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流化床换热装置的作用

发布时间:2022-04-16 20:17:18

㈠ 循环流化床的作用

流化床(fluidized bed)是一种工业技术,它把一堆固体颗粒用空气等流体介质悬浮起来,使这堆固体具有流体的一些特性。这样,就提供了理想的传热传质和化学反应条件。这是一种先进的化工技术。它的用途非常广泛:化工、冶金、生物化工、食品,甚至用它炒花生也比一般的炉子炒得香,是万金油技术。

㈡ 流化床锅炉屏式过热器的作用

电厂锅炉或用户需要干蒸汽的锅炉都有过热器。大家都知道,饱和蒸汽是带水的,所以也叫“湿蒸汽”。过热器的作用就是把带水的饱和蒸汽通过这套装置再吸热,提高蒸汽温度,使饱和蒸汽中的水滴二次蒸发,使饱和蒸汽变成“干蒸汽”,形成过热蒸汽后,蒸汽不含水滴,这种干蒸汽能够保护发电厂汽轮机的叶片,如果蒸汽带水(也就是饱和蒸汽),小水滴在高压下喷到汽轮机叶片上,对叶片损伤和破坏力非常强大,这是其一。第二、过热蒸汽在做功时,其能效比,要比饱和蒸汽高,这种特性叫“熵”,简单的说,就是过热蒸汽的做功能力要大于饱和蒸汽。

㈢ 什么是流化床

流化床

当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时,颗粒出现松动,颗粒间空隙增大,床层体积出现膨胀。如果再进一步提高流体速度,床层将不能维持固定状态。此时,颗粒全部悬浮与流体中,显示出相当不规则的运动。随着流速的提高,颗粒的运动愈加剧烈,床层的膨胀也随之增大,但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似成为硫化床。其中,流化床的种类有:最小流化床,鼓泡流化床,腾涌流化床。
循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。 循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。钙硫比达到2~2.5左右时,脱硫率可达90%以上。 流化床燃烧方式的特点是:1.清洁燃烧,脱硫率可达80%~95%,NOx排放可减少50%;2.燃料适应性强,特别适合中、低硫煤;3.燃烧效率高,可达95%~99%;4.负荷适应性好。负荷调节范围30%~100%。
[编辑本段]流化床超微气流粉碎技术
流化床超微气流粉碎是将待粉碎物料放置在设备容器中,从设备容器下方通入空气,进行粉碎。而循环流化床,则是将设备容器下方送入空气的速度提高,使容器里的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。同时在容器的上部出口,通过高速分级装置将超微粉收集。 循环超微气流粉碎流化床技术是一项近几年发展起来的环保粉碎技术。它具有粉碎适应性广、粉碎效率高、粗颗粒夹带少、低成本、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。循环流化床低成本实现了严格的超微粉碎指标,同时针对各种非金属物料,在负荷适应性和超微粉综合利用等方面具有综合优势,为超微气流粉碎机的节能环保改造提供了一条有效的途径。

流化床反应器

一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。 流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉(见煤气化炉);但现代流化反应技术的开拓,是以40年代石油催化裂化为代表的。目前,流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。

按流化床反应器的应用可分为两类:一类的加工对象主要是固体,如矿石的焙烧,称为固相加工过程;另一类的加工对象主要是流体,如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应过程,称为流体相加工过程。 流化床反应器的结构有两种形式:①有固体物料连续进料和出料装置,用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程,催化剂在几分钟内即显著失活,须用上述装置不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置,用于固体颗粒性状在相当长时间(如半年或一年)内,不发生明显变化的反应过程。

与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:①可以实现固体物料的连续输入和输出;②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应;③便于进行催化剂的连续再生和循环操作,适于催化剂失活速率高的过程的进行,石油馏分催化流化床裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。然而,由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性,对于反应器来说,流化床又存在粉明显的局限性:①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动,无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布,导致不适当的产品分布,阵低了目的产物的收率;②反应物以气泡形式通过床层,减少了气-固相之间的接触机会,降低了反应转化率;③由于固体催化剂在流动过程中的剧烈撞击和摩擦,使催化剂加速粉化,加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出,造成明显的催化剂流失;④床层内的复杂流体力学、传递现象,使过程处于非定常条件下,难以揭示其统一的规律,也难以脱离经验放大、经脸操作。 近年来,细颗粒和高气速的湍流流化床及高速流化床均已有工业应用。在气速高于颗粒夹带速度的条件下,通过固体的循环以维持床层,由于强化了气固两相间的接触,特别有利于相际传质阻力居重要地位的情况。但另一方面由于大量的固体颗粒被气体夹带而出,需要进行分离并再循环返回床层,因此,对气固分离的要求也就很高了。(见流态化、流态化设备)

