流化床燃烧

流化床燃烧（fluidized bed combustion，FBC），是指固体燃料以流化床方式进行的燃烧。

中文名称

流化床燃烧

英文名称

fluidized bed combustion，FBC

定　　义

固体燃料以流化床方式进行的燃烧。

应用学科

电力（一级学科），锅炉（二级学科）

在加压条件下进行的流化床燃烧。其原理如图4所示：煤从下部进入流化床，空气从床层底部通过布风板进入炉内使床层流化，煤与空气在流化床中充分接触，在床温800～900℃、压力为0.4～0.6MPa下进行燃烧。

特点：①减少SO₂及NO_x的排放量，具有减少公害、保护环境的优点;当Ca/S摩尔比为1.5～2时，脱硫率大于或等于95%; NOx可减少到200mg/m以下;②加压比常压流化床锅炉传热效率高，在相同容量下可减少传热管数，缩小炉体;③加压流化床燃烧效率可高达99%;④电厂综合热效率高。加压流化床燃烧用于联合循环发电，其发电效率可达40%，而且耗水低，以燃气轮机组发电为主，省去了大量循环冷却水，这种方式更适合坑口发电、供暖。 2100433B

在流化床中，当气流速度高于床料粒子的终端速度时，气体为连续相，固体呈颗粒团的形式运动并被带出流化床、由气固分离设备分离后再由底部送回流化床，此时为快速流态化，煤在快速流化床中的燃烧为循环流化床燃烧。

在快速床中无气泡存在，呈聚团的固体颗粒不断地破裂，分散与重组，使固体强烈混合，气固接触效率高，床料充满整个空间，无界面存在，但沿垂直轴向有浓度梯度存在，床料与容器有相对移动，气固相对速度大。中国多数应用的循环床，其循环倍率趋于中、低等，并不全属于快速流化床，而是底部为鼓泡流化床，上部为快速流化床。

循环流化床锅炉(图3)由循环流化床燃烧室、高温分离器、固体物料回送系统及给料系统等组成。燃料在循环床燃烧室下部给入，燃烧用空气分成一次风和二次风，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入，循环流化床内风速一般为5～10m/s，燃烧室内炉温在800～900℃，高温物料随烟气进入分离器，经分离后由循环物料回送装置送回燃烧室。

特点： ①燃料适用性广，物料制备与给料系统简单;②燃烧效率高，无烟煤可达97%，其他煤种可达98%～99%以上;③减少烟气中SO₂和NO_x的排放量减轻环境污染，当Ca/S (摩尔比)为1.5～2.0时脱硫率可达90%以上;采用低温和分段燃烧技术可使SO_x含量小于200～400mg/m;④燃烧强度高于同容量鼓泡床锅炉。

循环流化床燃烧存在炉膛高大、初投资高、分离循环系统比较复杂、自身耗电量高等问题。中国自1984年后已有10t/h、35t/h、75t/h循环床锅炉投入运行，220t/h的循环床锅炉正在研制中。

在流化床中，当空气速度高于床料粒子的临界流化速度时，粒子呈临界流化状态存在于乳化相中，其余空气以气泡形式穿过床层，煤在这种流化床中的燃烧称为煤的鼓泡流化床燃烧。

鼓泡流化床锅炉主要由风室、布风板、风帽、埋管、给煤管和灰渣排出口等部分组成(图2)。炉膛上部为悬浮段，从流化床随气流带出的细粒子经此段流向尾部，再经除尘后由烟筒将烟气排入大气。

经碎煤机破碎到一定粒度的煤 (一般小于8mm)由给煤机送入炉内，大颗粒的煤在流化床内燃烧，一部分挥发分和被气流带出的细屑则在悬浮段内燃烧，燃烧后形成的灰渣大部分经溢流口和冷渣口排出，少量灰沉降在烟道和随烟气流带走排出。

特点：①燃料适应性强，它不但能燃用褐煤、烟煤和无烟煤，也能燃用其它锅炉难以燃用的高灰、高水、低热值的劣质燃料，如煤泥、煤矸石、石煤、炉渣及油页岩等;②强化燃烧与传热，节省受热面钢材，缩小锅炉体积，提高燃烧效率;③减少烟气中SO₂和NO_x的排放，减轻大气污染;④有利于灰渣的综合利用，可用于生产水泥等建筑材料。

1970年以后鼓泡床锅炉在中国发展很快，容量多为10t/h以下，广泛应用于工业生产与采暖，少数为35t/h、65t/h、130t/h用于发电，这些锅炉大部分是燃用低质褐煤、劣质贫煤、无烟煤、洗矸石、造气炉渣、煤泥及其他低热值燃料。