沸騰爐工作原理

固體燃料在爐內(nèi)被向上流動的氣流托起，在一定的高度范圍內(nèi)作上下翻滾運動，并以流態(tài)化(或稱沸騰)狀態(tài)進行燃燒的爐膛，又稱流化床燃燒爐。沸騰燃燒方式也用于其他的爐窯中。沸騰燃燒方式的特點既不像在層燃爐中那樣將固體燃料靜止地放在爐排上燃燒;也不像在室燃爐中那樣將液體、氣體或磨成細粉狀的固體燃料懸浮在爐膛空間中燃燒，而是把固體燃料破碎成一定粒度的粉末，使之在爐內(nèi)以類似沸騰的狀態(tài)燃燒。在中國，沸騰爐用煤的粒度一般為8毫米以下。

沸騰爐主要用于處理礦石粒度為3~0毫米的一種爐型。

沸騰焙燒以流態(tài)化技術(shù)為基礎(chǔ)。固體顆粒在氣流的作用下，構(gòu)成流態(tài)化床層似沸騰狀態(tài)，被稱作流態(tài)化床或沸騰床。這樣礦石可在沸騰狀態(tài)下進行加熱還原，有利于提高焙燒礦質(zhì)量。

焙燒爐由主爐和副爐組成。主、副爐中間設有隔板，上部連通，爐膛為方形斷面，主爐下部還原帶為圓形筒體，底部設有氣體分布板。副爐內(nèi)有10層檔料板。爐體為砌磚結(jié)構(gòu)，金屬外殼。主、副爐在不同高度上，設有三排煤氣燒嘴，供燃燒用。此外，還有測溫和測壓裝置。

沸騰鍋爐的工作原理是將破碎到一定粒度的煤末，用風吹起，在爐膛的一定高度上成沸 騰狀燃燒。煤在沸騰爐中的燃燒，既不是在爐排上進行的，也不是像煤粉爐那樣懸浮在空間燃燒，而是在沸騰爐料床上進行的。沸騰爐的突出優(yōu)點是，對煤種適應性廣，可燃燒煙煤、無煙煤、褐煤和煤矸石。它的另一個好處在于使燃料燃燒充分，從而提高燃料的利用率。沸騰料層的平均溫度一般在850一1050℃，料層很厚，相當于一個大蓄熱池，其中燃料僅占5%左右，新加入的煤粒進入料層后就和溫度高幾十倍的灼熱顆?；旌希虼四芎芸烊紵?，故可應用煤矸石代替。生產(chǎn)實踐表明，利用含灰分高達70%、發(fā)熱量僅7.54MJ/Kg的煤矸石，鍋爐運行正常.40%一50%的熱可直接從床層接收。

常用沸騰爐燃燒室的典型結(jié)構(gòu)包括布風系統(tǒng)、沸騰床、進料和排渣系統(tǒng)3個部分。

①布風系統(tǒng)。燃燒室底部為布風板，板上直接開孔或裝許多帶通風小孔的風帽。布風板的作用是承載料層并使空氣上升速度沿爐內(nèi)截面分布均勻。

②沸騰床。布風板上放置一定量的床料(包括固體燃料和大量的灰渣或石灰石顆粒)。運行時，當料層中的空氣達到一定上升速度時，沸騰床上的床料便從靜止狀態(tài)轉(zhuǎn)入沸騰狀態(tài)，這一風速稱為臨界沸騰風速。為了保持劇烈的沸騰燃燒工況，沸騰爐正常運行時的風速要比臨界沸騰風速大，使料層膨脹到一定高度。床料沸騰高度約為靜止料層的兩倍，在此容積的燃料呈沸騰狀態(tài)，故稱為沸騰床，小顆粒則被氣流帶出爐外。布置在料層中的管子稱為埋管，可以垂直、水平或傾斜放置。管內(nèi)可通以水、蒸汽或空氣以吸收燃料在床中燃燒所釋放出來的熱量，使床溫保持在800~1000℃。

③進料和排渣系統(tǒng)。一定粒度范圍的燃煤從煤倉經(jīng)給煤機送入料層內(nèi)，燃盡的煤渣一般從溢流口排出。

沸騰爐的優(yōu)點是:①不但能燒優(yōu)質(zhì)煤，也能燒一般爐排爐和室燃爐不能燒的各類劣質(zhì)煤;②床內(nèi)埋管的傳熱效果很好，約為普通鍋爐管子的5~10倍;③由于沸騰床燃燒溫度低，煙氣中NOX的生成量少，如在進料中適量加入石灰石或白云石，即可將煤中硫分脫除，使排煙中SO2的含量下降。

沸騰爐的缺點是:①沸騰床中細顆粒燃料容易被煙氣帶出，所以未燃盡損失大，燃燒效率比室燃爐低;②煙氣中飛灰較多，鍋爐受熱面容易發(fā)生磨損;③鼓風所需的送風機風壓高，故耗電量大;④沸騰床內(nèi)給煤和布置埋管難以均勻。⑤燒高灰分劣質(zhì)煤時，為了不使大量飛灰污染環(huán)境，必須配備高效率大容量的除灰裝置。由于以上原因，發(fā)展大容量的沸騰爐鍋爐尚有困難。

工業(yè)應用

主要應用于接觸法制硫酸，作為FeS2制SO2的發(fā)生裝置。