㈣ 振动流化床干燥机的工作原理是什么

振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置,它通常是物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助物料流化,不仅有利于边界层湍流,强化传热传质,而且还确保了干燥设备在相对稳定流力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外,还能根据工艺需要附有物料造粒、冷却、筛分和输送等工艺。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳品、盐业、和矿冶等工业部门得到广泛应用。
振动流化床干燥机的工作原理:
目前应用最广的卧式振动流化床干燥机,形状和基本结构与普通卧式流化床干燥机很相似。区别在于振动流化床整个机体通过弹簧支撑在底座上,多孔板稍向出料端倾斜,机体一侧或两侧装有振动电机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化,并在振动作用下向前运动。
该机由振动电机抛掷产生激振力,物料在给定方向的激振力的作用下跳跃前进,同时床底下输入的热风使物料处于流化状态,物料颗粒与热风充分接触,从而达到理想效果。物料自进料口进入机内,在振动力作用下,物料沿水平方向抛掷向前连续运动。热风向上穿过流化床和湿物料换热,湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出,干燥物料由排料口排出。
它具有非常突出的优点:
1、在很低的气速下可获得均匀的流化,从而大大降低了能耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带;
2、物料停留时间分布均匀,几乎可以认为是“活塞式流动”,并且停留时间易于调节控制,因此可获得非常理想的产品含水率。

㈤ 锅炉流化床的工作原理

一、循环流化床的原理及特点:
在气流以不同速度通过固体颗粒床层时,固体颗粒床层会呈现不同的流动状态。随着气流速度的增加,固体颗粒分别呈现固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和气力输送状态。循环流化床的上升段通常运行在快速流化床状态下。快速流化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的,此时,固体物料被速度大于单颗物料的终端速度的气流所流化,以颗粒团的形式上下运动,产生高度的返混。颗粒团向各个方向运动,且不断形成和解体。在这种流体状态下,气流还可携带一定数量的大颗粒,尽管其终端速度远大于截面平均气速。这种气固运动方式中,存在较大的气固两相速度差,即相对速度,循环流化床由快速流化床(上升段),气固物料分离装置和固体物料回送装置组成。
循环流化床的特点可归纳如下:
不再有鼓泡流化床那样清晰的界面,固体颗粒充满整个上升段空间;
有强烈的物料返混,颗粒团不断形成和解体,并且向各个方向运动;
颗粒与气体之间的相对速度大,且与床层空隙率和颗粒循环流量有关;
运行流化速度为鼓泡床的2~3倍;
床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而变化;
颗粒横向混合良好;
强烈的颗粒返混,颗粒的外部循环和良好的横向混合,使得整个 升段内温度分布均匀;
通过改变上升段内的存料量,固体物料在床内的停留时间可在几分钟到数小时范围内调节;
流化气体的整体性状呈塞状流;
流化气体根据需要可在反应器的不同高度加入。
二、循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉是一种新型的燃用固体燃料(如煤)的锅炉。固体颗粒(燃料、石灰石、砂粒、炉渣等)在炉膛内以一种特殊的气固流动方式(流态化)运动,离开炉膛的颗粒又被分离并送回炉膛循环燃烧。炉膛内固体颗粒的浓度高,燃烧、传质、传热剧烈,温度分布均匀
一次风(流化风)经过风室由炉膛底部穿过孔的底板(布风板)送入炉膛,炉膛内是一些粒度为0~6mm(甚至更大)的固体颗粒(燃料、石灰石、砂粒等),它们被流化风流化呈流体的特性并充满整个炉膛;较细的颗粒被气流夹带飞出炉膛并由旋风分离器(也可以是其它分离器)分离收集,并通过分离器下面的料腿与返料器送回炉膛循环燃烧;烟气和不被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道,尾部烟道和除尘等与常规煤粉炉相似。
与其它煤燃烧方式相比,循环流化床锅炉特有的部件主要有布风板、分离器、返料器以及外置热交换器等,下面分别作一简要介绍。
布风板位于炉膛底部,将风室与炉膛隔开,它一方面保证一次风穿过布风板进入炉膛对颗粒均匀流化,另一方面将固体颗粒限制在炉膛布风板上,并对固体颗粒(床料)起支撑作用。
布风板基本结构为一平板上分布许多 风帽 ,风帽上开有许多小孔。空气由风室经风帽小孔进入炉膛,同时特殊设计的风帽小孔保证颗粒不会由炉膛内回流进入风室。布风板设计的好坏直接影响床内颗粒的流化情况,它应保证整个床面布风均匀,有效防止颗粒回流并且有一定的强度以支撑固体物料。根据上述原则,实际采用的风帽还有许多种形式,如猪尾巴型、钟罩型等,但它们的功能都是相同的。
分离器是循环流化床锅炉的另一关键部件,而最典型应用最广性能也最可靠的是旋风分离器。旋风分离器使含灰气流在筒内快速旋转,固体颗粒由于惯性大,逐渐贴近壁面并向下呈螺旋运动,被分离下来;空气和无法分离下来的细小颗粒由中心筒排出。旋风分离器性能的好坏直接影响循环流化床的燃烧与脱硫效率,好的旋风分离器,其分离效率在99%以上。根据旋风分离器工作温度,可以将循环流化床锅炉分为高温分离型(800~900℃左右)和中温分离型(400~600℃左右);根据冷却方式,旋风分离器又有水冷、汽冷以及砌耐火衬里等多种型式。
除了旋风分离器以外,还有许多其它形式的分离装置,如U型槽、百页窗等,它们主要是利用惯性进行分离。与旋风分离器相比,这些分离器一般结构简单,布置容易,但分离效率较低。
返料器也称作回料(控制)器、回料阀等,是将分离器分离下来的固体颗粒送回炉膛的装置。返料器的具体结构形式有许多种,如L型、U型、N型等,但最典型目前应用最广的是U型返料器(U阀)。返料器相当于一小型鼓泡流化床,固体颗粒由料腿(立管)进入返料器,返料风将固体颗粒流化并经返料斜管溢流进入炉膛,由分离器分离下来的固体颗粒不断补充,这就构成了固体颗粒的循环回路。
有些循环流化床锅炉带有外置热交换器,它是从返料器中将一部分循环颗粒分流进入一内置受热面的低速流化床中,冷却后的循环颗粒再送回炉膛。外置换热器主要用于控制床温,但它并非循环流化床的必备部件。Lurgi型循环流化床锅炉和Ahlstrom型循环流化床锅炉的主要区别就在于Lurgi型带有外置热交换器,而Ahlstrom则没有,其床温的控制通过调节给煤与供风以控制床内燃烧和颗粒浓度来实现。
其它部件,如用于排放大颗粒底渣的循环流化床底渣排放系统(包括冷渣器)、煤与石灰石制备系统等,都与常规煤粉炉有很大区别。此外,由于循环流化床烟风阻力增大,所需风机的压头也比常规煤粉炉高很多。这些,在循环流化床大型化过程中,都需要进行认真的研究。

