[科普中國]-淺床反應(yīng)器

淺床也稱淺床流化床。采用少裝固體顆粒、盡量減少濃相區(qū)的高度的方法構(gòu)成的流化床。流化床中可分為分布器區(qū)、濃相區(qū)和稀相區(qū)三部分。淺床主要由分布器區(qū)和稀相區(qū)構(gòu)成。在快反應(yīng)和高揚析率下，分布器區(qū)在稀相區(qū)對化學(xué)反應(yīng)的作用比濃相區(qū)大，故采用淺床可形成一個高效的反應(yīng)器。淺床廣泛用于煤粉和燃燒、奶粉干燥、型沙冷卻和余熱回收中。

簡介淺床也稱淺床流化床。采用少裝固體顆粒、盡量減少濃相區(qū)的高度的方法構(gòu)成的流化床。流化床中可分為分布器區(qū)、濃相區(qū)和稀相區(qū)三部分。淺床主要由分布器區(qū)和稀相區(qū)構(gòu)成。在快反應(yīng)和高揚析率下，分布器區(qū)在稀相區(qū)對化學(xué)反應(yīng)的作用比濃相區(qū)大，故采用淺床可形成一個高效的反應(yīng)器。淺床廣泛用于煤粉和燃燒、奶粉干燥、型沙冷卻和余熱回收中。1

淺床浸出器在大豆制油中的應(yīng)用大豆（其他如菜籽、雙低菜籽、葵花籽和棉籽）制油的浸出溶劑通常為正己烷、異己烷、乙醇、IPA以及其他溶劑。含水乙醇通常使用淺床設(shè)備來生產(chǎn)特殊的產(chǎn)品。幾乎所有大型的浸出器都是“滲透型”。在滲透型浸出器中,溶劑（或溶劑混合油，也叫“miscella”）。通過重力作用穿過裝有物料的可滲透的浸出床（通過篩板支撐物料），溶解并帶走油脂。

浸出前物料的預(yù)處理是非常重要的，預(yù)處理對浸出的影響因素包括油料質(zhì)量、水分、溫度、處理時間、破碎粒度、坯片厚度和膨化機的使用。浸出器在設(shè)計上通常分“深床”和“淺床”。只要操作得當，每種浸出器都有它的優(yōu)點。1

循環(huán)流化床鍋爐淺床運行技術(shù)循環(huán)流化床（CFB）鍋爐根據(jù)密相區(qū)床層高度可分為深床和淺床運行模式。通常容量大于200MW的大型CFB鍋爐均采用深床運行方式。而淺床密相區(qū)床層高度一般約為1.2m以下，其特點是床層壓降小，可不必采用高壓頭一次風(fēng)機，風(fēng)機壓頭小于10kPa，由此可達到降低風(fēng)機電耗，節(jié)約廠用電率的目的。淺床運行時爐內(nèi)料層高度為1～1.2m，即相應(yīng)靜止料層高度約為0.5～ 0.6m,一次風(fēng)機出口壓力為8.5～ 8.7kPa，在總風(fēng)量不變的情況下，改變一、二次風(fēng)比例,適當加大二次風(fēng)比例，可在提高燃燒效率的同時，減小了高壓頭的用風(fēng)量,一次風(fēng)率由53.3%可降低至48.8%，風(fēng)機電耗相應(yīng)減少了5kW。

淺床運行的CFB鍋爐和一般CFB鍋爐的壓力分布曲線明顯不同，深床運行的chalm-ers 12MW CFB鍋爐爐內(nèi)總壓降為7kPa，而Can電廠167MW CFB鍋爐爐內(nèi)總壓降僅為3.8kPa，爐內(nèi)總的物料量較小，且壓力曲線變化較為平緩，沒有明顯的密相區(qū)。這種平緩的壓力分布說明爐內(nèi)沒有一般CFB鍋爐具有的明顯的顆粒內(nèi)分離現(xiàn)象。由于顆粒濃度與內(nèi)循環(huán)量的減少，下部燃燒熱量較難向爐膛上部傳遞,通常均會出現(xiàn)爐膛上、下具有一定溫差，溫差約為50～70℃。

對于Can電廠該臺燃用褐煤的167MW CFB鍋爐，計算可得到爐內(nèi)平均顆粒體積濃度僅為0.42%，低于一般CFB鍋爐（約為0.94%）。由于入爐煤在床層中所占比例增大，淺床對給煤速率或入爐煤熱值變化的反應(yīng)速度較快，因此對運行水平要求更高,如運行調(diào)整不及時，則會導(dǎo)致滅火或結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。當燃用難燃煤種時，則由于大顆粒在密相區(qū)內(nèi)的停留時間較短，會出現(xiàn)底渣可燃物升高，導(dǎo)致鍋爐燃燒效率下降。以某臺135MWCFB鍋爐為例，在燃用低位發(fā)熱量22.6MJ/kg，干燥無灰基揮發(fā)分18.76%的煤時，采用淺床運行方式，位于鍋爐布風(fēng)板上250mm處的床壓值為4.67kPa，由此計算密相區(qū)床高約為1.28m，即床料靜止高度為0.64m，運行結(jié)果飛灰可燃物26.13%，底渣可燃物13.04%，經(jīng)燃燒調(diào)整，將床壓提高至7kPa后，飛灰可燃物和底渣可燃物分別降至18%和2%左，因此，中等容量的CFB鍋爐運行仍以風(fēng)室壓力為12～14kPa為宜，如要采用淺床運行方式，需要根據(jù)煤質(zhì)燃盡特性經(jīng)過系統(tǒng)的試驗研究確定其合理運行方式。2

淺床流化床灰渣冷卻器沸騰燃燒鍋爐的灰渣冷卻和灰渣余熱利用越來越成為節(jié)能和環(huán)境保護的主要課題。國內(nèi)中小型沸騰鍋爐（尤其是工業(yè)用汽沸騰鍋爐）往往去除了溢流渣口，采用底部排渣口排渣。

原理：

淺床流化床灰渣冷卻器采用流態(tài)化氣固傳熱強烈的原理，使氣固直接接觸換熱，達到灰渣冷卻，熱量回收的目的。冷渣器內(nèi)安裝了傾斜布置的布風(fēng)板，采用淺床層運行，冷卻空氣通過布風(fēng)板上的小孔，將淺層熱灰渣流態(tài)化起來，在這一流化層中，氣固兩相熱交換強烈，沸騰鍋爐的高溫灰渣進入流化床冷渣器后，一邊在傾斜布風(fēng)板上被流化、冷卻，一邊在重力分力和氣流向后力的作用下沿布風(fēng)板向下游跳躍、移動，流出冷渣器，吸收了灰渣物理顯熱的空氣溫度升高被回收利用。冷卻灰渣的數(shù)量由進出料裝置調(diào)控。

淺床流態(tài)灰渣冷卻器的研究試驗表明，該型冷渣器換熱系數(shù)大，冷卻效果好，高溫爐渣物理顯熱的熱回收效率高，裝置制造簡單，成本低廉，便于推廣；和鍋爐匹配，連續(xù)排渣可使床層穩(wěn)定，改善燃燒工況，提高鍋爐熱效率，并可減少廠區(qū)環(huán)境污染，改善工人勞動條件，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

耿彩芳 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)