新動(dòng)力潔能CFBC“清潔燃煤系統(tǒng)”是從循環(huán)流化床（CFBC）粉煤氣化技術(shù)發(fā)展而來的，其最大特點(diǎn)是清潔（環(huán)保）、轉(zhuǎn)化效率高（省煤）。清潔是指該技術(shù)不產(chǎn)生有害物排放，不產(chǎn)生油性物質(zhì)排放；轉(zhuǎn)化效率高是指煤炭的能量能最大限度地轉(zhuǎn)化成燃?xì)獾哪芰�，傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率約60％，該技術(shù)的轉(zhuǎn)化效率高達(dá)73％。舉例來說，一個(gè)傳統(tǒng)日燒煤600噸的中小型能源用戶使用該技術(shù)全年可節(jié)省16363噸煤（也就是減少碳排放1.6萬噸）。以每噸煤人民幣900元計(jì)，節(jié)約燃料費(fèi)用價(jià)值人民幣14727272元，用煤差價(jià)節(jié)約費(fèi)用40909091元。傳統(tǒng)方式下SO2排放901mg/m3,該技術(shù)SO2排放僅93mg/m3。
循環(huán)流化床粉煤氣化技術(shù)是經(jīng)過50年的發(fā)展，從流化床燃燒裝置、快速流化床催化裂化裝置、氫氧化鋁焙燒反應(yīng)器等一系列化工、燃燒裝置中開發(fā)出的高效、低污染煤氣化技術(shù)。該技術(shù)具有對煤種適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒效率高、操作靈活、有利于環(huán)保、燃料制備和給煤系統(tǒng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
自1979年第一臺(tái)20t/h循環(huán)流化床鍋爐問世以來，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)得到了許多國家的重視。目前國際著名的鍋爐制造公司都無一例外地加入到循環(huán)流化床燃燒技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)的行列中。
新動(dòng)力潔能CFBC“清潔燃煤系統(tǒng)”改進(jìn)了使用幾十年的CFBC流化床清潔燃煤技術(shù)，在繼承CFBC技術(shù)安全、基本無有害排放等優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，通過工藝創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造了單位燃煤煤氣轉(zhuǎn)化率的新標(biāo)準(zhǔn)（燃煤氣化率提高10％～20％）。
新動(dòng)力潔能CFBC“清潔燃煤系統(tǒng)”由給煤系統(tǒng)、粉煤氣化系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及凈化系統(tǒng)四大部分組成。給煤系統(tǒng)的功能是將原料煤處理成顆粒小于8mm、含水率小于1％且具有一定溫度的煤粉。粉煤氣化系統(tǒng)的功能是將給煤系統(tǒng)輸送來的粉煤通過循環(huán)流化工藝氣化，并將氣化過程的一部分熱能提供給給煤系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的控制任務(wù)及安保任務(wù)。凈化系統(tǒng)將根據(jù)需要收集粉塵、SO2及CO2等有害物質(zhì)。
新動(dòng)力潔能CFBC“清潔燃煤系統(tǒng)”是一項(xiàng)安全、環(huán)保、高效的潔凈煤技術(shù)產(chǎn)品。該技術(shù)無煤焦油及煤酚水排放。它投入運(yùn)轉(zhuǎn)后不僅大大降低企業(yè)的能源成本，同時(shí)還將極大地改善企業(yè)及周邊地區(qū)的環(huán)境。
傳統(tǒng)燃煤氣化技術(shù)存在的問題
在一般的煤氣發(fā)生爐中，煤是由上而下、氣化劑則是由下而上地進(jìn)行逆流運(yùn)動(dòng)，它們之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和熱量交換。這樣在煤氣發(fā)生爐中形成了幾個(gè)區(qū)域，或稱為“層”。以下紹3個(gè)關(guān)鍵的層。
燃燒層（氧化層）。從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳，并放出大量的熱量。它是氣化過程中的主要區(qū)域之一，其主要反應(yīng)是：
C+O2→CO2+97655Kcal
還原層在燃燒層的上面，赤熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領(lǐng)，所以在還原層中，二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名，稱為還原層，其主要反應(yīng)為：
