循环流化床技术在能源领域应用的研究
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状张进（化工学院能源化学工程14-1班 06142588）摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。
近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。
在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。
流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。
[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。
关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点煤炭气化是清洁煤利用技术之一。
流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。
循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。
在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。
[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。
1循环流化床煤气化工艺流程原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。
煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。
开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。
过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。
如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。
生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。
经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。
此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。
由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。
内循环流化床烟气脱硫技术研究
内循环流化床烟气脱硫技术研究一、研究背景随着我国经济的快速发展，工业生产和能源消耗也在不断增加，这导致了空气质量逐渐恶化，尤其是大气中的二氧化硫(SO浓度逐年攀升。
为了改善空气质量，减少污染物排放，我国政府对环境保护和节能减排提出了更高的要求。
因此研究和开发新的烟气脱硫技术显得尤为重要。
内循环流化床烟气脱硫技术是一种新型的环保技术，它可以将烟气中的二氧化硫有效地去除，从而达到降低污染物排放的目的。
这种技术具有操作简便、效率高、能耗低等优点，因此备受关注。
然而目前内循环流化床烟气脱硫技术在实际应用中还存在一些问题，如脱硫效率不高、设备成本较高等，这些问题亟待解决。
1. 国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状及存在的问题；内循环流化床烟气脱硫技术作为一种环保的脱硫方式，近年来在国内外得到了广泛的关注和研究。
然而尽管这项技术有很多优点，但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
首先让我们来看看国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状。
在国内这项技术已经取得了一定的进展，但与国外相比还有很大的差距。
目前国内的一些大型钢铁企业已经开始采用内循环流化床烟气脱硫技术，但由于技术和资金等方面的限制，这些项目的运行效果并不理想。
而在国外内循环流化床烟气脱硫技术已经非常成熟，广泛应用于各种工业领域。
那么为什么内循环流化床烟气脱硫技术在国内还存在这么多问题呢？一方面这可能与国内的技术水平和管理水平有关，与国外相比，国内的环保意识和技术水平还有待提高。
另一方面这也可能与国内的投资环境有关，由于环保政策的限制和市场竞争的压力，很多企业可能会选择更为简单和低成本的脱硫方式。