㈥ 循环流化床锅炉各辅助设备的作用是什么

锅炉采用单锅筒,自然循环方式,总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构,四周由膜式水冷壁组成。自下而上,依次为一次风室、密相区、稀相区,尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构,两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敷管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙,由八根钢柱承受锅炉全部重量。

锅炉采用床下点火(油或煤气),分级燃烧,一次风比率占50-60%,飞灰循环为低倍率,中温分离灰渣排放采用干式,分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键,采用湍流床,使得流化速度在3.5-4.5m/s,并设计适当的炉膛截面,在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬(高铝质砖),即使锅炉燃烧用不同燃料时,燃烧效率也可保持在98-99%以上。

高温分离器入口烟温在800℃左右,旋风筒内径较小,结构简化,筒内仅需一层薄薄的防磨内衬(氮化硅砖)。其使用寿命较长。循环倍率为10-20左右。

循环灰输送系统主要由回料管、回送装置,溢流管及灰冷却器等几部分组成。

床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温850-950℃间的某一恒定值,这个值是最佳的脱硫温度。当自动控制不投入时,靠手动也能维持恒定的床温。保护环境,节约能源是各个国家长期发展首要考虑的问题,循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来,其高可靠性,高稳定性,高可利用率,最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性,特别是对劣质燃料的适应性,越来越受到广泛关注,完全适合我国国情及发展优势。

㈦ 流化床主要用途是什么啊

利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

优点:传热效能高,而且床内温度易于维持均匀。大量固体颗粒可方便地往来输送。由于颗粒细,可以消除内扩散阻力,能充分发挥催化剂的效能。

缺点:操作弹性低,对特定固体颗粒,液体或气体向上流动的速度只能在较窄的范围内变化,否则,固体不是被吹跑,就是吹不起来。

固体损耗大,颗粒在反应器内上限翻滚,颗粒之间,颗粒和反应器内壁,颗粒和流动介质之间不断碰撞摩擦产生粉末被吹走,引起较大的同体损失。因此,如果固体颗粒强度不高,或者固体颗粒比较贵重,流化床反应器可能不是最佳选择。

与固定床相比,在同样的生产能力下,流化床体积较大,可达10倍之多。这是因为固体沸腾起来需要较大的空间,加上扩展段,增加的体积很可观。所以,流化床反应器比固定床占据更多的空间,制作成本也较高。

