生物燃料燃烧装置。流化床锅炉。方案、说明

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燃料在炉内高温燃烧时，产生大量的二氧化氮NO₂。它是一种剧毒的棕色气体，具有窒息性气味。当炉内温度降至1000℃及以下时，几乎不生成二氧化氮。这是通过在流化（伪液化）床中燃烧固体燃料（硬煤和褐煤、油页岩、木材废料、生活垃圾等）来实现的。

放置在炉排上的细粒可燃材料从下方用空气以超过致密层稳定极限的速度吹动。 “液化速率”取决于可燃材料的密度和颗粒的尺寸，通常在 0,9 ... 2,3 m/s 范围内。 “气体-燃料颗粒”系统的可能状态如图5.1所示。 XNUMX.

生物燃料燃烧装置。流化床锅炉
图5.1。流化床炉：1层燃烧； 2-有气泡的流化床； 3 - 过渡到气动运输； 4-循环流化床

当净化率小于临界值（方案 1）时，燃料颗粒位于致密层中。这是一个普通的层火箱。在流化床炉（方案2）中，一次空气从下方供给，破碎的燃料通过左侧的喷嘴引入。如果超过液化速率，层中会发生颗粒的强烈循环，类似于液体的泡核沸腾。部分空气以气泡的形式穿过这一层，进一步混合可燃材料。颗粒在该层的体积中循环，直到完全烧尽。二次空气通过右侧管道引入，以燃烧从床中带出的颗粒。

随着鼓风速度的进一步增加（方案3），越来越多的小颗粒从流化床中被去除，并且发生向气动输送模式的转变。在这种情况下，建议采用未燃烧燃料的分离（通常在旋风气体净化装置中），并将分离的颗粒返回流化床（方案4）。这种炉子的运行方式称为“循环流化床”。

带有加热冷却剂的管道放置在层内，以消除产生的热量。与移动的燃烧燃料颗粒的接触导致热传递的显着强化。由于流化床炉的燃烧温度相对较低，灰烬不会熔化，因此不会粘附在锅炉的换热表面上。结果，降低了清洁热交换表面的成本。

流化床由90%或更多的灰颗粒或特别添加的惰性材料（石灰石、白云石、耐火粘土碎片）组成。因此，灰分含量非常高的物料可以在流化床中燃烧。石灰石的引入可以大幅减少二氧化硫SO的排放₂ - 这种有毒气体会变成无害的石膏 CaSO₄与灰烬一起从炉中除去。层中燃料浓度的增加将导致燃烧产物中出现氢H₂ 和一氧化碳CO。

流化床炉在工业上广泛用于焙烧各种矿石、硫酸生产中的黄铁矿等。在芬兰和瑞典，流化床锅炉广泛用于处理林业废物（木片、树皮、锯末）以及燃烧磨碎的泥炭和草皮泥炭。在美国、英国、法国，热电厂越来越多地使用流化床锅炉。在美国，流化床锅炉的容量已达到200MW。上图。图 5.2 显示了来自 BDC（美国）的带有循环流化床的熔炉示意图。

生物燃料燃烧装置。流化床锅炉
图5.2。 BDC流化床炉：1-一次风； 2 - 石灰石; 3-燃料； 4——二次空气； 5——炉室； 6——旋风分离器； 7-供水； 8 - 空气

一次空气供给支管1，破碎石灰石通过螺旋给料机2供给，燃料通过支管3供给。在第五卷中，悬浮燃料颗粒的燃烧仍在继续。在旋风分离器 5 中，废气得到净化。捕获的颗粒在料仓中燃烧，料仓内装有加热锅炉给水的盘管式热交换器。用于固体夹带的后燃烧的额外空气通过管道 6 供应。

流化床炉的使用使得可以利用煤矿和加工厂附近废物堆中积累的大量煤炭废物。废石含有大量未使用的固体燃料，其自燃会导致烟雾、硫和氮氧化物的空气污染。

作者：Labeish V.G.

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