒的积聚和结焦现象,延长了固体颗粒的寿命。
此外,循环流化床还具有较好的反应均匀性和操作灵活性,可广泛应用于化工、冶金、环保等领域。
总之,循环流化床通过将气体和固体颗粒进行高速流化,形成浮动着的连续相,以此来完成气体固体反应。
其原理是通过气体与固体颗粒之间的强烈接触和传质传热效果,实现反应的高效率和高速率。
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SO2、NOX的排放。
SO2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SO2、NOX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。
循环流化床的原理
循环流化床是一种用于气体固体反应和传质分离的装置,在化工和环境领域广泛应用。
它的原理是通过将气体和固体颗粒以高速混合并形成流化床状态,使气体固体接触充分,提高反应速率和传质效率。
循环流化床的固体颗粒通常具有一定的粒径,当固体颗粒被气体流体化后,形成一种类似液体的状态,称为床层。
床层内的气体和颗粒保持了相对稳定的密度和流动性。
在循环流化床中,气体通过床层,与固体颗粒进行接触和反应。
由于固体颗粒的流动性,床层内的颗粒会与气体一起被带到底部,经过固体循环器回到上部再次与气体接触。
这种循环的流动使气体和颗粒之间的接触时间延长,提高了反应速率。
同时,循环流化床还可以用于传质分离。
当具有较大的表面积和孔隙度的固体颗粒与气体接触时,气体中的物质会通过吸附和解吸等过程被吸附到颗粒表面上,并在颗粒之间进行传质。
通过控制气体和颗粒的流速和密度,可以实现气体中的物质传质分离。
总的来说,循环流化床通过气体和固体颗粒的循环流动,提高了气体固体反应和传质分离过程中的效率。
它具有反应速度快、传质效果好、操作灵活等优点,已经成为化工和环境领域中的重要设备。
循环流化床基础知识一、流化床锅炉涉及的概念和定义底料:锅炉启动前,布风板上先铺设有一定厚度、一定粒度的“原料”,称为底料或床料。
一般由燃煤、灰渣等组成。
物料:主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或载热的物质。
一般指燃煤、灰渣和脱硫剂。
流化速度:是指床料或物料流化时动力流体的速度。
这里的动力流体是指一次风。
临界流化速度与临界流量:临界流速是使床料开始流化时的一次风风速,此时的一次风风量就是临界流量。
物料循环倍率:通常是指由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃料量之比。
二、循环流化床基础理论1.流态化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。
每天学习锅炉知识,关注微信公众号锅炉圈,此时,对于单个颗粒来讲,它再现依靠与其它邻近颗粒的接触而维持它的空间位置,相反地,在失去了以前的机械支承后,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。
2.不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态(绘图简单示意)随着气流速度的增加,固体颗粒分别呈现固定床、流动床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床、气力输送状态。
简单画图示意。
固定床:当空气流速不大时,空气穿过底料颗粒间隙而向上逸出,底料高度未发生变化。
流动床:当气流速度继续增加,底料开始膨胀,高度发生变化,扰动不强烈,未产生气泡。
鼓泡流化床:当气流速度又继续增加,底料将产生大量气泡,气泡不断上移,小气泡聚集成较大气泡穿过料层并破裂。
如果在鼓泡床的甚而上不断的继续加大空气流速,将依次出现以下三种状态。
湍流流化床:底料内气泡消失,气固两相混合更加剧烈,虽然存在密相区和稀相区,但是没有明显的界线。
此时的流化速度一般为4~5m/So快速流化床:随着气流速度的增加,底料上下浓度更趋于一致,但细小的颗粒将聚成小颗粒团上移,在上移过程中有时小颗粒团又聚集成较大颗粒团,较大颗粒团一般沿流动方向呈条状。
循环流化床运行原理知识2020.2.4一、CFB锅炉的基本组成二、CFB锅炉原理简述1、流化原理:当气体或液体以一定的速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒层呈现出类似液体状态的现象,称为流态化现象。
流化速度:一般是指假设床内没有床料时空气通过炉膛的速度。
U0表示,单位m/s。
临界流速是床料开始流化时的一次风速,此时一次风量为临界流量。
2、燃烧原理:燃烧过程循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式,即半悬浮燃烧方式。
在一定的燃烧设备内,正常燃烧应具备的条件:▪高温环境;▪必需的空气量及空气与燃料的良好混合;▪燃料的供应机灰渣和烟气的排放;3、脱硫原理:利用石灰石炉内燃烧中脱硫;给煤中的硫在炉膛内反应生成SO2及一些硫化物;同时一定粒度的石灰石被给入炉膛,这些石灰石被迅速加热煅烧反应,产生多孔疏松的CaO,CaO 吸收SO2 并生成CaSO4,生成的CaSO4 逐渐地把孔隙堵塞,并不断地覆盖在新鲜的CaO 表面。
达到脱硫的目的。
4、传热原理▪颗粒对流换热▪气体对流换热▪辐射传热三、CFB锅炉的结构分析循环流化床锅炉包括锅炉本体和锅炉辅助设备两部分1、本体部分(1)汽水系统:它的任务是吸收燃料燃烧放出的热量,使水蒸发并最后成为规定压力和温度的过热蒸汽。
主要由汽包、省煤器、再热器、过热器、空气预热器等组成。
汽包的作用:连接;汽水分离;储水和储气。
省煤器的作用:提高给水温度;降低烟气温度;回收烟气热量;提高锅炉效率。
再热器的作用:将汽轮机中做功后的蒸汽重新加热到符合要求的过热蒸汽。
过热器的作用:将汽包起来的干饱蒸汽进一步加热使之成为过热蒸汽。
降低烟气温度,回收烟气的热量,提高锅炉效率。
空气预热器:提高燃烧空气温度,减少燃料的热损失;回收烟气热量,提高锅炉效率。
(2)燃烧系统:任务是使燃料在炉内进行良好的燃烧,放出热量。
主要由燃烧器、布风板、分离器、回料装置主要装置组成。
燃烧器:燃烧物料,提供热量。
布风板的作用:支撑固体物料;保证固体颗粒的均匀流化。