流化床基础知识
流化床技术

1.设备篇一个完整的流化床设备包括了空气处理单元、物料槽、扩展槽、过滤袋、喷液系统(粘合剂制备罐、蠕动泵、喷枪)和控制系统等部门组成,对其中关键的几部分进行说明:空气处理单元:流化床制粒所用的空气必须经过过滤和除湿(加湿),这里特别要强调的是除湿(加湿)装置,空气的湿度对流化床的制粒效果会有显著的影响,在不同的季节,空气的湿度显著不同,冬季1度露点相当于每kg空气中还有4g水,而夏季20度露点相当于每kg水中含有15g水,如果没有加湿或除湿设备,那可能导致工艺的重现性差。
露点温度并不是越低越好,低了物料容易产生静电影响最终收率,还会导致LOD偏低;太高会延长干燥时间,一般建议控制进风露点在8-10度左右,10度露点温度相当于每kg空气中含有8g水,对于细粉率极高的物料,可见采用15度左右的露点温度,可以有效降低静电和保证流化状态。
物料槽:物料占物料槽总体积的35-90%最为合理,粉末制粒后得到的颗粒与起始粉末的堆密度会略有升高,但是差异不大,所以只要保证开始投料量处于物料超最佳体积范围即可。
物料槽的底盘开孔率非常重要,它决定了物料流化时的压差,开孔率一般为12%,底盘的孔径一般为100μm.喷枪:液体在经过雾化后溶液体积扩散1000倍左右,喷嘴的口径大小一般对制粒效果没有太大的影响,溶液型粘合剂建议使用小口径喷嘴,混悬液和淀粉浆建议使用大孔径喷嘴。
喷嘴的数量常见的有单喷嘴型,三喷嘴型和六喷嘴型三种,但是要注意多喷嘴型时每个喷嘴的喷液范围不可重叠,否则会造成粘合剂局部过量。
过滤袋:常采用聚酯材料,一般为20 μm 的透过率,最小可达到3-5 μm,目前也有金属过滤器,在制粒时通过压缩空气反冲出去上面的物料粉末,每个过滤器都配有冲洗喷头,可实现在线清洗。
2. 2. 物料篇主要是想介绍一下流化床制粒所用的粘合剂(1)淀粉浆:在流化床制粒时,淀粉浆的浓度一般建议在8%一下,需要特别注意的是淀粉浆在不同温度下的粘度差别非常大,所以用蠕动泵喷液时的速率也会不同,这边有个参数可供大家参考,建议将淀粉浆加热至82-86度时停止加热,整个制粒过程中始终保持温度大于60度。
流化床特征

流化床特征
流化床技术是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业的高效反应器。
其特点在于将固体颗粒床浸泡在气体或液体中,流化床内的颗粒不断地运动和混合,使反应物质与催化剂之间的接触面积增大,反应速度加快。
流化床特征主要包括以下几点:
1. 气体或液体均匀分布:在流化床中,气体或液体会通过床层,并使颗粒呈现出流动状态,使其均匀分布。
2. 颗粒运动状态稳定:流化床内的颗粒因气体或液体的作用,呈现出流动状态,流化床内颗粒的运动状态更加稳定。
3. 传质效率高:在流化床内,颗粒之间的接触面积较大,使得反应物质更易于与催化剂之间发生反应,传质效率更高。
4. 温度均匀:流化床内气体或液体的运动状态使得温度分布更加均匀,减少了局部过热或过冷的可能性。
5. 抗堵塞能力强:由于流化床内颗粒运动状态稳定,不易出现堵塞的情况,使其具有很强的抗堵塞能力。
总之,流化床技术由于其高效能、高传质效率、温度均匀、抗堵塞能力强等特点,成为化工、制药、食品等行业的重要反应器。
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多功能流化床

多功能流化床
多功能流化床是一种广泛应用于化工、环境保护、能源等领域的设备,具有流体化、混合、传质、反应和分离等多种功能。
下面将详细介绍多功能流化床的工作原理和应用。
多功能流化床是一种采用固体颗粒床与气体流体化的工艺进行反应的设备。
其基本工作原理是通过向床层输送气体使固体床颗粒浮动和流动,形成类似流体的状态,从而实现固体颗粒的混合、传质和反应。
