CN101144618A - 高温流化床燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
一种能源技术领域的高温流化床燃烧方法，包括如下步骤：首先在流化床内燃烧燃煤，将床温提高到1000℃～1300℃；然后采用非均匀布风保证粘融颗粒的流化正常进行，通过床温和流化风速匹配，实现灰颗粒可控团聚；最后采用粘熔排渣技术，通过风选排渣系统实现团聚颗粒与床料、细灰渣分离，并将团聚物排出床外。本发明突破常规流化床低温燃烧限制，提高整体燃烧反应速率，飞灰含碳量降低到8％～10％，同时采用非均匀布风，加强流化床内的内循环，防止床内结焦结渣的发生。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种燃烧技术领域的方法，具体是一种高温流化床燃烧方法。
背景技术
流化床作为一种先进的燃烧技术，已经得到了广泛应用。流化床由于炉温比煤粉炉低，只有850～900℃，通常采用床料在其中反复循环，即循环流化床方式，一般认为，燃烧效率接近同容量煤粉炉水平。大量的燃烧褐煤等高反应性燃料的实践确实表明，循环流化床锅炉飞灰含碳量较低。但实际上，我国绝大多数循环流化床锅炉燃用难燃煤种，如无烟煤、贫煤，飞灰含碳量比期望值要高出许多，包括引进国外技术生产的大容量循环流化床，有的飞灰含碳量甚至高达30％以上，严重影响了锅炉的燃烧效率。在国外，专门设计燃用无烟煤的循环流化床锅炉较少，也同样碰到这一棘手的问题，韩国东海电厂两台200MW无烟煤循环锅炉投运以来的情况也如此。高含碳量不仅造成煤炭资源的浪费，而且也妨碍飞灰综合利用。因此，飞灰含碳量过高已严重制约了循环流化床锅炉技术的发展及商业应用，是目前行业中亟待解决的重要问题。
飞灰含碳量高的根本原因在于难燃煤种在循环流化床燃烧工况下焦炭低的反应活性。与层燃和煤粉炉燃烧方式相比，流化床，包括循环流化床突出的优点之一是燃烧温度低(850-900℃)，有利于SO2、NOx污染物控制，但同时又是缺点。焦炭的反应速度取决于化学反应动力学因素，温度是影响燃烧反应速度的关键参数。低温不利于提高焦炭的燃烧反应速率。实际上，即便燃烧烟煤的循环流化床锅炉，飞灰含碳量相比煤粉炉仍要高。只有在燃烧褐煤时，中国现运行的循环流化床锅炉的飞灰碳燃尽才比较彻底。因此提高床温无疑是提高燃烧效率的最有效途径。但由于传统流化床受燃料灰熔融特性的限制，很难解决床温提高与床内结焦、结渣的矛盾，因此难以实现高温燃烧。
经过对现有技术文献的检索发现，中国专利号ZL200310106047.8，名称为：难燃燃料用飞灰底饲循环流化床燃烧方法及装置，该专利提供一种飞灰底饲循环流化床燃烧方法：用飞灰收集器将烟气中可燃物含量较高的飞灰捕捉下来，使飞灰经立管进入回料控制器，然后由输送喷射器送至回送管，再由耐高温、耐磨底饲喷嘴返回床内密相区燃烧。提高飞灰碳燃尽率。该专利是一很有实用价值的、针对难燃煤种循环流化床改进技术，但由于采用飞灰底饲循环，系统复杂、大大增加了投资成本和运行难度，尽管有利于降低飞灰含碳量，但也不能根本上解决燃烧效率低的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种高温流化床燃烧方法，突破常规流化床低温燃烧限制，将床温提高到1000℃以上，提高整体燃烧反应速率；同时将粘熔排渣技术应用于流化床，采用非均匀布风，加强流化床内的内循环，保证粘熔团聚灰渣一旦形成，通过风选排渣系统及时排出，防止床内结焦结渣的发生。
本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明包括如下步骤：首先在流化床内燃烧燃煤，将床温提高到1000℃～1300℃；然后采用非均匀布风保证粘融颗粒的流化正常进行，通过床温和流化风速匹配，实现灰颗粒可控团聚；最后采用粘熔排渣技术，通过风选排渣系统实现团聚颗粒与床料、细灰渣分离，并将团聚物排出床外。
所述非均匀布风，是指高风速区流化风速为低风速区的1.5～4倍，形成床内大尺度的内循环和底部颗粒定向流动，不但改善床料的横向混合特性、延长燃料在床内的停留时间，而且推动粘熔团聚颗粒向排渣口运动、有利于及时排出。
所述低风速区，其风速为热态临界流化风速的1-2倍。
所述高风速区，其风速为热态临界流化风速的2-4倍。
所述粘熔排渣技术，是指：从床内排渣口出来的床料和团聚灰渣落入排渣管，受到分选风的冲击，床料和细灰渣被管内气流逆转，大的团聚颗粒则落下排出。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明突破常规流化床低温燃烧限制，提高整体燃烧反应速率，飞灰含碳量降低到8％(贫煤)～10％(无烟煤)以下；同时采用非均匀布风，加强流化床内的内循环，保证粘熔团聚灰渣一旦形成，通过风选排渣系统及时排出，防止床内结焦结渣的发生；本发明与其它采用炉外提升管方式相比，本发明的粘熔排渣技术取消了流化床炉外循环，减少了热量损失和动力消耗，降低了系统的复杂性，有利于稳定经济运行。