CO2+C→2CO-38792Kcal
H2O+C→H2+CO-28382Kcal
2H2O+C→CO2+2H2-17971Kcal
干餾層位于還原層的上部，由還原層上升的氣體隨著熱量的消耗，其溫度逐漸下降，故干餾層溫度約在150~700℃之間，煤在這個(gè)溫度下，歷經(jīng)低溫干餾的過程，產(chǎn)生甲烷、烯烴及焦油等物質(zhì)，它們受熱成為汽態(tài)，即生成煤氣并通過上面干燥層而逸出，成為煤氣的組成部分。
通過上面的介紹不難看出,還原層是產(chǎn)煤氣的層，這一層需要大量的熱量，由于上部加入的是冷煤，而這部分冷煤同時(shí)需要升溫耗熱，因此需要燃燒更多的煤以獲得這些熱量，所以傳統(tǒng)燃煤氣化技術(shù)煤氣轉(zhuǎn)化率低。干餾層是產(chǎn)生有害物質(zhì)的層，該技術(shù)注定難以達(dá)到環(huán)保要求。
Shell及GETexaco技術(shù)缺陷
荷蘭Shell技術(shù)和GETexaco技術(shù)均屬于加壓氣化技術(shù)，其技術(shù)特征是：Shell采用干式加料而Texaco則采用濕式加料技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)最大的問題是工程應(yīng)用太少，許多工程問題如材料、噴嘴、煤等均出現(xiàn)重大問題，大型氣化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)成本太高，有些問題難以有效解決，目前這些設(shè)備年運(yùn)轉(zhuǎn)率僅為74％，平均維護(hù)時(shí)間間隔兩個(gè)月。
荷蘭Shell技術(shù)和GETexaco技術(shù)是清潔煤技術(shù)，但是他們本身不是節(jié)能技術(shù)。這里提供一組數(shù)據(jù)：
（1）磨煤系統(tǒng)電耗。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：干磨煤粉，每噸煤約需耗電30kWh；濕磨煤粉，每噸煤需耗電20kWh。以日處理原料煤1000噸的工廠計(jì)算，耗電分別達(dá)到每年990萬kWh及660萬kWh。
（2）原料煤干燥系統(tǒng)的煤耗差別。如原料含水按10%計(jì)，每噸原料煤干燥所需原煤約10kg，以日處理原料煤1000噸計(jì)，每年干燥系統(tǒng)煤耗約3300噸，以每噸煤900元計(jì)價(jià)，每年約需2970000元用于煤干燥。
（3）輸煤系統(tǒng)電耗差別。對于干粉進(jìn)料，以輸送1000t/d輸煤系統(tǒng)用氣量8000m3/h計(jì)，輸煤系統(tǒng)高壓氮?dú)猓?.2MPa）耗量為8000m3/h，電耗為1600kW，電價(jià)按0.45元/kWh計(jì)，每年耗電費(fèi)約570萬元。低壓氮?dú)猓?.6MPa）耗量為4500m3/h，電耗為367kW，電價(jià)按0.45元/kWh計(jì)，每年耗電費(fèi)約130萬元。
以上兩項(xiàng)合計(jì)，每小時(shí)電耗為1967kWh，每年耗電費(fèi)約700萬元。對于水煤漿系統(tǒng)，按日處理原料煤1000噸，電耗為225kW，電價(jià)按0.45元/kWh計(jì)，每年耗電費(fèi)約801900元。
�。�4）備煤及輸煤系統(tǒng)投資差別。按日處理1000噸原料煤計(jì)，干煤粉制備及輸煤系統(tǒng)投資比水煤漿制備及輸水煤漿系統(tǒng)約多5000萬元。
由上述數(shù)據(jù)比較可看出，Shell、Texaco技術(shù)均屬投資大、成熟度不高的技術(shù)，且不屬于節(jié)能技術(shù)。
CFBC燃煤氣化的特點(diǎn)和優(yōu)勢
循環(huán)流化床（CFBC）是將固體燃煤顆粒在爐床內(nèi)經(jīng)氣體流化后進(jìn)行燃燒的技術(shù)。燃煤顆粒在爐體及爐體外分離器之間循環(huán)運(yùn)行。煤氣產(chǎn)生的原理同傳統(tǒng)燃煤氣化并無不同，但加料及燃燒的方式不同，使燃煤氣化過程發(fā)生顯著變化，該技術(shù)沒有干餾層。
由于CFBC設(shè)備獨(dú)特的流體動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)，使其具備許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，簡述如下：
1.燃料適應(yīng)性：這是CFBC設(shè)備主要優(yōu)點(diǎn)之一。CFBC設(shè)備的流體動(dòng)力特性使得氣、固和固、固體燃料混合非常好，因此燃料進(jìn)入爐膛后很快與大量床料混合，燃料被迅速加熱至明火溫度，同時(shí)床層溫度沒有明顯改變。CFBC設(shè)備既可用優(yōu)質(zhì)煤，也可燒各種劣質(zhì)煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤及油頁巖、石油焦、爐渣樹皮、廢木料、垃圾等。