床层的气固两相反应不仅有利于提高反应速率和效率,还可以减小温度和浓度的梯度,减少热、质量和动量传递过程中的阻力。
多功能流化床广泛应用于化工领域,主要包括催化裂化、氨氧化、氯化氢制备、煤气化等反应过程。
在这些过程中,多功能流化床能够有效地控制反应速率和温度,提高产物的质量和产率。
同时,床层的流动性还能保持颗粒的均匀分布,减少积聚和堵塞现象。
多功能流化床在环境保护领域也有广泛应用。
例如,在废气处理过程中,多功能流化床可以与废气接触,通过吸附、反应和氧化等方式将废气中的有害物质转化为无害物质。
此外,多功能流化床还可以用于处理废水和固体废物,实现废物资源化和无害化处理。
另外,多功能流化床还被应用于能源领域,如煤燃烧、生物质气化和锅炉燃烧等。
在这些过程中,多功能流化床可以提高燃烧效率和燃料利用率,减少燃烧产物中的污染物排放。
总之,多功能流化床是一种具有流体化、混合、传质、反应和分离等多种功能的设备,广泛应用于化工、环境保护和能源领域。
它的工作原理简单,操作方便,并且能够提高反应效率和产物质量。
未来,随着技术的不断发展,多功能流化床将在更多领域发挥重要作用。
化工设备基本知识

化工设备基本知识目录1. 化工设备概述 (2)1.1 化工设备的定义与分类 (2)1.2 化工设备在化工生产中的重要性 (4)1.3 化工设备的发展趋势 (4)2. 常用化工设备 (6)2.1 反应设备 (8)2.1.1 反应釜 (9)2.1.2 搅拌器 (10)2.1.3 传质设备 (12)2.2 储存设备 (12)2.2.1 液体储罐 (14)2.2.2 气体储罐 (14)2.3 过滤设备 (16)2.3.1 过滤器 (17)2.3.2 离心分离器 (19)2.4 蒸发设备 (20)2.4.1 蒸发器 (21)2.4.2 冷却器 (22)3. 化工设备材料 (23)3.1 常用材料及其特性 (25)3.2 材料选择原则 (26)3.3 材料的腐蚀与防护 (27)4. 化工设备安全与环保 (28)4.1 设备安全操作规程 (29)4.2 设备的安全防护措施 (30)4.3 化工废弃物的处理与环保 (31)5. 化工设备的维护与检修 (32)5.1 设备的日常检查与维护 (35)5.2 设备的故障诊断与排除 (36)5.3 设备的检修与保养 (37)6. 化工设备的管理与操作 (38)6.1 设备管理的重要性 (40)6.2 设备操作人员的培训与管理 (41)6.3 设备运行的监控与调整 (43)1. 化工设备概述化工设备是化工行业生产核心设施,指用于进行化工反应、分离、提纯、混合等操作的专门设备。
它们广泛应用于各种化工生产领域,包括石油化工、肥料、农药、医药、电子化学品等。
化工设备种类繁多,主要包括反应器、分离器、输送设备、加热、冷却设备等。
每个设备都具有独特的结构设计和工作原理,旨在满足特定化工生产工艺的需求。
化工设备的安全性、可靠性、节能效率、环境友好性等方面都对其应用品质至关重要。
随着化工工艺不断发展,对化工设备性能的要求也越来越高,例如更高的工作压力、更低的能量消耗、更强的抗腐蚀性能等。
化工静设备基础知识

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二、化工设备的概念
化工设备
指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械, 如各种容器(槽、罐等)、反应釜、换热器、塔器、普 通干燥器、蒸发器,反应炉、电解槽、结晶设备、吸附 设备、普通分离设备以及离子交换设备等,又称“静设 备”。
化工机器(化工机械)
指主要作用部件为运动的机械,如各种粉碎机,过 滤机,离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及 流体输送机械等,又称“动设备”。
机械维修公司