附图说明
图1是本发明实施例使用的装置结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例实施时所采用的装置，炉膛1底部设置倾斜非均匀布风板2，倾斜非均匀布风板2的下方设有低速一次风室3和高速一次风室4，低速一次风室3位于倾斜非均匀布风板2的低端位置下方，高速一次风室4位于倾斜非均匀布风板2的高端位置下方，炉膛1上部设有二次风进口6，炉膛1靠近低速一次风室3的炉墙上设置给料口7，排渣口9位于倾斜非均匀布风板低端与炉膛1的炉墙相交位置，风选排渣管5一端与排渣口9相连，风选排渣管5两侧设有分选风管8，分选风管8和风选排渣管5相通。
本实施例包括如下具体步骤：
步骤一，在流化床内燃烧燃煤，将床温提高到1000℃～1300℃，但应低于灰熔点温度，提高整体燃烧反应速率、焦炭反应活性、燃烧效率，同时降低飞灰含碳量。
步骤二，采用非均匀布风保证粘融颗粒的流化正常进行，通过床温和流化风速匹配，实现灰颗粒可控团聚；
所述非均匀布风，是指采用低速一次风室3、高速一次风室4流化风速的适当匹配，即高风速区流化风速为低风速区的1.5～4倍，同时设置在炉膛底部设置倾斜布风板2，倾斜角度10～30度，形成床内大尺度的内循环和底部颗粒定向流动，保证粘熔团聚大颗粒一旦形成，及时到达排渣口9。
所述低速一次风室3，其风速为热态临界流化风速的1-2倍。
所述高速一次风室4，其风速为热态临界流化风速的2-4倍。
步骤三，最后采用粘熔排渣技术，通过风选排渣系统实现团聚颗粒与床料、细灰渣分离，并将团聚物排出床外。
所述粘熔排渣技术，是指形成的粘熔团聚的颗粒随床料达到排渣口9，在风选排渣管5实现分选，在分选风冲击下，由于大小颗粒重量不同，床料和细灰颗粒折回向上返回床内，重的粘熔团聚物则向下排出，实现流化床高温运行中连续的粘熔排渣。
与现有技术相比，本实施例具有如下有益效果：本实施例突破常规流化床低温燃烧限制，提高整体燃烧反应速率，飞灰含碳量降低到8％(贫煤)～10％(无烟煤)以下；同时采用非均匀布风，加强流化床内的内循环，保证粘熔团聚灰渣一旦形成，通过风选排渣系统及时排出，防止床内结焦结渣的发生；本实施例与其它采用炉外提升管方式相比，本实施例的粘熔排渣技术取消了流化床炉外循环，减少了热量损失和动力消耗，降低了系统的复杂性，有利于稳定经济运行。
Claims (5)
1.一种高温流化床燃烧方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先在流化床内燃烧燃煤，将床温提高到1000℃～1300℃；
然后采用非均匀布风保证粘融颗粒的流化正常进行，通过床温和流化风速匹配，实现灰颗粒可控团聚；
最后采用粘熔排渣技术，通过风选排渣系统实现团聚颗粒与床料、细灰渣分离，并将团聚物排出床外。
2.根据权利要求1所述的高温流化床燃烧方法，其特征是，所述非均匀布风，是指即高风速区流化风速为低风速区的1.5～4倍，形成床内的内循环和底部颗粒定向流动。
3.根据权利要求2所述的高温流化床燃烧方法，其特征是，所述低风速区，其风速为热态临界流化风速的1-2倍。
4.根据权利要求2所述的高温流化床燃烧方法，其特征是，所述高风速区，其风速为热态临界流化风速的2-4倍。
5.根据权利要求1所述的高温流化床燃烧方法，其特征是，所述粘熔排渣技术，是指：从床内排渣口出来的床料和团聚灰渣落入排渣管，受到分选风的冲击，床料和细灰渣被管内气流逆转，大的团聚颗粒则落下排出。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104449861A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-25 | 新奥科技发展有限公司 | 一种含碳物料分级转化装置及方法 |
| CN109340742A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-15 | 湖北金炉节能股份有限公司 | 一种新式流化床烟气炉 |
| CN114151787A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-08 | 无锡华光环保能源集团股份有限公司 | 一种循环流化床锅炉防堵排渣结构 |
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| CN114151787A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-08 | 无锡华光环保能源集团股份有限公司 | 一种循环流化床锅炉防堵排渣结构 |
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