2.設(shè)備簡單，相對Shell和Texaco技術(shù)投資成本大大降低，僅相當(dāng)于Shell和Texaco氣化裝置價(jià)格的10％。
3.燃燒效率高：CFBC設(shè)備的燃燒效率要比鏈條爐高97.5％～99.5%，可與煤粉爐相媲美。CFBC設(shè)備爐燃燒效率高是因?yàn)橄率鎏攸c(diǎn)：氣、固混合良好，燃燒速率高，特別是對粗粉燃料，絕大部分未燃盡的燃料被再循環(huán)至爐膛再燃燒，同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐能在較寬的運(yùn)行變化范圍內(nèi)保持較高的燃燒效率。
3.高效脫硫：CFBC設(shè)備的脫硫比其他爐型更加有效，典型的CFBC設(shè)備脫硫可達(dá)90%。與燃燒過程不同，脫硫反應(yīng)進(jìn)行得較為緩慢，為了使氧化鈣（燃燒石灰石）充分轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，煙氣中的二氧化硫氣體必須與脫硫劑有充分長的接觸時(shí)間和盡可能大的反應(yīng)面積。CFBC設(shè)備中石灰石粒徑通常為0.1~0.3mm，無論是脫硫劑的利用率還是二氧化硫的脫除率，循環(huán)流化床鍋爐都比其他鍋爐優(yōu)越。
4.氮氧化物（NO2）排放低：氮氧化物排放低是CFBC設(shè)備一個(gè)非常吸引人的特點(diǎn)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，CFBC設(shè)備的二氧化氮排放范圍為50~150PPM或40~120mg/MJ。NO2排放低的原因：一是低溫燃燒，此時(shí)空氣中的氮一般不會(huì)生成NO2，二是分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化NO2，并使部分已生成的NO2得到還原。
5.燃燒強(qiáng)度高、爐膛截面積小、爐膛單位截面積的熱負(fù)荷高是CFBC設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)之一。CFBC設(shè)備的截面熱負(fù)荷約為3.5~4.5MW/m2，接近或高于煤粉爐。
6.給煤點(diǎn)少：CFBC設(shè)備因爐膛截面積較大，同時(shí)良好的混合和燃燒區(qū)域的擴(kuò)展使所需的給煤點(diǎn)數(shù)大大減少，只需一個(gè)給煤點(diǎn)，簡化了給煤系統(tǒng)。
7．燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡單：CFBC設(shè)備的給煤粒度一般小于10mm，因此與煤粉爐相比，燃料的制粉系統(tǒng)大為簡化。此外，CFBC設(shè)備能直接燃用高水分煤（水分可達(dá)30%以上）。當(dāng)燃用高水分煤時(shí)，也不需要專門的處理系統(tǒng)。
8.易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用：CFBC設(shè)備因燃燒過程屬于低溫燃燒，同時(shí)爐內(nèi)優(yōu)良的燃燒條件，使得鍋爐灰渣含碳量低，易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用。如灰渣作為水泥摻和料或做建筑材料，同時(shí)因高溫?zé)敢灿欣谙∮薪饘俚奶崛 ?/p>
9.CFBC設(shè)備內(nèi)不布埋受熱面管：CFBC設(shè)備的床內(nèi)不布置埋管受熱面，不存在磨損問題。此外，啟動(dòng)、停爐、結(jié)焦處理時(shí)間短，同時(shí)長時(shí)間壓火之后可直接啟動(dòng)。
CFBC燃煤氣化技術(shù)和裝備具有傳統(tǒng)燃煤氣化技術(shù)不可比擬的特點(diǎn)和優(yōu)勢，經(jīng)過前期的研發(fā)和長時(shí)間的試運(yùn)行證明節(jié)能、排放、安全等各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國家要求的標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)已經(jīng)完全成熟�？七_(dá)機(jī)電CFBC燃煤氣化技術(shù)和裝備的問世為我國綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其是為陶瓷產(chǎn)業(yè)當(dāng)前實(shí)現(xiàn)清潔化綠色生產(chǎn)改造的任務(wù)提供了成熟的解決方案。
