バイオ燃料の燃焼設備。流動床ボイラー。スキーム、説明

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バイオ燃料燃焼用の設備。流動層ボイラー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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燃料を高温の炉で燃やすと、大量の二酸化窒素NOが発生します。₂。窒息臭のある非常に有毒な褐色のガスです。炉内の温度が1000℃以下に下がると二酸化窒素はほとんど発生しません。これは、固体燃料（硬炭および褐炭、オイルシェール、木材廃棄物、家庭廃棄物など）を流動（擬似液化）床で燃焼させることによって達成されます。

炉格子上に置かれた細粒可燃性材料は、緻密層の安定限界を超える速度で下から空気を吹き付けられます。「液化速度」は可燃性物質の密度と粒子のサイズによって異なり、通常は0,9 ... 2,3 m / sの範囲になります。「ガス - 燃料粒子」系の考えられる状態を図に示します。 5.1.

バイオ燃料燃焼のための設備。流動床ボイラー
図5.1。流動床炉: 1 層燃焼。 2 - 気泡のある流動床。 3 - 空気輸送への移行。 4 - 循環流動層

パージ率が臨界率よりも低い場合 (スキーム 1)、燃料粒子は緻密な層の中に存在します。これは通常のレイヤー Firebox です。流動層炉（方式2）では下方から一次空気が供給され、左側のノズルから粉砕燃料が導入されます。液化速度を超えると、液体の核沸騰に似た粒子の集中的な循環が層内で発生します。空気の一部はそのような層を気泡の形で通過し、可燃性物質をさらに混合します。粒子は完全に燃え尽きるまで層のボリューム内を循環します。右配管より二次空気を導入し、ベッドから運び出された粒子を燃焼させます。

吹き込み速度がさらに増加すると (スキーム 3)、流動床から除去される小さな粒子の数が増加し、空気輸送モードへの移行が発生します。この場合、未燃燃料の分離（通常はサイクロンガス洗浄装置で）を使用し、分離された粒子を流動床に戻すことが推奨されます（スキーム 4）。炉のこの動作モードは「循環流動床」と呼ばれます。

加熱された冷却剤が入ったパイプが層の内側に配置され、発生した熱が除去されます。移動する燃焼燃料粒子との接触により、熱伝達が大幅に強化されます。流動床炉では燃焼温度が比較的低いため、灰は溶けず、ボイラーの熱交換面に付着しません。その結果、熱交換面の洗浄コストが削減されます。

流動床は、90% 以上の灰粒子または特別に添加された不活性材料 (石灰石、ドロマイト、耐火粘土チップ) で構成されています。したがって、灰分が非常に多い物質も流動床で燃焼できます。石灰石の導入により二酸化硫黄SOの排出量を大幅に削減可能₂ - この有毒ガスは無害な石膏CaSOに変わります。₄灰と一緒に炉から取り出されます。層内の燃料濃度が増加すると、燃焼生成物中に水素 H が発生します。₂ と一酸化炭素CO。

流動床炉は、さまざまな鉱石や硫酸製造における黄鉄鉱などを焙焼するために産業界で広く使用されています。フィンランドとスウェーデンでは、流動床ボイラーが林業廃棄物（木材チップ、樹皮、おがくず）の処理や粉砕泥炭と芝泥炭の燃焼に広く使用されています。米国、英国、フランスでは、火力発電所で流動層ボイラーの使用が増えています。米国では、流動層ボイラーの容量は 200 MW に達しています。図上。 5.2 は、BDC (米国) の循環流動床を備えた炉の図を示しています。

バイオ燃料燃焼のための設備。流動床ボイラー
図5.2。 BDC 流動床炉: 1 - 一次空気; 2 - 石灰岩。 3 - 燃料。 4 - 二次空気。 5 - 炉室。 6 - サイクロン。 7-給水; 8 - 空気

分岐管１には一次空気が供給され、スクリューフィーダ２から粉砕石灰石が供給され、分岐管３から燃料が供給される。第 1 巻では、浮遊燃料粒子の燃焼が続きます。サイクロン 2 では、排気ガスが浄化されます。捕捉された粒子はバンカー内で燃え尽きます。バンカーには、ボイラー給水を加熱するコイル状熱交換器が含まれています。固体同伴物の後燃焼のための追加の空気はパイプ 3 を通じて供給されます。

流動層炉の使用により、炭鉱や処理工場の近くの廃棄物の山に蓄積された大量の石炭廃棄物の利用が可能になります。廃岩には未使用の固形燃料が大量に含まれており、その自然発火により煙、硫黄、窒素酸化物による大気汚染が引き起こされます。

著者: ラベイシュ V.G.

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