煤燃烧催化剂在循环流化床锅炉中的节煤应用

燃煤化学干预催化燃烧节煤技术的研究与应用作者：崔修强来源：《中国科技纵横》2018年第09期摘要：在煤中加入少量的化学添加剂可以改变煤的燃烧性能，这就是煤的化学干预煤炭催化燃烧技术。

借助燃煤催化剂的催化作用提高分子活度，缩短煤在炉膛里的燃尽时间，提高煤的燃烧强度和炉膛温度，改善煤的燃烧性能，降低废气排放量，达到节煤、减少环境污染的目的。

从节能和环保的角度而言，都具有十分重要的现实意义。

关键词：化学干预；催化燃烧；节能中图分类号：TK227.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0182-02国家煤电节能减排升级与改造行动计划要求2020年前现役火电厂煤耗低于310克/千瓦时，目前我国300MW及以下机组纯凝供电煤耗均在320克/千瓦时以上，高于国家目标要求。

为实现国家2020年节能减排行动计划，除进行设备改造和运行优化调整外，使用燃煤催化剂实现节能降耗也是一条行之有效措施。

为此对煤催化燃烧技术及其推广应用的研究已引起了广泛关注。

1 燃煤催化剂研究简述对于燃煤催化剂的助燃作用，可以将已有的研究结果归纳为两种观点，即电子转移学说和氧传递学说。

实验表明，电子转移理论可以解释碱土金属、碱金属的盐及其氧化物的催化作用；氧传递理论可以解释稀土钙钛矿型催化剂或者碱土金属、碱金属的盐及其氧化物催化剂的催化作用。

国内市场上目前销售的主要有增氧助燃型与助磨助燃型节煤剂。

其中，增氧助燃型节煤剂主要节煤途径是在燃煤中混入在受热过程中能够放出氧气的物质，比如：高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钠等，通过提高燃烧过程中的供氧量，提高燃尽率，降低不完全燃烧热损失，由于大型锅炉效率均在92%以上，该类型的节煤产品无法适用于未来发展的需求。

助磨助燃型节煤剂多采用易燃粘稠油类、易燃有机物混合而成，运输危险，其可改善燃烧的状况，但节煤效果不显著。

因此，研究新型的催化节煤产品是市场和社会发展的必然要求。

化学干预煤炭燃烧催化技术是通过从煤炭燃烧过程着手的节能新技术，其催化剂采用过渡金属有机化合物，产品自身不燃不爆，运输安全。

循环流化床锅炉技术循环流化床锅炉技术是一种高效、环保、节能的燃烧技术。

该技术利用循环流化床的高速气流把燃料物料悬浮在床层中，使其充分混合和燃烧，有效地保证了燃烧的充分程度和热能的利用率。

与传统锅炉相比，循环流化床锅炉具有热效率高、燃烧效率高、废气排放少、灰渣利用价值高等优点，因此在能源领域得到广泛应用。

一、循环流化床锅炉的基本原理循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉，其基本原理是利用高速气流产生的快速搅拌作用，在床层中形成“气固两相流”，使燃料和空气充分混合并燃烧。

