流化床

流化床

液固相反應過程的反應器
将大量固體顆粒懸浮于運動的流體之中,從而使顆粒具有流體的某些表觀特征,這種流固接觸狀态稱為固體流态化,即流化床。充分流态化的床層表現出類似于液體的性質。流化床超微氣流粉碎是将待粉碎物料放置在設備容器中,從設備容器下方通入空氣,進行粉碎。在床層内的流體和顆粒兩相運動中,由于流速、流體與顆粒的密度差、顆粒粒徑及床層尺寸的不同,可呈現出不同的流化狀态,但主要分為散式流化态與聚式流化态兩類。循環流化床鍋爐脫硫是一種爐内燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入,一次風從布風闆下部送入,二次風從燃燒室中部送入。
  • 中文名:流化床
  • 外文名:
  • 别名:
  • 固體流态化:流固接觸狀态稱為固體流态化
  • 循環流化床:CFBC
  • 特點:燃料适應性強,适合中、低硫煤

兩者區别

散式流态化與聚式流态化

在床層内的流體和顆粒兩相運動中,由于流速、流體與顆粒的密度差、顆粒粒徑及床層尺寸的不同,可呈現出不同的流化狀态,但主要分為散式流化态與聚式流化态兩類。

散式流化态

顆粒均勻地分布在整個流化床内且随着流速增加床層均勻膨脹,床内孔隙率均勻增加,床層上界面平穩,壓降穩定、波動很小。因此,散式流化态是較理想的流化狀态。一般流-固兩相密度差較小的體系呈現散式流态化特征,如液-固流化床。

聚式流化态

顆粒在床層的分布不均勻,床層呈現兩相結構:一相是顆粒濃度與空隙率分布較為均勻且接近初始流态化狀态的連續相,稱為乳化相;另一相則是以氣泡形式夾帶少量顆粒穿過床層向上運動的不連續的氣泡相,因此又稱為鼓泡流态化。

聚式流态化出現在流-固密度差較大的體系,如氣-固流化床。在聚式流态化中,超過初始流化所需的大量氣體聚并成氣泡上升,在床面上破裂而将顆粒向床面以上空間抛送。這不僅造成床層界面的較大起伏、壓降的波動;更大的不利是以氣泡的形式快速通過床層的氣體與顆粒接觸甚少,而乳化相中的氣體因流速低,與顆粒接觸時間太長,由此造成了氣-固接觸不均勻。

燃燒技術

循環流化床燃燒技術

循環流化床燃燒(CFBC)技術系指小顆粒的煤與空氣在爐膛内處于沸騰狀态下,即高速氣流與所攜帶的稠密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術。

循環流化床鍋爐脫硫是一種爐内燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入,一次風從布風闆下部送入,二次風從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室内強烈擾動形成流化床,燃煤煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率,将未反應的氧化鈣、脫硫産物及飛灰送回燃燒室參與循環利用。鈣硫比達到2~2.5左右時,脫硫率可達90%以上。

循環流化床的一次風是經空氣預熱器加熱過的熱空氣,主要作用是流化爐内物料,同時提供爐膛下部密相區燃料燃燒所需要的氧量。一次風由一次風機供給,經布風闆下一次風室通過布風闆和風帽進入爐膛。

循環流化床的二次風除了補充爐内燃料燃燒所需要的氧氣并加強物料的摻混外,還能适當調整爐内溫度場的分布,起到防止局部煙氣溫度過高、降低NOX排放量的作用,二次風一般由二次風機供給,有的鍋爐一、二次風機共用。

流化床燃燒方式的特點是:

1.清潔燃燒,脫硫率可達80%~95%,NOx排放可減少50%;

2.燃料适應性強,特别适合中、低硫煤;

3.燃燒效率高,可達95%~99%;

4.負荷适應性好。負荷調節範圍30%~100%。

粉碎技術

流化床超微氣流粉碎技術

流化床超微氣流粉碎是将待粉碎物料放置在設備容器中,從設備容器下方通入空氣,進行粉碎。而循環流化床,則是将設備容器下方送入空氣的速度提高,使容器裡的物料顆粒被吹起呈沸騰狀态懸浮粉碎。同時在容器的上部出口,通過高速分級裝置将超微粉收集。

循環超微氣流粉碎流化床技術是一項近幾年發展起來的環保粉碎技術。它具有粉碎适應性廣、粉碎效率高、粗顆粒夾帶少、低成本、負荷調節比大和負荷調節快等突出優點。循環流化床低成本實現了嚴格的超微粉碎指标,同時針對各種非金屬物料,在負荷适應性和超微粉綜合利用等方面具有綜合優勢,為超微氣流粉碎機的節能環保改造提供了一條有效的途徑。

幹燥技術

流化床幹燥技術

循環流化床幹燥技術是将待幹燥物質通過加料器加入流化床床體(注:流化床内已加有床料),從設備容器下方通入預熱空氣或者各種鍋爐廢氣,使流化床内的物料顆粒被吹起呈沸騰狀态懸浮粉碎。同時在流化床上部出口,将已幹燥物料收集起來。

該項技術已應用于污泥等幹燥的工程應用,東南大學熱能所申請專利,分别對生活污泥和工業污泥進行幹燥,可将含水率為85%的污泥幹燥為含水率為0~5%的0.5~1mm固體顆粒。并且已應用到工程實際,日處理量50噸。其主要影響因素有溫度、加料速度以及進風流量。

實驗型多功能流化床n

不同系列的生産型流化床對應相應的功能,方便用戶根據工藝的需要選購,具體見下表:獨特的技術 所有生産型流化床均設計了最佳的風量分布結構。錐形洩壓區使産品的流速減慢,從而能夠得到更好的産品。不同的底部設計保證産品的最優流入。雙室過濾系統,确保了持續的流化狀态,即使在振蕩清灰時。我們可以針對不同産品的需要提供不同的過濾袋。過濾袋更換方便。操作簡便 所有的生産型流化床均可。

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2018年1月,在人民大會堂舉行的國家科學技術獎勵大會上,呂俊複和他的團隊完成的“600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐技術開發、研制與工程示範”項目獲得國家科技進步獎一等獎。該項目在沒有國際先例的條件下,系統地突破了超臨界循環流化床容量跨域和參數提高帶來的巨大理論及工程挑戰,構建了超臨界循環流化床鍋爐設計理論和關鍵技術體系,研制出世界上容量最大、參數最高的600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐,标志着我國在循環流化床燃燒技術領域走在了國際前列,在世界循環流化床鍋爐發展史上烙下濃重一筆。

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