[科普中国]-浅床反应器

浅床也称浅床流化床。采用少装固体颗粒、尽量减少浓相区的高度的方法构成的流化床。流化床中可分为分布器区、浓相区和稀相区三部分。浅床主要由分布器区和稀相区构成。在快反应和高扬析率下，分布器区在稀相区对化学反应的作用比浓相区大，故采用浅床可形成一个高效的反应器。浅床广泛用于煤粉和燃烧、奶粉干燥、型沙冷却和余热回收中。

简介浅床也称浅床流化床。采用少装固体颗粒、尽量减少浓相区的高度的方法构成的流化床。流化床中可分为分布器区、浓相区和稀相区三部分。浅床主要由分布器区和稀相区构成。在快反应和高扬析率下，分布器区在稀相区对化学反应的作用比浓相区大，故采用浅床可形成一个高效的反应器。浅床广泛用于煤粉和燃烧、奶粉干燥、型沙冷却和余热回收中。1

浅床浸出器在大豆制油中的应用大豆（其他如菜籽、双低菜籽、葵花籽和棉籽）制油的浸出溶剂通常为正己烷、异己烷、乙醇、IPA以及其他溶剂。含水乙醇通常使用浅床设备来生产特殊的产品。几乎所有大型的浸出器都是“渗透型”。在渗透型浸出器中,溶剂（或溶剂混合油，也叫“miscella”）。通过重力作用穿过装有物料的可渗透的浸出床（通过筛板支撑物料），溶解并带走油脂。

浸出前物料的预处理是非常重要的，预处理对浸出的影响因素包括油料质量、水分、温度、处理时间、破碎粒度、坯片厚度和膨化机的使用。浸出器在设计上通常分“深床”和“浅床”。只要操作得当，每种浸出器都有它的优点。1

循环流化床锅炉浅床运行技术循环流化床（CFB）锅炉根据密相区床层高度可分为深床和浅床运行模式。通常容量大于200MW的大型CFB锅炉均采用深床运行方式。而浅床密相区床层高度一般约为1.2m以下，其特点是床层压降小，可不必采用高压头一次风机，风机压头小于10kPa，由此可达到降低风机电耗，节约厂用电率的目的。浅床运行时炉内料层高度为1～1.2m，即相应静止料层高度约为0.5～ 0.6m,一次风机出口压力为8.5～ 8.7kPa，在总风量不变的情况下，改变一、二次风比例,适当加大二次风比例，可在提高燃烧效率的同时，减小了高压头的用风量,一次风率由53.3%可降低至48.8%，风机电耗相应减少了5kW。

浅床运行的CFB锅炉和一般CFB锅炉的压力分布曲线明显不同，深床运行的chalm-ers 12MW CFB锅炉炉内总压降为7kPa，而Can电厂167MW CFB锅炉炉内总压降仅为3.8kPa，炉内总的物料量较小，且压力曲线变化较为平缓，没有明显的密相区。这种平缓的压力分布说明炉内没有一般CFB锅炉具有的明显的颗粒内分离现象。由于颗粒浓度与内循环量的减少，下部燃烧热量较难向炉膛上部传递,通常均会出现炉膛上、下具有一定温差，温差约为50～70℃。

对于Can电厂该台燃用褐煤的167MW CFB锅炉，计算可得到炉内平均颗粒体积浓度仅为0.42%，低于一般CFB锅炉（约为0.94%）。由于入炉煤在床层中所占比例增大，浅床对给煤速率或入炉煤热值变化的反应速度较快，因此对运行水平要求更高,如运行调整不及时，则会导致灭火或结焦现象的发生。当燃用难燃煤种时，则由于大颗粒在密相区内的停留时间较短，会出现底渣可燃物升高，导致锅炉燃烧效率下降。以某台135MWCFB锅炉为例，在燃用低位发热量22.6MJ/kg，干燥无灰基挥发分18.76%的煤时，采用浅床运行方式，位于锅炉布风板上250mm处的床压值为4.67kPa，由此计算密相区床高约为1.28m，即床料静止高度为0.64m，运行结果飞灰可燃物26.13%，底渣可燃物13.04%，经燃烧调整，将床压提高至7kPa后，飞灰可燃物和底渣可燃物分别降至18%和2%左，因此，中等容量的CFB锅炉运行仍以风室压力为12～14kPa为宜，如要采用浅床运行方式，需要根据煤质燃尽特性经过系统的试验研究确定其合理运行方式。2

浅床流化床灰渣冷却器沸腾燃烧锅炉的灰渣冷却和灰渣余热利用越来越成为节能和环境保护的主要课题。国内中小型沸腾锅炉（尤其是工业用汽沸腾锅炉）往往去除了溢流渣口，采用底部排渣口排渣。

原理：

浅床流化床灰渣冷却器采用流态化气固传热强烈的原理，使气固直接接触换热，达到灰渣冷却，热量回收的目的。冷渣器内安装了倾斜布置的布风板，采用浅床层运行，冷却空气通过布风板上的小孔，将浅层热灰渣流态化起来，在这一流化层中，气固两相热交换强烈，沸腾锅炉的高温灰渣进入流化床冷渣器后，一边在倾斜布风板上被流化、冷却，一边在重力分力和气流向后力的作用下沿布风板向下游跳跃、移动，流出冷渣器，吸收了灰渣物理显热的空气温度升高被回收利用。冷却灰渣的数量由进出料装置调控。

浅床流态灰渣冷却器的研究试验表明，该型冷渣器换热系数大，冷却效果好，高温炉渣物理显热的热回收效率高，装置制造简单，成本低廉，便于推广；和锅炉匹配，连续排渣可使床层稳定，改善燃烧工况，提高锅炉热效率，并可减少厂区环境污染，改善工人劳动条件，经济效益和社会效益显著。3

本词条内容贡献者为:

耿彩芳 - 副教授 - 中国矿业大学