煤炭流化床燃烧

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。

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

新煤粒进入炽热的流化床层时，水分极快蒸发，挥发分和碳的燃烧几乎是同时进行，因而强化了燃烧过程;灼热的煤粒在流化床内循环扰动，传热传质条件都很好，反应速度快，燃烧效率高。

流化床燃烧属低温度燃烧，煤中的钾、钠等碱金属很少升华，避免了燃烧受热面的高温腐蚀;氧化氮的生成速度也较慢;燃用高硫煤时，需在流化床内加入石灰石，在炉内固硫，减少SO2排放。

流化床燃烧技术开发于20世纪初，主要应用于化工、石油、冶金和粮食干燥等部门; 50年代后开始应用于工业锅炉，60年代在电站锅炉中得到应用与发展。世界各国家除人力发展鼓泡流化床燃烧技术外还积极开发循环流化床和加压流化床燃烧新技术。

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。

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）

中文名称 流化床[燃烧]锅炉

英文名称 fluidizedbedcombustionboiler

中文名称：流化床[燃烧]锅炉；英文名称：fluidizedbedcombustionboiler；定义1：利用气、固两相流化床工艺，将气流速度控制在临界流化速度（由固...