循環(huán)灰分離器
(一)循環(huán)灰分離器的種類
物料循環(huán)系統(tǒng)為循環(huán)流化床鍋爐所獨(dú)有,主要由循環(huán)灰分離器和飛灰回送裝置等組成,其作用是將大量高溫固體物料從煙氣中分離下來并返送回爐膛內(nèi),以維持爐內(nèi)的快速流態(tài)化狀態(tài),使嫩料和脫硫劑能夠多次循環(huán)招燒和反應(yīng).循環(huán)灰分離器是循環(huán)流化床鍋爐的最重要的標(biāo)志性設(shè)備之一從某種意義上講,沒有循環(huán)灰分離器就沒有循環(huán)流化床鍋爐,循環(huán)流化床嫩燒技術(shù)的發(fā)展也取決于氣固分離技術(shù)的發(fā)展,分離器設(shè)計(jì)上的差異標(biāo)志若不同的循環(huán)流化床技術(shù)流派。
循環(huán)灰分離器必須滿足下列要求:
① 能夠在高溫下正常工作;
② 能夠滿足極高濃度載粒氣流的分離,
③ 具有低阻特性;
④ 具有較高的分離效率;
⑤ 與鍋爐整體上適應(yīng),使鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊。
鑒于循環(huán)灰分離器對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的重要性,各國(guó)制造廠家和研究機(jī)構(gòu)均十分重視并開發(fā)出不同型式的分離器:按分離原理分有離心式旋風(fēng)分離器和慣性分離器;按分離器的運(yùn)行溫度分有高溫分離器(800 一900 ℃ )、中溫分離器‘400 一50 ! )和低溫分離器(30 。℃ 以下);按冷卻方式分有絕熱分離器(鋼板耐火材料)和水(汽)冷卻式分離器;按布置的位置分有爐膛外布里和爐膛內(nèi)布置的分離器,即所謂的外循環(huán)分離器和內(nèi)循環(huán)分離器等。即便同是離心式分離器,也有立式布置和臥式布置、圓形和方形的不同。在各式各樣的分離器中,當(dāng)前使用較為普遍的是外置高溫旋風(fēng)分離器和內(nèi)置慣性分離器。
(二)旋風(fēng)分離器
旋風(fēng)分離器的分離原理比較簡(jiǎn)單。煙氣攜帶物料以一定的速度(一般大于ZOm / s )沿切線方向進(jìn)人分離器,在內(nèi)部作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).固體顆粒在離心力和重力的作用下被分離下來,落人料倉(cāng)或立管,經(jīng)飛灰回送裝置返回爐膛,分離出顆粒后的煙氣由分離器上部進(jìn)人尾部煙道。旋風(fēng)分離器布置在爐膛外部,屬外循環(huán)分離器。
旋風(fēng)分離器一般由進(jìn)氣管、筒體、排氣管、圓錐管等幾部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)尺寸包括:筒體直徑、進(jìn)口高度、進(jìn)口寬度、排氣管直徑、排氣管插人深度、筒體高度、總高度、排料口直徑等,一般用筒體直徑表示其相對(duì)大小。表4 一1 給出了目前工業(yè)循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器的主要結(jié)構(gòu)尺寸與特性參數(shù)。
旋風(fēng)分離器進(jìn)氣管常采用切向進(jìn)口。由于普通切向進(jìn)口(平頂蓋)結(jié)構(gòu)布t 方便,循環(huán)流化床鍋爐大多采用這種方式。另外,蝸殼式切向進(jìn)口可以減小分離器的阻力,提高處理的煙氣流量,應(yīng)用也較多。排氣管布置則有上排氣與下排氣兩種。
旋風(fēng)分離器的優(yōu)點(diǎn)是分離效率高,特別是對(duì)細(xì)小顧粒的分離效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于慣性分離器;其缺點(diǎn)是體積比較大,使得鍋爐廠房占地面積較大。另外,大容量的鍋爐因受分離器直徑和占地面積的限制,往往需要布置多臺(tái)分離器。譬如.22Ot / h 鍋爐布置兩臺(tái)直徑為6 - 7m 的旋風(fēng)分離器,400t / h 鍋爐布置共臺(tái)直徑更大的旋風(fēng)分離器。因此,旋風(fēng)分離器的布置對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐的大型化顯得非常重要。
根據(jù)分離器的下作條件,旋風(fēng)分離器可分為高溫、中沮和低溫三種。
1 .高溫旋風(fēng)分離器
高溫旋風(fēng)分離器通過一段煙道與爐膛連接,其布置根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)及分離器數(shù)量的不同而有所變化,大多布置于爐膛后部,也有的布里在爐膛前墻或兩側(cè)墻,并多采用上排氣形式。
高溫旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種,一種是由鋼板和耐火材料構(gòu)成不冷卻的絕熱旋風(fēng)筒,另一種是由膜式壁構(gòu)成通過水(或蒸汽)冷卻的水(汽)冷卻式旋風(fēng)筒。( 1 )高溫絕熱旋風(fēng)分離器
高溫絕熱旋風(fēng)分離器的筒體結(jié)構(gòu)示于圖4 一16 。高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)煙氣和物料溫度高( 850 ℃ 左右),甚至有顆粒在分離器內(nèi)繼續(xù)燃燒,同時(shí)物料在分離器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),故絕熱分離器內(nèi)襯有較厚(80mm
以上)的高溫耐火材料,外設(shè)保溫層隔熱。
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