虽然内循环流化床烟气脱硫技术在国内外都得到了广泛的关注和研究，但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
我们需要进一步加强技术研发和人才培养，同时改善投资环境和管理水平，才能更好地推动内循环流化床烟气脱硫技术在我国的发展。
2. 国家环保政策和法律法规的要求话说这环保事儿，可真是让人头疼。
基于循环流化床气化的间接耦合生物质发电技术应用现状
基于循环流化床气化的间接耦合生物质发电技术应用现状摘要：基于循环流化床（CFB）气化的间接耦合发电目前是我国燃煤电厂利用生物质的主导技术。
本文介绍了基于CFB气化的间接耦合生物质发电技术在国内外的应用，比较了欧洲和我国燃煤电厂应用生物质气化耦合发电系统的主要技术特点，深入分析和评价了燃煤间接耦合生物质发电系统运行及设计的经验、关键技术问题及经济性。
结果表明：生物质特性对燃气系统的配置、设计及运行影响显著，而低热值燃气的高共燃率掺烧则对锅炉燃气燃烧系统设计和燃烧运行提出了较高的控制要求；针对我国燃煤电厂主要使用秸秆类燃料、负荷率低和锅炉深度低氮燃烧的特殊性，在燃料特性和高共燃率影响等值得关注的重要方面提出了建议。
发电是我国生物质能利用的最主要方式[1]。
目前，我国生物质发电主要是通过直接燃烧，但直燃发电因机组容量小、参数低，故经济性不高，显著制约了生物质的利用量。
生物质发电也可通过现役燃煤电厂共燃（称燃煤耦合生物质发电）的方式，借助大型燃煤发电机组高效、低污染的技术优势，显著提高发电效率。
燃煤耦合生物质发电又分为直接共燃、间接和并联耦合3种技术途径[2]。
直接共燃是将生物质与煤掺混后共同制粉和混烧，或对生物质进行单独处理粉碎后送入燃煤锅炉与煤混烧；间接耦合是利用专设气化炉将生物质气化，燃气进入锅炉与煤混烧；并联耦合则利用单独锅炉进行生物质燃烧，产生的蒸汽进入燃煤机组的蒸汽系统发电。
直接共燃技术在我国已有一定的示范应用[3-4]，但主要因生物质电量计量困难而难以获得政策激励，极少进入商业化运行[5]。
而间接耦合发电技术克服了电量计量的问题，近年已成功实现商业应用[6]，并受到政府和业界的关注和重视。
目前，我国正在推行燃煤耦合生物质发电技术的应用，在2018年推出的58个技改试点项目中，55项采用间接耦合发电技术[7]。
相对于直接共燃技术，燃煤间接耦合生物质（简称间接耦合）发电技术在国外应用很少，我国刚开始推广商业应用，针对间接耦合发电技术应用和运行经验的公开报道不多，因此本文主要综合和比较国内外间接耦合发电技术的应用，分析主要的设计和运行经验，以期为该技术在国内的应用提供参考。
循环流化床烟气再循环技术方案
循环流化床烟气再循环技术方案引言循环流化床烟气再循环技术是一种应用于燃煤电厂的先进烟气净化技术。
它通过对烟气中的污染物进行循环流化床内的再循环，实现了烟气净化和能源回收的双重效果。
本文将详细介绍循环流化床烟气再循环技术方案的原理、工艺流程和应用前景。
原理循环流化床烟气再循环技术的原理是将烟气中的污染物与再循环的固体颗粒进行接触和反应，通过循环流化床内的物理和化学作用，达到净化烟气的目的。
具体原理如下：1. 循环流化床：循环流化床是一种颗粒物料与气体的流化床，通过气体的上升和颗粒物料的循环运动，形成了高度混合的流动床层。
在循环流化床中，颗粒物料具有较大的比表面积和良好的热传递性能，能够有效地与烟气中的污染物进行接触和反应。
2. 催化剂添加：循环流化床烟气再循环技术中常使用催化剂，催化剂可以加速污染物的转化和去除过程。
催化剂的选择应根据烟气中的污染物种类和浓度进行优化，以提高烟气的净化效果。
3. 再循环系统：循环流化床烟气再循环技术中，通过再循环系统将循环流化床中的颗粒物料和烟气进行分离，并将再循环的颗粒物料重新注入循环流化床。
再循环系统的设计应考虑颗粒物料与烟气的分离效果、颗粒物料的再循环率以及系统的稳定性等因素。
工艺流程循环流化床烟气再循环技术的工艺流程包括烟气净化和能源回收两个主要部分。
1. 烟气净化：烟气净化是循环流化床烟气再循环技术的核心部分。
烟气首先进入循环流化床，与循环流化床内的固体颗粒进行接触和反应，污染物被吸附、转化或吸收到颗粒物料表面。
经过一段时间的循环，被吸附的污染物与颗粒物料一同进入再循环系统，在再循环系统中与其他处理设备相结合，进一步被去除。
2. 能源回收：循环流化床烟气再循环技术能够实现对烟气中的能源进行回收利用。
在循环流化床中，烟气与颗粒物料的接触和反应产生了大量的热量，这部分热量可以通过烟气余热锅炉等设备进行回收，用于发电或供热等用途。
同时，循环流化床烟气再循环技术还可以降低烟气中的二氧化碳排放量，实现低碳环保发展。
朱治平丨中国科学院工程热物理研究所