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目 录
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一、化工生产及特点
化工生产与每个公民的生活息息相关,大到国防、航天、火箭, 小到涉及到每一个人的衣、食、住、行等等。在当今的信息化时 代,化工生产任在国民经济中占有很大的比例。可以说,化工生 产的水平的高低是衡量一个国家综合国力的表现。化工生产尤其 重要,其本身又具有其以下特点: 生产的连续性很强 介质的腐蚀性强、设备维护难度大 原料品种多、大多是危险化学品 工艺条件苛刻、温度和压力的变化大 单元操作多,设备种类复杂 生产技术含量高、管理难度大
(1)换热式固定床反应器
特点:
1)结构型式类似于列管式 换热器。 2)管内装填催化剂,反应 物料自上而下通过床层;管 间为载热体,与管内物料进 行换热,以维持所需的温度 条件。
列管式固定床反应器
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优点:
1、返混小,流 体同催化剂可 进行有效接触, 当反应伴有串 联副反应时可 得较高选择性。 2、催化剂机械 损耗小。 3、结构简单。
III.压力容器分类
介质危害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等, 其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。 A、毒性
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流化床反应器

流化床反应器1. 简介流化床反应器是一种广泛应用于化工领域的反应设备,其特点是颗粒固体在气体流动的作用下呈现流化状态。
流化床反应器具有高传热、高传质、均匀的温度和浓度分布等优点,因此在催化反应、气固反应、气液反应等方面具有重要应用价值。
2. 工作原理流化床反应器由反应器本体、气体分布器、颗粒固体循环器等组成。
在反应器中,气体经过气体分布器均匀地从底部进入反应器,使颗粒固体床呈现流化状态。
底部进入的气体将颗粒固体床推动向上运动,使其呈现明显的液化状态。
在流化床反应器中,颗粒固体的运动状态可以分为床层状态、混合带和床板状态三个区域。
•床层状态:床层状态是指颗粒固体床的顶层,颗粒固体处于相对松散的状态,在底部进气的作用下,床层呈现液化状态,颗粒固体浮在气体流中。
•混合带:混合带是床层状态和床板状态之间的过渡带,颗粒固体在这个区域内的运动状态介于床层状态和床板状态之间。
•床板状态:床板状态是指颗粒固体床的底部,床板上的颗粒固体比较密集,呈现固体状态,床板的作用是支撑颗粒固体床的运动并反应底部进入的气体。
3. 应用领域3.1 催化反应流化床反应器在催化反应方面有着广泛的应用。
其优点是具有较大的接触面积和较高的传质速率,可以提高催化反应的反应速率和转化率。
此外,流化床反应器还具有温度均匀和活性物质的均匀分布等特点,从而有助于提高催化反应的选择性和稳定性。
常见的催化反应包括催化裂化、催化重整、催化加氢等。
3.2 气固反应流化床反应器在气固反应方面也有着重要的应用。
气固反应是指气体与固体之间发生的化学反应。
流化床反应器由于其颗粒固体床的特点,使气体与固体之间的接触充分,从而实现高效的气固反应。
常见的气固反应包括氧化反应、还原反应、氯化反应等。
3.3 气液反应流化床反应器在气液反应方面也有广泛的应用。
气液反应是指气体与液体之间发生的化学反应。
流化床反应器可以通过调节气体和液体的进料速度和浓度,实现气液相的均匀分布和快速混合。
流化床简介