流化床的控制比固定床复杂,因为操作弹性低,操作条件不能有太大的变化,对控制系统提出了更高的要求。


特征

若将气固流化床比拟为沸腾中的液层,则处于流化状态的颗粒群便相当于沸腾中的液体本身,而穿过床层上升的气泡便相当与于沸腾液中的蒸汽泡,因此,此种流化床存在着一个特殊两相物系。处于流化状态的颗粒群是连续的,为连续相,又称密相。

气泡是分散的,称为分散相,又称稀相。只要床层有明显的上界面,便有稀密两相共存,但一般称此状态的流化床为密相流化床。若气速加大则床层上界面不存在,则称此状态的流化床为稀相流化床。在正常的气固相流化床密相中气体流动很慢,几乎为层流。

气泡与密相接触的界面上则发生颗粒的猛烈冲击,使泡内、外的气体都发生很大的湍动,因而加强了气固间的接触,有利于热量与质量传递。这是气泡带来的好处,但气泡也会造成两种不利的情况,即沟流和腾涌现象。

以上内容参考:网络-流化床技术、网络-流态化床

㈧ 气固流化床的主要用途是什么(至少回答三点)

当空气自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的料层,而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时,料层中颗粒呈上下翻腾,并有部分颗粒被气流夹带出料层的状态称作流化床。
作用一般用在固体干燥,锅炉燃烧物料,等,
比如,流化床锅炉,流化床干燥机,流化床输送机

㈨ 循环流化床锅炉是起什么作用的名字听上去好复杂啊.

应用循环流化床燃烧技术的锅炉就叫循环流化床锅炉。 流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当气流流过一个固体颗粒的床层时,若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时(即达到临界流化速度umf),固体床本身会变得像流体一样,原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说,固体床料已经被流态化了。流化床燃烧即利用了这一现象。流化床燃烧的床料包括化石燃料、废物和各种生物质燃料。 如果把气流流速进一步加大,气体会在已经流化的床料中形成气泡,从已流化的固体颗粒中上升,到流化的固体颗粒的界面时,气泡会穿过界面而破裂,就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又称为“沸腾床”、“鼓泡床”。继续加大气流流速,,当超过终端速度ut,颗粒就会被气流带走,但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中,就能连续不断地操作,成为循环流化床。流化床燃烧技术已经广泛应用于国民经济的许多方面。 循环流化床在电站锅炉领域的应用与发展 循环流化床燃烧是介乎鼓泡床燃烧和煤粉悬浮燃烧之间的一种燃烧方式,它具有这两种燃烧方式效率高,低污染的优点,克服了鼓泡床锅炉难大型化和煤粉炉燃烧脱硫、脱硝费用高等缺点,近十五年来得到了快速的发展。目前,世界上已有千余台循环流化床锅炉投入运行,并在向大型化发展。我国科研机构与生产单位合作,通过自主研制与引进、吸收、消化国外循环流化床技术相结合,发展具有中国特色的循环流化床锅炉。

㈩ 流化床式干燥机的工作原理

流化床式干燥机是将粉粒状、育状(乃至悬浮液和溶液)等流动性物料放在多孔板等气流分布板上,由其下部送入具有相当速度的干燥介质。当介质流速较低时,气体由物料颗粒间流过,整个物料层不动;逐渐增大气流速度,料层开始膨胀,颗粒间间隙增大;再增大气流速度,相当部分物料呈悬浮状,形成气—固混合床,即流化床,因流化床中悬浮的物料很像沸腾的液体,故又称沸腾床,而且它在许多方面呈现流体的性质,例如,有明显的上界面,并保持水平;若再增大气流流速,颗粒几乎全部被气流带走,就变为气体输送了。因此,气流速度是流化床干燥机最根本的控制因素,适宜的气流速度应介于使料层开始呈流态化和将物料带出之间。
流化床的换热可通过外夹套或床内换热器。当用床内换热器时,除应考虑一般换热器的要求外,还必须考虑到其对床内物料流动的影响,即换热器的形式和安装方式应当尽量有利于流体的正常流动。实践证明,采用列管换热器时,列管放在距设备中心2/5半黏性大、含水率高的泥糊状物料难以在干燥介质流中分散和流态化。在干燥器底部放入一些惰性载体(例如石英砂,氧化铝、氧化错的小球,颗粒盐等),当它们在一定流速的气流作用下流化时,就会将湿物料黏附在其表面,继而使之成为一层干燥的外壳。由于惰性载体互相碰撞摩擦,又会使干外壳脱落,被介质流带走;而载体自身又与新的湿物料接触,再形成干外壳。如此循环,使细的湿黏物料也可在流化床式干燥机中得到充分的干燥。

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