在循环流化床锅炉中，床层上方的空气被强制送入到床层中，形成了高速气流，使床层中的燃料物料悬浮在气流中并产生强烈的搅拌，从而形成了“气固两相流”。

床层下方设置有回料装置，将燃烧后的废渣回收到床层中，实现了废渣的循环利用。

二、循环流化床锅炉的优点1、热效率高：循环流化床锅炉可以利用燃料中的所有热能，强化了燃烧过程中的传热和传质，从而提高了锅炉的热效率。

2、燃烧效率高：循环流化床锅炉中燃烧完成度高，因为床料悬浮在气流中，使空气与燃料充分混合，从而实现了高效、充分的燃烧。

3、废气排放少：循环流化床锅炉的废气排放量低，废气中的二氧化硫和氮氧化物排放量远低于其他锅炉，对环境的影响小。

4、燃料适应性强：循环流化床锅炉可使用各种燃料，如煤、燃气、油、生物质等，具有一定的燃料适应性。

5、灰渣利用价值高：循环流化床锅炉中的灰渣细化程度高，易于回收利用，在土地改良、水泥生产和道路建设等领域具有广泛的使用价值。

三、循环流化床锅炉的应用领域循环流化床锅炉技术广泛应用于各个领域，如煤炭、石油、天然气、化工、冶金、烟草、食品、纺织等。

在煤炭领域，循环流化床锅炉可用于煤的燃烧，实现高效、低排放、节能的目的。

在化工、冶金、烟草等行业，循环流化床锅炉可用于燃烧废弃物、废气等，实现废物资源化、减少污染的目的。

综上所述，循环流化床锅炉技术是一种高效、环保、节能的燃烧技术，具有热效率高、燃烧效率高、废气排放少、灰渣利用价值高等优点，广泛应用于煤炭、石油、天然气、化工、冶金、烟草、食品、纺织等不同领域。

循环流化床锅炉技术简介循环流化床锅炉是一种先进的燃烧技术，广泛应用于煤炭、石油焦等固体燃料的燃烧过程。

该技术利用床体内循环流化材料的高速运动和颗粒之间的相互碰撞，实现了燃料的高效燃烧和废气中污染物的低排放。

本文将介绍循环流化床锅炉技术的原理、特点以及在能源产业中的应用。

原理循环流化床锅炉利用气体或液体流经床体时的流态化现象来实现燃料燃烧过程。

床体内的流化材料通常是细小的颗粒，如沙子、石英砂等。

当气体或液体通过床体时，流化材料将跟随气体或液体的流动而不断携带燃料颗粒进行混合。

在这个过程中，燃料颗粒与氧气发生氧化反应，释放出热能。

同时，床体中的循环材料会吸收燃烧产生的热能，保持床体温度的稳定。

特点循环流化床锅炉技术具有以下几个主要特点：1. 高效燃烧循环流化床锅炉通过床体内循环流化材料的高速运动和颗粒之间的碰撞，实现了燃料颗粒的均匀混合，从而使燃料的燃烧效率大幅提高。

与传统的炉膛燃烧相比，循环流化床锅炉的燃烧效率可以提高20%以上。

2. 低排放循环流化床锅炉在燃烧过程中会生成大量废气。

然而，通过控制床体内材料的流速和流态化程度，可以有效地减少废气中的污染物排放。

例如，通过添加适量的石灰石到床体中，可以中和和吸附废气中的酸性物质，减少大气污染的程度。

3. 燃料适应性强循环流化床锅炉技术可以适用于多种固体燃料，包括煤炭、石油焦、木材等。

通过调整床体内循环材料的粒径和流态化程度，可以适应不同燃料的燃烧特性，从而实现燃料的高效利用。

4. 热负荷调节能力强循环流化床锅炉可以快速调节燃料供给和床体内循环材料的流量，以适应不同的热负荷需求。

这种灵活的调节性能使得循环流化床锅炉尤其适用于工业生产过程中的热能供应。

应用循环流化床锅炉技术在能源产业中有着广泛的应用，尤其是在煤炭和石油化工行业中。

1. 电力行业循环流化床锅炉技术可以广泛应用于燃煤电厂。

通过高效燃烧和低排放的特点，循环流化床锅炉可以提高燃煤电厂的发电效率，减少大气污染物的排放，并降低燃料成本。

固体燃煤催化剂在循环流化床锅炉中的应用研究沈怡青【摘要】在循环流化床低热值燃料锅炉中添加固体燃煤催化剂,为资源综合利用及燃煤电厂节能降耗提供了新的技术途径.在130 t/h的高温高压锅炉上进行了不同催化剂配比和不同工况下的工业试验,试验采用锅炉正平衡效率和吨标煤产蒸汽量这2个指标表示催化剂提高燃烧效率的作用,并通过烟气中二氧化硫、氮氧化物及含氧量等指标、检测底灰和飞灰中的残碳量等,进一步证明催化剂的节能环保效果.试验结果表明,燃煤催化剂可以通过加快燃烧反应进程提高节能降耗效果3％～4％,同时降低了二氧化硫与氮氧化物的排放量,具有较好的工业应用价值.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2019(045)008【总页数】4页(P73-76)【关键词】燃煤催化剂;循环流化床锅炉;节煤【作者】沈怡青【作者单位】中国煤炭开发有限责任公司,北京市东城区,100011【正文语种】中文【中图分类】TQ534随着国家资源综合利用扶持力度的加大，坑口资源综合利用电厂数量也有所增加。