流化床简介循环流化床流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动,由于流态化的特殊运动形式,使这种反应器具有如下优点:1、由于可采用细粉颗粒,并在悬浮状态下与流体接触,流固相界面积大(可高达3280~16400m2/m3),有利于非均相反应的进行,提高了催化剂的利用率。
2、由于颗粒在床内混合激烈,使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200~400W/(m2?K)],全床热容量大,热稳定性高,这些都有利于强放热反应的等温操作。
这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。
3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环。
这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。
使得易失活催化剂能在工程中使用。
4、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。
5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化,以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。
所以流态化技术的操作弹性范围宽,单位设备生产能力大,设备结构简单、造价低,符合现代化大生产的需要。
流化床反应器的缺点1、气体流动状态与活塞流偏离较大,气流与床层颗粒发生返混,以致在床层轴向没有温度差及浓度差。
加之气体可能成大气泡状态通过床层,使气固接触不良,使反应的转化率降低。
因此流化床一般达不到固定床的转化率。
2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞,造成催化剂的损失和除尘的困难。
3、由于固体颗粒的磨蚀作用,管子和容器的磨损严重。
虽然流化床反应器存在着上述缺点,但优点是主要的。
流态化操作总的经济效果是有利的,特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点,对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。
综上所述,流化床反应器比较适用于下述过程:热效应很大的放热或吸热过程;要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应;催化剂寿命比较短,操作较短时间就需更换(或活化)的反应;有爆炸危险的反应,某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应,可以提高生产能力,减少分离和精制的负担。
流化床技术问答

流化床技术问答循环流化床锅炉技术600问目录循环流化床锅炉基础知识- 3 -1、流态化的基本定义是什么?- 3 -2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种?颗粒状态如何?-3 -3、什么是气固流态化?- 4 -4、什么是柱塞流态化?- 4 -5、什么是湍流流态化?- 5 -6、影响物料与受热面换热的因素有哪些?- 5 -7、什么是颗粒终端速度?- 5 -8、什么是空塔速度?- 5 -9、什么是耐火浇注料的重烧变化率?- 6 -10、什么是物料的循环倍率K?物料的循环过程由哪些过程组成?- 6 -11、什么叫钙硫摩尔比?- 6 -12、什么是流化床的阻力特性?- 6 -13、什么是空床阻力特性试验?- 7 -14、什么是临界流化速度?临界流化风量是如何确定的?- 7 -15、影响临界流化速度的因素有哪些?- 7 -16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种?