循环流化床气化技术研发与工程应用实例分析朱治平中国科学院工程热物理研究所2017年9月7日报告提纲中科院循环流化床技术简介1循环流化床煤气化技术工程应用3循环流化床煤气化技术研发2煤气化残碳处理技术研发与应用4中国科学院工程热物理研究所简介中国科学院直属科研机构，由中国工程热物理学科的奠基人吴仲华先生创建于1956年的中国科学院动力研究室发展而来主要从事能源、动力和环境等领域的基础研究与应用发展相结合的战略高技术研究获国家级和院、部级一、二等奖以上奖项40余项，研究所正高级科研人员45人，其中院士2人，国家杰青、百人计划、千人计划等22人拥有中关村本部、合肥分所、青岛分所、毕节分所、廊坊研发中心、连云港基地重大突破—煤炭清洁高效利用循环流化床技术实力中国重要的循环流化床技术研发基地•率先在中国开展循环流化床技术研发•拥有中国最大规模的循环流化床技术研发人员团队•拥有2400m 2试验用房，建有大中型冷热态试验平台近20套•拥有30多台套先进的测试和分析仪器循环流化床技术实力已形成具有自主知识产权的循环流化床技术研发平台•对循环流化床技术在煤及多种燃料和废弃物的燃烧、热解、气化等转化和利用方面的应用进行了30年系统研究•建立了中国典型煤种和典型生物质在循环流化床中的燃烧和排放特性数据库，正在建立典型煤种的循环流化床气化特性数据库•完成的技术创新已申报130多项国内外专利，其中100余项已获授权技术成果实现产业化应用•与锅炉行业有着广泛合紧密的长期合作，与多家锅炉生产企业建立了长期紧密的合作开发关系•2500余台产品级应用，循环流化床锅炉机组等级全面覆盖12MW－25MW－50MW－150MW－200/300MW基本炉型•以粉煤(0~12mm)核心目标煤质适应性强煤气中不含焦油和酚；无废水空间循环气化，易放大面向工业燃气、系统解决方案技术应用分类循环流化床煤制清洁工业燃气✓气化剂：空气+水蒸汽煤气热值：1200~1500 kcal/Nm3 规模15k~60km3/h台✓煤种适应性广泛，工业燃气成本0.1~0.15元/Nm3，折合天然气同热值＜1元/Nm3✓连续运转率95%以上，无焦油酚水、化工废水排放面向中小合成氨改造—循环流化床富氧气化制合成气✓气化剂：富氧（~40%）+水蒸汽煤气组分：CO+H2~65% （CO+H2）/N2≈3✓0~12mm粉煤，煤种适应性广，吨氨煤耗、吨氨氧耗低，系统能将高✓煤气无焦油、无废水产生，清洁环保，大幅降低综合成本循环流化床纯氧气化制合成气✓直接使用0~12mm粉煤，焦末等，使用煤种不受灰熔点限制✓气化剂高温预热回收煤气热量，降低氧耗及氧气成本报告提纲中科院循环流化床技术简介1循环流化床煤气化技术工程应用3循环流化床煤气化技术研发2煤气化残碳处理技术研发与应用4✓14个用户，30台套工业应用✓数十种不同性质的煤为原料✓日处理煤量8600余吨✓稳定产出热值为1100~1450 kcal/Nm 3的煤气2580万Nm 3/d0.2t/d(2004)5t/d 中试(2012)25000Nm 3/h 冷煤气（2011）25000Nm 3/h 热煤气（2013）40000Nm 3/h 冷煤气（2014）60000Nm 3/h 冷煤气（2015）循环流化床煤气化技术研发来源工业分析/%收到基热值元素分析/%M ar A ar V ar V daf FC ar (MJ/kg)C ar H ar N ar O ar S ar 港口20.8 3.9633.9145.0741.3321.5758.44 3.580.7814.10.34内蒙17.213.2928.738.442.8219.8553.59 3.030.7211.340.84试验运行曲线试验用煤质产品级技术研发新式高温空气预热器技术大截面风帽以及无风室布风技术静态料层密封和逆流排渣技术高通量双级返料技术高效旋风分离技术高效间冷技术布袋除尘器前部温度保护和预分离联合技术横置锅筒无腔余热锅炉技术循环流化床气化炉技术产品开发：融合八大核心技术的系统集成已发表论文60余篇；申报国家发明专利24项，已获授权20项技术研发成果——第三方评价40000Nm 3/h 煤制工业燃气技术经中国石化联合会组织的鉴定被评价为达到国际领先水平（2015）25000Nm 3/h 煤制工业燃气技术经中国电机工程学会组织的鉴定被评价为达到国际先进水平（2015）0.1 t/d 小试试验台(2005年)8t/d 中试研究平台(2014年)金化500t/d 示范工程循环流化床加压煤气化技术研发报告提纲中科院循环流化床技术简介1循环流化床煤气化技术工程应用3循环流化床煤气化技术研发2煤气化残碳处理技术研发与应用4印尼W. H. Winning 4×30000Nm 3/h项目(2016年)我国首个海外运行的煤清洁制工业燃气项目中国铝业集团5×40000Nm 3/h 项目(2015年)我国一次建成的规模最大的工业燃气站信发集团分三期建成1×40000Nm 3/h (2014年)、2×40000Nm 