坑口综合利用电厂主要利用循环流化床锅炉燃烧低热值燃料，使其就地转化为绿色清洁的电能输出，从而提高资源利用效率并减少运输成本。

因此如何提高循环流化床锅炉效率成为资源综合利用电厂生存发展的重点。

除进行循环流化床锅炉设备结构提升和运行优化调整外，使用燃煤催化剂也是实现节能减排的一条有效途径。

为此，采用不同配比在不同工况下添加燃煤催化剂进行现场工业试验，以科学评价固态燃煤催化剂在循环流化床锅炉中的节煤效果。

这对提高锅炉燃烧效率、降低煤耗、减少二氧化硫排放和降低灰渣残碳量具有重要意义。

1 燃煤催化剂原理燃煤催化剂不改变化学反应的初始反应物和生成物，只加快燃烧过程使可燃物充分燃烧，作用机理主要是氧传递理论和电子转移理论。

氧传递理论假定非催化反应的速度受制于氧气、二氧化碳或水的表面化学吸附，并且认定催化剂颗粒为具有活性的化学吸附中心。

表面催化剂在金属到金属氧化物、或者低价氧化物到高价氧化物之间的氧化还原循环中由于不稳定的表面状态，可分解产生氧原子，分解的氧原子立即与碳表面反应，加快了氧气扩散的速度，使燃烧更易进行。

关于烟气在线检测的调研报告烟气的定义及危害烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。

烟气的成分很复杂，气体中包括SO2 、CO 、CO2 碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。

因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。

烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10 微米的飘尘，尤其以 1 － 5 微米的飘尘危害性最大。

烟尘对空气的污染与气象条件关系密切，风、大气稳定度、湍流等与大气污染状况关系密切，此外光化学、生物化学对烟气的污染亦有一定影响。

烟气污染物对人体的危害一方面取决于污染物质的组成、浓度、持续时间及作用部位，另一方面取决于人体的敏感性。

烟气浓度高是可引起急性中毒，表现为咳嗽、咽痛、胸闷气喘、头痛、眼睛刺痛等，严重者可死亡。

最常见的是慢性中毒，引起刺激呼吸道粘膜导致慢性支气管炎等。

另外烟气尚含有苯丙芘等强烈致癌物质。

一氧化碳主要通过与血红蛋白结合使之丧失携氧功能，严重时可引起死亡。

氮氧化合物吸入后刺激呼吸道粘膜，引起肺炎。

碳氧化合物主要是一些多环芳烃，除具有致癌作用外，尚可刺激皮肤、粘膜，尤其是与氮氧化合物形成光化学烟雾，刺激性更强，重者可危及生命。

要预防其污染可通过以下途径：改革燃料，推广无铅汽油以及寻找石油代用品等；改进汽车发动机构造，使燃料尽可能充分燃烧。

同时应加强环境的监测。

烟气分析监测方法目前监测分析烟气污染物的方法包括使用便携式烟气分析仪和在线式连续烟气分析（CEMS）。

便携式烟气分析仪能够分析烟气中的国家标准规定的各类污染物排放，包括二氧化硫（SO2），氮氧化物（NOx）等。

在线式烟气分析仪，又称CEMS或烟气污染源连续监测仪。

不同于便携式烟气分析仪，其连续分析烟气成份，采样探头永久安装，仪表位置永久固定。

便携式烟气分析仪、在线式烟气连续监测分析仪的使用特点和测量原理使用特点：便携式烟气分析仪的特点是重量小，携带方便、取样快捷、读书简便，能快速测量现场气体的浓度、温度、含湿量等，便于工作人员现场使用，投资小。

循环流化床锅炉燃烧方式引言循环流化床锅炉是一种利用流化床技术进行高效燃烧的锅炉，其独特的燃烧方式可以提供更高的热效率和更低的污染排放。

本文将介绍循环流化床锅炉的燃烧方式，包括基本原理、燃烧过程及其应用领域等方面。

1. 循环流化床基本原理循环流化床是一种通过将固体颗粒物质与气流进行循环混合而实现燃烧的技术。

循环流化床锅炉的基本原理如下：•利用气流形成床内均匀的悬浮状态：循环流化床锅炉床内充满了固体颗粒物质，通过高速气流的作用，使颗粒物质悬浮在气流中，形成均匀的悬浮状态。