其机理各是什么?- 7 -17、什么是扬析?- 8 -18、流化床颗粒扬析的机理有哪些?- 8 -19、什么是夹带?- 8 -20、产生夹带的原因有哪些?- 9 -21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些?- 9 -22、固定床的特征是什么?- 10 -23、湍流床的特征是什么?- 10 -24、什么是密相气力输送?其特征是什么?- 11 -25、什么是稀相气力输送?其特征是什么?- 11 -26、什么是异重流化床?其特点是什么?- 11 -27、什么是快速流化床?- 11 -28、什么是循环流化床锅炉?- 11 -29、循环流化床锅炉的特点是什么?- 11 -30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态?- 12 -31、什么叫起始流态化?- 13 -32、什么叫流化极限风速?- 13 -33、什么是流化料层的阻力特性?- 13 -34、什么叫气泡相?- 13 -35、什么叫乳化相?- 13 -36、什么叫分层?- 13 -37、什么叫节涌?- 13 -38、流化床内的压力分布反映了什么?- 14 -39、影响循环倍率的运行因素有哪些?- 14 -40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么?- 14 -41、循环流化床锅炉内的颗粒大致可分为哪三种形式存在?- 14 -42、床料层中各物理因素对临界流化风量的影响有哪些?- 15 -43、在循环流化床锅炉中,固体颗粒起什么作用?- 15 -44、煤粒在流化床内的破碎的主要原因是什么?- 15 -45、影响磨损速度的主要因素有哪些?- 16 -46、流化床中煤粒的破碎和磨损有什么区别?- 16 -47、床温对煤粒破碎特性的影响是什么?- 16 -48、煤的热解过程指的是什么?- 16 -49、煤的热解一般可分为哪几类?- 16 -50、影响煤热解特性的因素有哪些?- 17 -51、煤粒在流化床内的热解过程有哪两个典型特性?- 17 -52、挥发分的析出对煤的着火性能有哪些影响?- 17 -53、煤粒在流化床内的热解过程具有什么特性?- 17 -54、为什么说小粒度比大粒度更易着火?- 18 -55、焦炭颗粒的燃尽取决于什么条件?- 18 -56、焦炭颗粒的燃烧速率受到哪些因素的影响?- 18 -57、CFB燃烧份额的定义是什么? - 18 -58、影响密相区燃烧份额减少的因素有哪些?- 18 -59、流化床锅炉结焦的形式有哪几种?- 19 -60、什么叫高温结焦?- 19 -61、高温结焦的特点是什么?- 19 -62、什么是低温结焦?- 19 -63、低温结焦的特点是什么?- 20 -64、产生结焦的主要原因是什么?- 20 -66、影响CFB锅炉燃烧的主要因素有哪些?- 21 -67、在CFB密相区,煤燃烧所释放出的热量由哪几部分吸收?-22 -68、入炉煤粒度对流化床锅炉的燃烧有哪些影响?- 22 -循环流化床锅炉设备- 23 -1、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成?- 23 -2、流化床燃烧设备分为哪几种类型?- 24 -3、循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备?- 24 -4、汽冷旋风分离器的结构是怎样的?- 24 -5、循环流化床锅炉分离机的构的作用是什么?- 24 -6、什么是分离器的分离效率?- 25 -7、分离器分离效率的变化将对循环流化床锅炉运行产生什么影响?- 25 -8、什么叫旋风分离器的临界直径?- 25 -9、分离器及回送装置对循环流化床锅炉的重要性是什么?