3/h、2×60000Nm 3/h项目目前在建第四期2×60000Nm 3/h项目技术验证✓以华东、华北、华南、西北、印尼的十多种煤为原料✓技术产品已应用于国内和印尼的13个用户、共30台，产值11亿元，产气能力107.5万方/时产业化应用✓服务于铝业、镁业、焦化等行业(1+2）×40000Nm 3/h——冷煤气——350t/d （2+2）×60000Nm 3/h——600t/d ◆项目一期1台2014年5月投运，二期2台2015年7月投运，已经签订四期合同◆项目累计运行：1000天+，单次连续244天，连续运转率＞92%◆国内首次完成此容量等级的工程示范及冷煤气工艺流程验证◆首次完成40~45%浓度的循环流化床富氧气化工业示范运行通过中国石油和化工联合会科技成果鉴定—达到国际领先水平信发华宇40000Nm 3/h 项目1.23.29.71075原料成本水电气人员固定资产折旧循环流化床煤制工业燃气与两段炉相比，单位体积煤气成本低0.15元/Nm3，以单气化炉满负荷年运行8000小时计算，累积节约成本5400万元/年本技术与两段炉相比，没有焦油酚水排放，劳动环境明显改善1×60000Nm 3/h——500t/d——替代焦炉煤气用于生产LNG ，焦未气化◆项目2015年8月投运，国内目前最大容量的常压循环流化床气化炉◆项目一次投运即通过168小时考核国内首台此容量等级、首次用于替换焦炉煤气制LNG迁安九江焦化60000Nm 3/h 项目工程应用实例——九江焦化工程应用实例——九江焦化5×40000Nm 3/h——350t/d——广泛应用高灰高水低阶煤◆项目2015年5月投运，当时国内最大容量的常压循环流化床煤气站◆中国铝业集团公司2016年标杆工程，单次连续运行310天，连续运转率95%广西平果铝5×40000Nm 3/h 循环流化床煤气化项目工程应用实例——广西平果铝典型应用业绩——广西平果铝原生产线基本情况规模：目前合成氨生产能力为年产8万吨合成氨，实际产能约为6万吨，计划目标为年产10万吨合成氨造气：间歇式制气，原料为石灰碳化煤球，半水煤气各成分含量为CO(28%~32%)、H2(33%~34%)、CO2(11.6~12.6%)、CH4(1.8~2.4%)、N2(19~22%)、H2S(1~2%)。
生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用
生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用摘要：本文针对某生物质直燃循环流化床锅炉燃料含金属和石头等杂质多、实际入炉燃料水分远大于设计值等客观因素所带来的种种问题，研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造，以达到提高锅炉燃料适应性的效果。
关键词：生物质循环流化床锅炉燃料适应性1概况某生物质直燃循环流化床锅炉为华西能源工业股份有限公司设计制造的纯烧生物质循环流化床锅炉，锅炉型号：HX220/9.81-Ⅳ1型，于2011年投产运行，主蒸汽压力9.8Mpa、温度540℃。
由于实际入炉燃料的水份与杂质远大于设计值，造成锅炉动力场实际阻力偏大、分离器效果差、引风机出力不足，运行中对风帽、分离器、受热面等设备带来较大的损害，降低机组运行的经济性和安全性，通过研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造，以适应实际入炉燃料，提高锅炉的经济性和安全可靠性，达到良好效果。
2项目研究的必要性1、由于燃料含金属和石头等杂质多、床层布风板工况恶劣等因素影响，锅炉运行过程中风帽磨损、堵塞严重，增大床层阻力，影响机组流化效果及带负荷能力，降低机组运行经济性，严重时造成机组被迫停运。
一个运行周期后（2-3个月）停炉检修需更换200-300个风帽，占用大量检修人力及检修时间，增加维护成本。
2、实际入炉燃料水分远大于设计值，在负荷不变的情况下，使用水分较高的燃料需要更大的风量，导致旋风分离器在额定工况下实际运行压差达到2200-2700pa，远高于设计值1577pa。
过高的分离器压降直接增加引风机的电耗，甚至在高水分工况下，由于烟气量增大导致引风机出力不足直接影响机组带负荷能力。
高水分燃料工况，分离器入口的烟气平均流速高达30m/s以上,显著高于设计数据。
烟气流速增加，加剧旋风分离器设备磨损，缩短设备使用寿命，增加运行成本。
3、实际燃料与设计有较大偏差，原设计的旋风分离器分离效果不佳，降低锅炉运行安全性可靠性。
循环流化床若干技术问题的探讨与改进措施
循环流化床若干技术问题的探讨与改进措施背景随着工业化的发展，循环流化床技术已经得到了广泛的应用。
作为一种高效、环保的物料处理方式，循环流化床在化工、环保、能源等领域都有广泛的应用。
