循环流化床介绍
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一、循环流化床锅炉的原理(一)循环流化床的工作原理1.流化态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。
当流速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。
此时,对于单个颗粒来讲,它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置,相反的,在失去了以前的机械支撑后,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。
颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度,称为临界流化速度。
快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。
2.循环流化床锅炉的基本工作原理高温炉膛的燃料在高速气流的作用下,以沸腾悬浮状态(流态化)进行燃烧,由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
一次风由床底部引人以决定流化速度,二次风由给煤口上部送人,以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。
炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。
(二)流化床燃烧设备的主要类型流化床操作起初主要应用在化工领域,本世纪60年代开始,流化床被用于煤的燃烧。
并且很快成为三种主要燃烧方式之一,即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。
流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。
目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一,并愈来愈得到人们的重视。
流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉,按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。
这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。
其中前三类已得到工业应用,增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。
循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。
(如图a和b)(三)循环流化床锅炉的特点1.循环流化床锅炉的主要工作条件项目数值项目数值温度(℃)850—950 床层压降(kPa)11—12流化速度(m/s)4—6 炉内颗粒浓度150—600(炉膛底部)(kg/m3)床料粒度(μm)100—700 Ca/S摩尔比 1.5—4床料密度(kg/m3)1800—2600 壁面传热系数[W/210—250(m2·K)]燃料粒度(mm)<12脱硫剂粒度(mm)1左右2.循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉可分为两个部分。
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。
循环流化床工艺流程1.循环流化床是一种高效的化工工艺。
Circulating fluidized bed is an efficient chemical engineering process.2.在循环流化床中,固体颗粒被气体流体化,并保持循环循环。
In a circulating fluidized bed, solid particles are fluidized by gas and circulated continuously.3.颗粒床通过加热和冷却循环以吸收和释放热量。
The particle bed cycles through heating and cooling to absorb and release heat.4.这种工艺可用于燃烧、气化、干燥和其他化工过程。
This process can be used for combustion, gasification, drying, and other chemical processes.5.循环流化床工艺在环保和能源利用方面具有很大潜力。
Circulating fluidized bed process has great potential in environmental protection and energy utilization.6.循环流化床可以在较低温度下进行燃烧,减少氮氧化物的生成。
Circulating fluidized bed can combust at lower temperature, reducing the formation of nitrogen oxides.7.因为颗粒床是循环流动的,所以传热效率很高。
Because the particle bed circulates, the heat transfer efficiency is very high.8.对于高含湿物料的干燥来说,循环流化床可以更有效地进行。
名词解释1、床料:流化床锅炉启动前,铺设在布风板上的一定厚度和一定粒度的固体颗粒,称作床料,也称点火底料。
床料一般由燃煤、灰渣、石灰石粉等组成,静止床料层厚度一般为350-600mm 。
2、物料:循环流化床锅炉运行中,在炉膛及循环系统(循环灰分离器、立管、送灰器等)内燃烧或载热的固体颗粒,称为物料。
它不仅包含床料成分,还包括新给入的燃料、脱硫剂、经循环灰分离器返送回来的颗粒以及燃料燃烧生成的灰渣等。
3、流化态:这种由于固体颗粒群与气体(或液体)接触时,固体颗粒转变成类似流体的状态称为流态化。
4、床层阻力特性:所谓流化床床层阻力特性,就是指流化气体通过料层的压降p ∆与按床截面计算的冷态流化速度u 0之间的关系,即所谓压降--流速特性曲线。
5、料层阻力:指燃烧空气通过布风板上的料层时的压力损失。
6、燃料筛分:燃料筛分是指燃料颗粒粒径大小的分布范围。
如果颗粒粒径粗细范围较大,即筛分较宽,就称作宽筛分;颗粒粒径粗细范围较小,就称作窄筛分。
循环流化床锅炉一般是宽筛分。
7、物料循环倍率:由循环灰分离器捕捉下来并返送回炉内的物料量(循环物料量)与新给入的燃料量之比,即B G R h=其中R--物料循环倍率;G h --循环物料量,即经循环灰分离器返送回炉内的物料量,kg/h ;B--新给入的燃料量或燃煤量,kg/h 。