- 25 -10、影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些?- 25 -11、布风板的种类有哪些?其作用是什么?- 26 -12、流化床为什么要求布风板要有一定的压降?- 26 -13、风帽的作用是什么?- 26 -14、布风板风帽的种类有哪些?- 26 -15、大直径钟罩式风帽的特点是什么?- 26 -16、什么是风帽的开孔率?- 27 -17、什么是小孔风速?其过大或过小对流化床的正常运行有什么影响?- 27 -18、循环流化床锅炉风室的特点是什么?- 27 -19、循环流化床锅炉风室的主要类型有哪些?- 27 -循环流化床锅炉基础知识1、流态化的基本定义是什么?答:气体或液体以一定速度穿越固体颗粒层时,当气体或者液体对固体颗粒产生的作用力与固体所承受的其它外力相平衡条件达到后,就形成气固两相或液固两相混合介质的类似于纯液体流动的流态化现象,这一现象就称为气固或液固两相流介质的流态化。
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辅助教材(二)循环流化床专题知识锅炉设备及运行目录第一讲:循环流化床锅炉及其优缺点 (3)第二讲:CFB的空气和烟气量 (7)第三讲CFB的热损失 (8)第四讲炉膛及传热 (9)第五讲床温 (10)第六讲床压 (11)第七讲给煤系统 (11)第八讲风系统 (12)第九讲石灰石系统 (13)第十讲渣系统 (14)第十一讲炉内耐火、耐磨和保温材料 (15)第十二讲锅炉的启动、运行及停运 (16)第一讲:循环流化床锅炉及其优缺点一.流化床锅炉(CFB)1.流化:(1)颗粒分类:C类颗粒:颗粒的粒度很细,一般d<20μm,颗粒间互相作用力很大,属难以流化的颗粒。
因此气流通过此床层时,往往会出现沟流现象。
A类颗粒:颗粒的粒度较细,d = 20~90μm,如化工流化床常用的催化裂化剂,这类颗粒通常很容易流化,并且从开始流化到开始形成气泡之间一段很宽的气速范围内,床层能均匀散式膨胀(粒子均为分散)。
B类颗粒:中等颗粒,d =90~650μm,具有良好的流化性能,此种颗粒在流化速度达到临界流速时即发生鼓泡现象,循环流化床锅炉启动时常用的沙子就属于此类颗粒。
D类颗粒:这种颗粒具有较大的粒度和密度,颗粒的范围较大,属于宽筛分,大部分燃煤流化床锅炉的炉内颗粒属于此类。
(ABC类均属窄筛分)。
(2)流态化:当流体向上流过具有一定粒径的颗粒床层时,床层的运动状态随流体的流速的变化而改变:①当流体的流速较低时,颗粒静止不动,流体只能从颗粒之间的缝隙中通过,所有颗粒互相接触,并座落在布风板上,这就是固定床;②当流体的流速增加到某一速度后,所有颗粒不再由布风板支持,而全部由流体的摩擦力承托.对单个颗粒而言,它不再依靠与其相邻的颗粒接触而维持它的空间位置,相反在失去了机械支撑后,每个颗粒可以在床层中自由运动.就整个床层而言,无数个自由运动的颗粒组成的床层具有了许多类似流体的性质,这种状态称为流态化。
(3)临界流化速度:颗粒床层从静止状态变成流态化时的最小速度。
(4)流态化的类型:①散式流态化:一般液固两相流的流态化就属于散式流态化,颗粒均匀分布于床层中.②聚式流态化:气固两相流的流态化就属于聚式流态化,颗粒并不是均匀地流过床层,一部分气体形成气泡经床层短路逸出,颗粒被分成群体做喘流运动,床层中的空隙率随时间和位置不同而变化,就称为聚式流态化,燃煤锅炉的流态化就属于这种流态化。
(5)流态化类似流体的性质主要有:①在任何一高度的静压近似等于此高度以上单位截面上固体颗粒的重量。
(床压是反映炉内存料量的唯一指标,上、中、下三组测压点相距2米,下层床压与中层床压的差值应同中层床压与上层床压的差值近似相等,若三层床压差值相差过大,说明床料粒度过粗;若三层床压近似相等,说明床料粒度过细。