然而，循环流化床仍然存在一些问题和需要改进的方面。
本文将对循环流化床若干技术问题进行探讨，并提出改进措施。
循环流化床存在的问题流化状态不稳定循环流化床在运行中易出现流化状态不稳定的问题，导致物料的受热不均匀、反应不充分，甚至可能引起床层塌陷等问题。
这一问题在各行业中都有存在。
物料回收不完全循环流化床中，床内物质会不断地流动，流过反应区域，以及管道、设备等部位。
而床内会产生一些细小的、难以分离的颗粒物，这些颗粒物不仅会占据物料库存空间，而且会随着物料流动、进一步污染产品，导致物料的回收率下降，加工的成本会进一步上升。
循环流化床在运行的时候需要不断地输送气体以及物料，而这些输送过程所需的能量相对于传统的设备要大得多，对于能源的消耗产生很大的压力。
设备维护成本高对于循环流化床来说，设备维护是不可缺少的，而设备维护需要成倍的耗费成本。
设备维护不及时或者不完全会对循环流化床运行产生潜在的安全问题，也会导致床层堵塞、管道堵塞等现象。
改进措施控制流化状态循环流化床在运行中需要保证其流化状态的稳定性。
可以在床层上方, 床底部、管道段等位置设计一些附件，控制气流、物流、温度、压力等，以达到稳定的流化状态。
通过对气流速度、气进口、底部进料口等参数的调控，掌握床层中气力达到最优状态的关键点，使流体化床能在最大程度上发挥其特性，减少床层不稳定现象。
预处理颗粒物颗粒物是造成物料回收不完全的主要原因之一，针对这一问题，可以在物料输送的过程中，考虑采用液体气流进行预处理，去除细小颗粒物，减小床层中的杂质物，使物料回收率得以提高。
针对循环流化床存在的能耗大的问题，可以考虑对循环流化床进行再优化，如采用高效的能源转换器件、增加过滤装置、优化物料输送的方案，调整运行策略等。
循环流化床燃烧原理
循环流化床燃烧原理
循环流化床燃烧是一种高效的燃烧技术，其原理是将燃料和空气在一定的条件下混合，形成细小的颗粒状物质，在循环流化床内进行燃烧。
循环流化床燃烧技术具有高效、低污染、可适应性强等优点，被广泛应用于煤炭、生物质等领域。
其原理主要包括以下几个方面：首先，循环流化床内的流体化气固两相流动状态可以保证燃料和空气充分混合，从而提高燃烧效率，减少污染物的排放。
其次，循环流化床内的床层温度均匀，可以有效防止燃烧温度过高或过低，从而保证燃烧过程的稳定性和安全性。
再次，循环流化床内的燃料和物料可以高度循环利用，节约能源，减少燃料消耗和废弃物的产生，有利于环境保护和可持续发展。
最后，循环流化床燃烧技术具有较强的适应性，可以适用于不同类型的燃料，如煤炭、生物质等，提高了其应用范围和实用性。
总之，循环流化床燃烧技术是一种高效、低污染、可持续的燃烧技术，具有广泛的应用前景。
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循环流化床技术在能源领域应用的研究
近年来，随着环保意识的提高和节能减排的要求，循环流化床
技术在能源领域中得到了广泛应用。
循环流化床技术是一种通过
高速气流将固体颗粒悬浮在气流中使之高度混合和物理化学变化
的技术。
在能源领域中，循环流化床技术主要应用在以下几个方面。
一、煤炭气化
煤炭气化是将煤炭等燃料在高温高压下加氢，通过化学反应将
其转化为合成气的一种技术。
循环流化床技术在煤炭气化中具有
快速气固两相混合、高效传热传质、自动控制等优点，能够有效
提高反应效率和气化产物质量，降低气化成本。
目前，循环流化床煤气化技术已经成为我国煤气化产业发展的
主流技术之一，应用于煤制氢、合成气、一次甲醇、合成二甲醚、合成石墨烯等领域。
同时，也可以利用煤气作为发电、燃气锅炉
和燃气轮机的燃料，实现高效清洁的能源利用。
二、制备微米颗粒材料
微米颗粒材料具有广泛的应用前景，如触媒、光学材料、磁性
材料、生物医学材料等。
利用循环流化床技术可以制备出高品质、高纯度、高活性的微米颗粒材料。
根据不同的要求，可以采用不同的循环流化床反应器，如气固
鼓泡床、气固旋转反应器、气固超声波反应器等。
通过控制反应
条件，可以获得不同形态、大小和分布的微米颗粒，从而满足不
同领域的需求。
三、焦化废气处理
焦化是一种将煤炭加热至高温，使其中的可燃物质分解的工艺。
焦化的过程中会产生大量的废气，其中含有大量的有毒有害物质，对环境和人健康造成极大威胁。
循环流化床技术可以处理焦化废
气中的有机物、硫氧化物和氮氧化物等有害物质，将其转化为无
害的氮、二氧化碳和水等物质。
在焦化废气处理中，循环流化床技术具有高效率、低能耗、适
应性好等优点。
目前，已经有多家企业应用此技术进行焦化废气
处理，取得了良好的经济和环保效益。
总之，循环流化床技术在能源领域中有着广泛的应用前景。
技术的不断完善和创新，将有助于提高能源利用效率、保护环境和促进可持续发展。