燃料及脱硫剂的筛分和颗粒特性

二、燃料及脱硫剂的筛分和颗粒特性
在正常运行的循环流化床锅炉中，粗颗粒趋向于聚集在密相区内，而极细的颗粒则作为飞灰被气流夹带逃逸分离装置，经过尾部受热面离开锅炉，中间尺寸的颗粒则在固体颗粒循环回路中循环。但是，如果燃料颗粒尺寸选择得不当，则可能会破坏循环流化床内的颖粒循环，从而影响锅炉的出力，甚至危及正常运行。因此，循环流化床锅炉对燃料和脱硫剂的粒径有严格的要求，而且不同尺寸的颗粒应当具有合理的分布。换言之，要求燃料具有合理的筛分和颗粒特性。一般认为，对于灰分含量高的燃料宜采用较细的颗粒粒径，对于低灰分煤可采用较大的颗粒粒径。臂如，奥斯龙公司认为，生物质燃料的颗粒粒径宜采小于30-50mm ，低灰煤种颗粒最大粒径宜小于10-20mm ，而高灰媲料宜采用小于2-13mm 的颗粒书以某种灰分为38.6 ％的煤为例，要求煤颗粒的粒径为o-10mm ，最佳的粒径分布应是“中间多，两头少”。由于大粒径颗粒在炉膛底部易引起超温结焦和缺氧，产生较多的CO ，大粒径颗粒也应少。奥斯龙公司推荐的燃料筛分和颗粒特性。实际上，不同的锅炉制造公司，由于护型或参数选择上的差别，均有自己的颗粒尺寸范围要求。譬如，鲁奇公司的循环流化床锅炉，对于高灰煤种采用燃料粒径为150-250m ，一般燃料的颗粒粒径在10mm以下．福斯特· 惠勒公司对燃料颗粒特性的要求是粒径小于5mm的占80％。在我国，循环流化床锅炉采用的颗粒尺寸一般为0～13mm 或0～8mm .
另外，如果燃用高灰燃料，则只要颗粒尺寸选择得当，就不需添加循环物料；而燃用低灰、低硫燃料，则有可能需添加循环物料。此时，添加的循环物料的颗粒粒径也应适当。
床内的颗粒尺寸分布对固体颗粒浓度分布特别是炉内传热有很大影响。譬如，由于细颗粒有更大的传热系数，而且细颗粒在上部区域的密度比粗颗粒高，床内传热系数的分布更趋均匀。
脱硫剂粒径对脱硫的影响很大．从脱硫反应的角度讲，CaO与以入反应之后，就会在CaO 的表面生成一层致密的CaS04 薄层。这一CaSO薄层的孔隙比S姚分子的尺寸小，从而阻碍了S从进人Cas认薄层进一步扩散到CaO 颗粒内层进行反应（可参见第九章有关内容），造成石灰石耗量增高。粒径愈大，CaO颗粒的未反应内层愈厚。因此，从降低脱硫剂消耗考虑，采用小粒径脱硫剂的优点十分明显。但循环流化床锅炉的脱硫剂颗粒粒径也不是越小越好。如果颗粒过细，则细颗粒在充分反应之前就已从分离器中逃逸出去。采用特定的石灰石时，存在着一个脱硫荆利用率达到最大的最佳粒径。最佳粒径的值与石灰石的孔隙结构和分离装里的分离特性有关。在选择石灰石颗粒粒径时，一般以既能满足颗粒在运行风速下能被气流夹带上升，又能被分离器分离为条件。通常，石灰石颗粒粒径可选择1 一2 ? 以下。作为示例，美国鲁霍夫格林电站循环流化床锅炉运行规程（1990年）规定的石灰石粒径列于。