用来反映物料循环的量化程度。
8、临界流化速度:将床料从固定床状态转变为流化状态(或鼓泡床状态)时,按布风板通流面积计算的空气流速称为临界流化速度u mf,即所谓的最小流化速度,它是流化床操作的最低气流速度,是描述循环流化床的基本参数之一。
9、燃料份额:指炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量占燃料总燃烧量的比例,一般可用燃料在各燃烧区域内所释放的热量占燃料总发热量的百分比表示。
循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区,炉膛内这两个燃烧区域的燃烧份额之和接近于1.密相区燃烧份额是一个重要参数。
10、颗粒终端速度:固体颗粒在静止空气中作初速度为零的自由落体运动时,由于重力的作用,下降速度逐渐增大,速度越大,阻力也就越大。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种燃煤锅炉,主要用于发电、供热等能源领域。
其工作原理如下:
1. 燃烧室:煤炭被输送到燃烧室,并在空气的作用下进行燃烧。
燃烧过程产生的高温烟气从燃烧室顶部进入循环流化床。
2. 循环流化床:燃烧室内部设置有一层石英砂或沸石砂床,煤炭的燃烧产生的烟气通过这层床时,将砂床搅动形成类似于沸腾的状态,即床层内的固相颗粒呈现流化状态。
燃烧室烟气中的固体颗粒在空气的推动下在循环流化床中快速流动。
3. 固气分离:在循环流化床内,高温固体颗粒燃烧剩余物与床层内部的石英砂或沸石砂进行混合,然后流向循环下部的分离器。
分离器通过重力和离心力作用,将固态颗粒和烟气分开,使烟气通过废气排放管道排出,而固态颗粒留在床层内。
4. 回流装置:将分离器中的固态颗粒以一定速度通过回流装置输送回循环流化床内,与新添加的煤粉混合进行再次燃烧。
这种回流装置可保持循环流化床内的稳定燃烧状态。
5. 热水系统:在燃烧过程中,产生的高温烟气通过热交换器与锅炉水管中的水进行热交换,使水变为高温高压蒸汽。
这些蒸汽可用于发电或供热等用途。
通过循环流化床锅炉的工作原理,既可以实现高效燃烧,又可
以减少污染物的排放,提高能源利用率,具有较好的环保性能和经济性能。
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛:炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区,通过给燃料和气体供应,将燃料在悬浮状态下燃烧,从而释放热能。
2.燃烧器:燃烧器是燃料进入循环床的通道,它将燃料和氧气混合并点燃,形成高温气流。
3.空气预热器:空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热,以提高燃烧效率,并减少燃料消耗。
4.循环床:循环床由大量细颗粒物质组成,可以是砂、矿渣等,它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。
在循环床中,床料循环流动,保持悬浮状态,使燃料充分接触氧气,加快燃烧速度。
5.分离器:分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离,确保床料的循环正常进行。
6.尾气换热器:尾气换热器用于回收废气中的热能,并将其传递给水蒸汽,提高锅炉的热效率。
7.省煤器:省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却,并从中回收热能,用于预热给水,减少燃料的消耗。
8.除尘器:除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤,保证热空气的洁净排放。
二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。
在循环床中,床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态,颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。
通过床料的循环和燃料的补给,保持循环床内的温度和反应区的平衡。
循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。
迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程,燃料开始燃烧并释放大量热能。
燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域,燃料被完全氧化,产生大量的热能。
氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域,会产生一些复杂的氧化反应。
三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求:循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件,并与电源、给水、排烟等系统连接良好。
锅炉应安装在水平坚固的基础上,并具备良好的防震措施。
安装完成后,需要对各个系统进行调试,确保锅炉的正常运行。
2.运行参数:循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。
循环流化床锅炉基础知识大全
循环流化床锅炉是一种新型的燃烧技术,它将燃料在流化床中进行流化燃烧,实现高效、清洁的燃烧过程。
以下是循环流化床锅炉的一些基础知识:
1. 工作原理:循环流化床锅炉采用流化技术,使燃料在流化床中与空气充分混合,形成流化态。
燃料在流化状态下燃烧,产生高温烟气,通过炉膛和烟道传递热量,产生蒸汽。
2. 优点:
高效燃烧:循环流化床锅炉能够实现燃料的高效燃烧,提高燃烧效率,降低能耗。
清洁环保:循环流化床锅炉采用低温燃烧技术,减少氮氧化物和二氧化硫等污染物的排放。
适应性强:循环流化床锅炉对燃料的适应性强,可以燃烧各种类型的燃料,包括劣质煤、生物质等。
3. 结构:
炉膛:炉膛是循环流化床锅炉的核心部分,燃料在其中进行流化燃烧。
分离器:分离器用于分离炉膛中的固体颗粒,将未燃尽的燃料和灰渣送回炉膛继续燃烧。
回料器:回料器将分离器分离出的固体颗粒送回炉膛,实现循环燃烧。
烟道:烟道用于排放燃烧产生的烟气。
4. 运行参数:
流化风速:流化风速是指流化床中燃料流化的速度,它影响燃料的流化状态和燃烧效率。
床温:床温是指流化床中的温度,它影响燃烧效率和污染物排放。
烟气含氧量:烟气含氧量反映燃烧过程中的空气供给情况,对燃烧效率和污染物排放有影响。
5. 控制系统:循环流化床锅炉通常配备复杂的控制系统,用于监测和控制燃烧过程中的各项参数,确保锅炉的安全、高效运行。
以上是循环流化床锅炉的一些基础知识,循环流化床锅炉是一种复杂的设备,其运行和维护需要专业的技术人员进行操作。