)②无论床层如何倾斜,床层的表层总是保持水平的,床层的形状也保持容器的形状,当停止供风时,床层静止后如水面一样平.以此可判断布风板的布风是否均匀以及床层底部是否有大颗粒的堆积。
床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔排出.③密度高于床层表观密度的固体颗粒在床内会下沉,密度小于床层表观密度的固体颗粒会浮在床面上(假设气体流速为5m/s时,刚好能使d=1mm、ρ=2000Kg/m3粒子流化,那么ρ=2000Kg/m3就称为此时的表观密度).所以应控制大于表观密度的固体颗粒进入炉膛。
④炉内颗粒混合良好。
因此当加热床层时,整个床层的温度基本是均匀的。
(6)异常的流化状态:①气泡过大:含气泡是气体流化床的基本特性,但气泡过大或过于集中向上涌时,床层表面会出现大的波浪起伏,运行不稳定,因此是一种异常的流化状态。
引起气泡过大和分布不均匀的因素有:a.床层太薄;b。
布风板结构不良;c.床料颗粒过大;d.表观速度过高。
②当气泡直径大到接近床层宽度尺寸时,床层被大气泡分隔成几段并形成气塞,在大气泡之间的颗粒层将以活塞的形式向上运动,达到一定高度后,颗粒层崩裂成单个颗粒或较小的颗粒团,此时大颗粒和颗粒团将穿过上升的气流,象雨淋般的下落,而较小的颗粒工颗粒团则被气流带走,这种现象称节涌。
发生节涌时能听到“扑通”声.节涌现象将造成沿炉膛高度床料分布不均,而且引起床层阻力的激烈波动,能量损失很大,飞灰增加,影响流化和燃烧的稳定性。
这种现象如不及时处理,将导致大颗粒底料沉积面结焦。
造成节涌的原因与气泡过大是相同的,因为,节涌是气泡过大的进一步发展.③沟流:在空气速度未达到临界流化速度,整个床层处于固定床时,大量气体有可能从床层阻力最小的“沟道”穿过,这种现象称沟流或局部穿孔.沟流分贯穿沟流和局部沟流两种.贯穿沟流沟道自下而上贯穿整个床层,这时风速增加到超过正常的临界流化速度床层也不流化.局部沟流:沟道未贯通的部分仍然可以流化。
产生沟流的原因有:a.床层过薄;b。
布风板结构不良,布风不均匀;c.颗粒组成不均匀。
局部或大部分床层的大颗粒堆积,多出现在风速较低时,如启动和压火。
因此,在空床启动时,最好采用送风后添加床料的方式,以避免沟流现象的发生。
(底料≤0。
6mm、炉渣≤0。
3mm);d。
分层:由于流化床燃用的是宽筛分的燃料,颗粒的粒径粗,差值大,而且配比又不一定合适,特别是在燃料中还混有少量大块的石头,或粒径虽然不大但密度很大的金属,因此在这种床料的流化过程中,特别是表观速度较低时,往往出现细粒子在上面,粗粒子和重粒子在下面的现象,这种现象叫分层。
在分层比较严重时甚至会出现一种难以察觉到的假沸腾现象--细粒子在上面流化的很好,有明显的波浪,而大颗粒沉入底部,仅作轻微的跳动或似动非动的状态,这时如不及时处理,则产生结焦而被迫停炉.产生分层流化的原因是床料的粒度粗且在底部堆积以及表观速度低,特别是大渣堆积的区域,阻力大,表观速度更低。
判断大渣的堆积主要有两点:a。
床压:如某处堆积,该处床压不波动甚至到零;b.下部床温:如果下部床温不断下降,则说明出现了大渣堆积。
解决办法:排除大渣和提高表观速度。
(7)CFB不同区域中固体颗粒所处的流动状态:2.循环:(1)名词解释:①颗粒终端速度:a.当一个颗粒在无限静止的介质中,在重力的作用下作自由落体运动时,颗粒在重力的作用下加速,而浮力和流体的摩擦力则阻碍其加速,当颗粒加速直至达到一稳定速度时,该速度称为该颗粒的终端速度。
b. 对于一定密度和一定颗粒的固体粒子,能把它带到任一高度的最小速度叫颗粒的终端速度。
②表观(流化、运行、操作)速度:W=V/F m/s:V——气体流量(不包括固体颗粒所占的体积)m3/s:F——炉膛横截面积m2③杨析:当气流穿过由各种颗粒组成的流化床层时,一些终端速度小于床层表观速度的细粒子,将陆续被上升气流带走,这一过程称为杨析。
