沸腾燃烧——一项变废为宝的新技术 [复制链接]

第3版()
专栏：当代科技

沸腾燃烧
——一项变废为宝的新技术
清华大学　刘才铨
沸腾燃烧是一项新型的燃烧技术。由于它具有几个方面的突出优点，六十年代以来引起世界各国的重视，近年来有关这方面的理论和技术研究突飞猛进。
过去，我们常见的燃煤锅炉，燃烧方式有两种：一种是层燃，就是把煤块送到炉箅上，通入空气使其燃烧。这种燃烧方式，在煤和灰渣的颗粒之间没有相对运动，燃烧往往不够充分；另一种是粉燃方式，即把煤磨成细粉，用空气将煤粉喷入炉膛。燃烧时煤粉基本上是随着空气一起飘动，煤粉颗粒和周围气体之间的相对运动也比较微弱。沸腾炉的燃烧过程是在沸腾床中进行的，煤和灰渣大部分是很细的碎屑，空气从炉箅（布风板）向上吹时，煤粒和灼热料层中的灰渣粒强烈混合，并且一起作上下翻腾运动。因此，沸腾燃烧的相对运动强，燃烧比较充分。
由于沸腾燃烧兼有层燃和粉燃两种方式的优点，又有灼热厚料层这个大“蓄热池”，能使新加入的煤粒很快升温并达到着火温度，即使是灰分高、水分大的劣质燃料，也能够稳定燃烧。因此，几乎所有的劣质煤种，包括其它类型锅炉无法燃烧而只能废弃的煤矸石和油页岩，都能够稳定燃烧。广东省江门甘蔗化工厂的一台电站沸腾炉，甚至还能把其它三台常规锅炉烧剩下来的灰渣都掺入烧掉。显然，这种技术对于我国广大地区利用当地劣质燃料资源，节省优质燃料和减轻交通部门北煤南运的压力，都具有重大的意义。
沸腾炉的另一个优点是能够脱硝、脱硫，有利于环境保护。常规锅炉燃烧的高温使燃料中的硫、氮等元素被氧化，形成各种有害气体，有的还是致癌物质，排泄到大气中严重地威胁着人类的健康和植物的生长。由于沸腾炉料层的燃烧温度较低，炉烟气中氮氧化物的排放浓度只有常规燃煤炉三分之一至四分之一。另一方面，在沸腾床料层中加入添加剂（如石灰石等），还可以除掉烟气中含有硫氧化物等有害成份。因此，发展沸腾燃烧技术，还能够较好地解决燃煤污染大气环境的问题。这也是目前一些国家十分重视这项技术的重要原因。此外，沸腾燃烧又是一种综合利用效益较高的技术。沸腾炉的燃料是劣质煤或低热值废弃物。由于料层燃烧温度较低，其燃烬物——灰渣具有良好的性能，可以制成较高标号的水泥，还可制砖，浸取氯化铝、炼取钒等稀有金属以及作为铺路建筑材料等等。可见，沸腾燃烧技术是一项可以变废为宝的技术。
沸腾燃烧技术也有缺点，如飞灰量较大，送风压头要求较高，电耗量比一般锅炉高。这正是科学工作者为大力发展沸腾燃烧技术所面临的研究任务。