•利用气流的高速度提高传热效率：气流通过床层时，与悬浮颗粒物质发生剧烈碰撞，使气流中的热量迅速传递给颗粒物质，从而提高传热效率。

•利用颗粒物质的独特特性实现燃烧：循环流化床锅炉中的颗粒物质具有很好的燃烧性能，通过与气流的混合作用，颗粒物质可以迅速燃烧，释放出热量。

2. 循环流化床锅炉燃烧过程循环流化床锅炉的燃烧过程可以分为以下几个步骤：2.1 预热和干燥阶段：初始阶段，床内固体颗粒物质开始被加热和干燥，床温逐渐升高。

2.2 燃烧和混合阶段：预热和干燥后，固体颗粒物质与燃料混合，同时引入适量的气流。

在高速气流的作用下，颗粒物质迅速燃烧，释放出大量的热量。

2.3 吸热和燃料转化阶段：燃烧过程中，颗粒物质吸收热量，使颗粒物质温度升高。

同时，燃料在高温下发生物理和化学反应，转化为可燃气体。

2.4 燃料气化阶段：燃料转化为可燃气体后，与床内的气流充分混合，形成高温的气体。

该气体进一步燃烧，释放更多的热量。

2.5 传热和排烟阶段：燃烧产生的热量通过颗粒物质与气流的热交换，传递给锅炉管道中的工质（通常为水蒸气）。

同时，废气中的污染物通过烟气净化设备进行处理，以降低污染物排放。

3. 循环流化床锅炉燃烧方式的优势循环流化床锅炉的燃烧方式具有以下优势：•高热效率：循环流化床锅炉通过气流与颗粒物质的循环混合，使热量更均匀地传递给工质，提高了热效率。

•低排放：循环流化床锅炉通过燃料的充分燃烧和烟气净化设备的处理，减少了二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放。

29M W循环流化床锅炉燃烧技术研制及推广应用总结报告一、前言1990年前，中原油田基地所有单位的供热采用的是小容量锅炉的分散供热方式，使用的燃料绝大部分为原油、渣油或天然气，该供热方式存在成本高、浪费大等重大缺点，为解决上述问题，降低生产成本，最大限度地保护油气资源，90年在总部基地建成投产了两台29MW燃煤链条式热水锅炉，但由于链条式锅炉效率偏低，加之本地煤种不适应于链条炉的燃烧，至使锅炉热效率经常在50%左右，造成了能源的大量浪费。

而煤的循环流化床燃烧，是国家“七·五”计划引进“八·五”计划攻关的一种新型燃烧技术，是对传统的层燃炉和煤粉炉的一个重大革新，它具有：燃烧效率高、炉渣综合利用率高、负荷调节性能好、NOx排放低、能在燃烧过程中方便和廉价地进行脱硫、以及体积小等优点，此外，该种燃烧方式可适用于任何煤种，是其它燃烧方式无法与其比拟的。

为此，中原油田与太原锅炉厂、中科院工程热物理研究所以及中原油田三家共同合作研制和开发了29MW循环流化床热水锅炉，填补了国内空白，特别是中原油田供热管理处技术人员在实施过程中对锅炉的不合理部位进行了二十多项改进，对设备选择及工艺上存在的三十多项不合理之处进行了修改。

该锅炉于93年在总部基地建成投产，94年通过了国家鉴定并投入批量生产，相继于95年油田清丰基地又投产两台，经论证，又决定98年在供热基地调整工程中决定应用该项技术，规划拟建5台29MW循环流化床热水锅炉，现正在实施中的有两2台，这两台将在99年冬投产，99年末全局共采用六台此类型锅炉，可供热面积270万平方米，该技术的应用，产生了可观的经济效益和社会效益，根据计算，每年可为油田直接节约资金2707.3万元,并最大限度地保护了油气资源,其产生的间接效益也是巨大的。

二、问题的提出及对策随着国民经济的迅速发展，人民生活水平的大幅度提高，能源消耗也随之增加，中国同世界其它国家一样出现了能源短缺现象，解决这一问题的根本出路在于开源节流。