④夹带:燃煤流化床锅炉是典型的聚式流化系统,床内存在着大量的气泡,由于气泡在床层表面爆破而将许多粒子抛掷向上,并被上升气流夹带上行,其中一些终端速度大于表观速度的粒子,经过一定的分离高度后将陆续返回床层或被带出炉膛,称为夹带。
产生夹带的原因:a.由于气泡内的压力高于床层表面压力,当气泡到达床层表面时因破裂将气泡顶部的一层颗粒喷入悬浮空间内;b.由于气泡的尾涡夹带着相对滞后的颗粒群与周围气泡一起以比周围介质高的速度上升,气泡到达床层表面爆破后,这部分尾涡颗粒被抛到自由空间;c.对于两个处于纵向合力的气泡,当其上部气泡逸出床层表面爆破后,下部气泡尾涡颗粒也抛至自由空间.对于燃煤的CFB,密相区处于聚式喘流流化的状态,因此存在大量气泡,在气泡上升至床层表面爆破时,将大量的终端速度大于表观速度的粒子抛掷向上至自由空间,在重力的作用下,经过一定的高度后粒子将陆续返回床层,对相同密度的粒子,粒径越大,上升的高度越低,因此随高度增加,颗粒的滞留量(固气比)逐渐减小。
只有那些终端速度低于表观速度的粒子才能被带到任意高度,因此存在一个输送分离高度TDH,在此高度以上,气流中的粒子浓度将不再变化。
对于燃用宽筛分燃料的CFB,其炉膛出口高度通常低于TDH,因此进入分离器的粒子,杨析和夹带粒子共存(但杨析量要多的多)。
⑤颗粒团:由于细粒子的表面能较大,若干个细粒子粘合在一起,形成颗粒团,颗粒团不断的形成,也不断的解体。
⑥固气比:在标准状况下,单位体积的气体含固体粒子的重量.Kg/Nm3。
⑦空隙率:流体所占的体积v g与整个两相流流体总体积v m之比。
g = v g / v m(2)内循环:①终端速度大于表观速度的粒子将沿炉膛四壁不同高度返回床层,粒子越大,飞的越低。
②大量终端速度小于表观速度的粒子不断的相互碰撞,形成颗粒团;终端速度大于表观速度的颗粒团也将沿炉膛四壁返回床层。
因此对于终端速度大于表观速度的粒子和颗粒团,在气固两相流的上升过程中,陆续的沿炉膛四壁返回床层,这一过程称为内循环。
在CFB中,气流速度是不均匀的,总的说来,壁面因存在摩擦,所以气流上升速度较小;而炉膛中部上升气流速度较大,床料被中部高速气流带走,然后大颗粒的粒子,沿炉壁四周下降。
沿炉壁四周下降的粒子与上升的气流混合,在固体颗粒的带动下,近壁气流也会向下流.床料颗粒的内循环的运行结果造成了纵向大规模的混合,称为返混。
(3)外循环:①对于终端速度小于表观速度的粒子和颗粒团被气流以杨析的形式带出炉膛。
②对于一些终端速度大于表观速度的粒子和颗粒团被气流以夹带的形式带出炉膛.被烟气以杨析和夹带的形式带出炉膛的粒子和颗粒团,进入分离器进行离心分离,分离下来的粒子经回料腿和回料阀返回炉膛,这一过程称为外循环。
没有分离下来的粒子随烟气进入尾部烟道,以飞灰的形式排除炉膛。
(4)循环倍率KK= 内外循环的燃料量G÷给入的燃料量g1(g2 g3)式中:g1=煤+石灰石K1=G/ g1g2 =煤K2=G/ g2g3=煤中灰+石灰石K3=G/ g3K1>K2>K3二.CFB的优缺点:1.优点:(1)燃料的适应性广,从广义上说,CFB可以燃用煤粉炉不能燃用的任何燃料:生活垃圾、石油焦、煤矸石;从狭义上说,燃料变化太大,会影响设备性能和寿命。
所以燃料性质变化范围也是有限制的,但燃料性质允许变化范围较煤粉炉大。
(2)负荷调节比大:负荷调节比的大小主要取决于在不投油助燃的情况下,能保证燃料的燃烧和燃尽。
对于CFB,在炉内存在着有较大蓄热量的床料,只要床温高于不同燃料的着火温度就可以保证燃料的燃烧稳定性。
其稳定性决定了锅炉最低允许负荷(投煤温度:烟煤=600~650℃;贫煤650~700℃;无烟煤700~750℃).对于CFB,床温一般都高于炉膛出口烟气温度,负荷越低,两者差值越大.当负荷较低,虽然床温高于煤的着火温度,不至于造成炉膛灭火,但当炉膛出口烟气温度低于760℃,就不能保证炉膛上部碳粒子的燃尽,使飞灰含碳量增加。