沸腾热风炉在工业石膏烘干工程上的应用..doc

沸腾热风炉在工业石膏烘干工程上的应用 黄石市天达热能设备有限公司 吕雪峰 一、沸腾炉在工业石膏工程上应用的意义 工业石膏主要包括烟气脱硫石膏和化工磷石膏。脱硫石膏是火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂等石灰石-石膏湿式烟气脱硫的产物。磷石膏是磷肥厂湿法生产磷酸的副产品。与天然石膏相比，工业石膏有与天然石膏有许多相同之处。但又有许多不同地方，如磷石膏含有较多的磷、氟及酸杂质，使用前必须进行纯化处理和专门的干燥处理。经处理后的工业石膏一般可制造水泥缓凝剂、建筑石膏、粉刷石膏和纸面石膏板等。作为烟气脱硫工程和磷化工业废弃物的工业石膏，经处理后替代了部分天然石膏，作为绿色环保材料用于建筑行业。目前，在国外发达的欧美国家，工业石膏的应用十分广泛，在国内也已形成一种发展趋势。 热风炉是工业石膏烘干供热的关键设备, 决定了工业石膏的烘干产量和质量。目前应用的热风炉主要有三大类：燃气热风炉、燃油热风炉和燃煤热风炉。但依我国国情，绝大多数的地区和企业没有燃气条件，而燃油的成本太昂贵。所以国内企业多是选用燃煤热风炉。 现阶段的燃煤热风炉主要有倾斜往复炉排炉、水平往复链排炉和沸腾炉几种形式。倾斜往复炉排炉、水平往复链排炉都是层燃方式,在工业石膏的烘干使用上有几个共同的缺点与不足： 1、机械磨损大，炉条寿命短，设备故障率高。 2、燃烧效率低，能耗高。 3、对原煤有选择适用的要求。 4、给煤量控制不精准，供热不稳定，热风温度波动大。 5、燃烧环境差，司炉工的劳动强度较大。 6、工况的调节依靠人的因素较多。 流化床燃煤热风炉（沸腾炉）能够克服层燃炉的以上不足。是燃煤热风炉中是最为节能和环保的炉型，并且供热稳定、热工控制性能好、操作简易、维修量小。它在冶金、建材和电力行业的应用十分普及。随着沸腾炉的技术进步,尤其是逐步解决了出口飞灰含尘量和燃尽率的问题，沸腾炉也开始在肥料行业和工业石膏的烘干供热应用上有了长足进展，它体现出的环境效益和社会效益十分明显。流化床热风炉已成为煤的清洁和节能燃烧的发展趋势。 二、沸腾燃烧技术简介 2.1燃烧方式 沸腾炉是鼓泡流化床燃煤热风炉的俗称。它的燃烧方式是燃煤经破碎成10mm以下的颗料，经喂煤机械匀速地送入炉膛布风板上，布风板与等压风箱连成整体，鼓风箱的高压风通过布风板上的众多风帽小孔射入炉膛，各方散射的聚合成“气垫”托起煤粒及炉料呈流化态沸腾状燃烧，煤粒上下腾跃，相互磨擦，碰撞及裂解，由大至小直至燃烬为止，由于固体颗粒处于流化状态，具有一系列特殊的气固流动，热质传递和化学反应特性，从而使得这种介于层燃炉和煤粉炉之间的沸腾炉具备了一些常规燃煤方式的不同的特点。 2.2沸腾炉的优特点 1、燃料适应性广。它既可以烧优质煤，也可以烧各种劣质燃料——高灰煤、高硫煤、煤矸石、油页岩、石油渣、尾矿、煤泥、炉渣、树皮、稻谷壳、木头屑、垃圾等。在燃料来源、品种和质量多变的情况下，采用流化床燃烧技术更为适宜。 2、燃烧温度较低（850~950℃），能够在燃烧过程中有效地控制Nox和Sox的产生和排放，是一种“清洁”的燃烧技术，它避免了煤粉炉所需的庞大而昂贵的烟气脱硫、脱硝装置。 3、燃烧效率高，可达90~99%。 4、截面热力强度大，床层传热能力高，可以减少炉膛体积与钢耗。 5、负荷调节宽泛，调节性能好。 6、灰渣不易软化或粘结，灰渣活性好，便于综合利用。 2.3 一般沸腾炉在工业石膏烘干应用上的主要问题 推广沸腾热风炉应用最成功的是华中科技大学国家煤重点燃烧室研究设计的“两段U型燃烧低污染高温烟气沸腾炉”。从1989年至今，已在全国推广应用了上千台套，并出口东南亚诸国,沸腾炉的应用主要是在建材和冶金等物料烘干行业。 沸腾炉在工业石膏工程应用尚需解决的主要问题是： 沸腾炉热烟气的飞灰量较大，尤其燃烧高灰份煤时对除尘设备要求高，若采用常规除尘器，烟气中粉尘排放浓度高，直接供热受到限制,系统阻力增大。 2.4 ZDFR型双级分离较洁净的流化床燃煤热风炉的介绍 本炉(专利号:ZL03 2 54894.X)设计炉内双级惯性气固分离装置及笛管二次风结构，一方面提高燃尽率，另一方面减少出口烟气的飞灰夹带，实现较清洁的热风供热，满足多行业的供热要求。拱顶形状较灵活，设计混合烟室可配风，使出口的热烟气温度均匀可调。 在流化床热风炉（沸腾炉）基础上，炉内设计双级气固分离装置： 1、U型槽耐火砖撞击式分离器 结构特征：在流化床炉膛与烟室间的挡火墙上方通风窗口，砌筑双排或三排U型槽耐火砖墙，每排U型槽耐火砖上下重叠砌筑,左右错开烟气通道；而前后排的通风道是错开的。当烟气经过时，气流撞击到U型槽砖后再折流到两边通风道，烟气中的固体颗粒经折流并与砖壁多次碰撞后脱离气流，在重力作用下沿U型槽沉降分离出来，并回落到炉膛进一步燃烧，以达到降低飞灰残炭和减小进入后烟室飞灰