超低排放循环流化床锅炉的设计基础

2.１煤的分析

锅炉烟气中的SO2和NOx是由煤燃烧生成的，因此，设计超低排放循环流化床锅炉首先必须对设计煤种特性进行分析。常规循环流化床锅炉设计时，锅炉制造厂需要用户提供设计煤种的化学元素分析结果和煤的粒径分布，其主要目的是进行锅炉热力计算、烟风阻力计算和结构布置等。超低排放循环流化床锅炉设计时，除完成上述工作以外，对选定的设计煤种、设计石灰石也要进行取样试烧试验。试烧过程中，测定不同燃烧工况下烟气中SO2和NOx的含量、灰的成灰磨耗特性、石灰石烧结特性和脱硫活性等。将试烧试验结果作为循环流化床锅炉床温、还原气场及分离器优化设计的基础。

2.2NOx的生成

烟气中NOx主要包括NO、NO2和N2O。NOx的生成分为三种类型，即燃料型、温度型、快速温度型。循环流化床燃烧属于低温燃烧技术，燃烧温度一般控制在800～900℃之间，因此，循环流化床锅炉烟气中的NOx主要是燃料型，NOx中的N元素来自于煤，与空气中的N元素关系不大。循环流化床锅炉烟气中NOx主要成分是NO，占95％以上，另有少量的NO2和N2O。

循环流化床燃烧也属于分段燃烧。燃料型NOx主要在煤的干馏燃烧过程中生成于流化床和密相区，因此，合理控制此区间的燃烧温度、氧量就能降低NOx的生成量。在一个足够大的流化床和密相区空间里，严格控制燃烧温度、氧量和燃烧物料的颗粒粒径，以便生成大量的CO，并将NO还原成N2。