循環(huán)流化床鍋爐中煤粒的燃燒過(guò)程：

煤粒在流化床中的燃燒，依次經(jīng)歷加熱干燥析出水分、揮發(fā)分析出和著火燃燒、膨脹和一次破碎、焦炭著火和燃燒、二次破碎、磨碎等過(guò)程。
        1）干燥和加熱 新鮮煤粒被送入流化床后，立即被大量灼熱惰性床料包圍并加熱至接近床溫。在這個(gè)過(guò)程中煤粒被加熱干燥，其水分被蒸發(fā)掉。加熱速率一般在 100～1000℃／min范圍內(nèi)，加熱時(shí)間依煤粒含水量而變化．在零點(diǎn)幾秒到幾秒之間。加熱干燥所吸收的熱量只占床層總熱容量的干分之幾．而且由于床料劇烈的混合運(yùn)動(dòng)使床溫趨于均勻，因而煤粒的加熱干燥過(guò)程對(duì)床層溫度影響不大。
       2)揮發(fā)分析出和燃燒 當(dāng)煤粒被持續(xù)加熱．升高到一定的溫度時(shí)，煤粒就會(huì)分解，產(chǎn)生大量氣態(tài)產(chǎn)物——揮發(fā)分。揮發(fā)分由多種碳?xì)浠衔?焦油和氣體)組成，其含量和成分構(gòu)成受許多因素的影響．如煤粒的顯微結(jié)構(gòu)及組成、加熱速率、初始溫度、最終溫度、在最終溫度下的停留時(shí)間、煤的粒度和揮發(fā)分析出時(shí)的壓力等。揮發(fā)分的析出時(shí)間與煤質(zhì)、顆粒尺寸、溫度條件和煤粒加熱時(shí)間等因素有關(guān)。一般情況下，含高揮發(fā)分大顆粒的揮發(fā)分析出需要較長(zhǎng)的時(shí)間，細(xì)小顆粒由于析出的路徑較短，揮發(fā)分析出較快。 循環(huán)流化床的煤粒依在爐內(nèi)停留的過(guò)程可分為三類，不能逃逸出爐膛的大顆粒、逃逸出爐膛且能被分離器分離的中等粒徑顆粒和逃逸出爐膛不能被分離器捕捉的細(xì)小顆粒。粒徑小于20μm的細(xì)小煤粒．揮發(fā)分析出釋放非常快．而且釋放出的揮發(fā)物將細(xì)小煤粒包圍并立即燃燒，產(chǎn)生許多細(xì)小的擴(kuò)散火焰。這些細(xì)小的煤粒燃盡所需的時(shí)間很短．一般從給煤口進(jìn)入床內(nèi)到飛出爐膛時(shí)已經(jīng)燃盡。而對(duì)于50～100μm的小顆粒，分離器對(duì)它們的分離效率較低，所以在爐膛內(nèi)停留時(shí)間很短，同時(shí)由于這一粒徑檔的顆粒主要在稀相區(qū)燃燒，循環(huán)床稀相區(qū)的氣固混合較差，煤粒燃燒速率低，因此，這一粒徑檔的顆粒含碳量較高，豐句成了飛灰含碳量和鍋爐固體不燃燒損失的主要部分。對(duì)于那些大顆粒．盡管一直滯留在爐膛高溫區(qū)．其揮發(fā)分的析出也要慢得多，如平均直徑為3 mm的煤粒需要近15 s的時(shí)間才能析出全部揮發(fā)分。研究人員在實(shí)驗(yàn)室裝置上研究 了循環(huán)床中不同粒徑煤揮發(fā)分的析出時(shí)間，發(fā)現(xiàn)能夠從爐膛逃逸且被分離器分離下來(lái)的顆粒為0.5～0.63mm由于要經(jīng)過(guò)溫度相對(duì)于爐膛較低的灰循環(huán)回路，揮發(fā)分析出的時(shí)間要比一直滯留在爐膛內(nèi)的2～8 mm的大顆粒的更長(zhǎng)。 揮發(fā)分的析出與燃燒是重疊進(jìn)行的不能把兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)。煤燃燒過(guò)程中揮發(fā)分的析出與燃燒改善了煤粒的著火特性．一方面大量揮發(fā)分的析出與燃燒，加熱了煤粒．使煤粒的溫度迅速升高;另一方面，揮發(fā)分的析出改變了煤粒的孔隙結(jié)構(gòu)，改善了揮發(fā)分析出后焦炭的燃燒反應(yīng)。
         3)焦炭的燃燒 焦炭的燃燒過(guò)程通常是在揮發(fā)分析出完成后開(kāi)始的．但這兩個(gè)過(guò)程存在著重疊，即在初期以揮發(fā)分的析出與燃燒為主，后期則以焦炭燃盡為主;兩者的持續(xù)時(shí)間受煤質(zhì)和運(yùn)行條件的影響．很難確切劃分。一般認(rèn)為：煤中揮發(fā)分的析出時(shí)間為l～10 s．揮發(fā)分的燃燒時(shí)間一般小于1 s，而焦炭的燃盡時(shí)間比揮發(fā)分的燃燒時(shí)間長(zhǎng)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此．焦炭的燃燒時(shí)間控制著煤粒在循環(huán)流化床內(nèi)的整個(gè)燃燒時(shí)間。 焦炭的燃燒是復(fù)雜的多相反應(yīng)．在流化床中焦炭顆粒周圍發(fā)生的系列反應(yīng)。 足夠長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間、足夠高的反應(yīng)溫度和充足的氧氣供應(yīng)是組織良好焦炭燃燒過(guò)程的必要條件。焦炭燃燒時(shí)，氧氣必須擴(kuò)散到焦炭顆粒表面，然后在焦炭表面與碳發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，和CO。焦炭是多孔顆粒，有大量不同尺寸和形狀的內(nèi)孔，這些內(nèi)孔面積要比焦炭外表面積大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，氧氣會(huì)擴(kuò)散到內(nèi)孔并與內(nèi)孔表面的碳產(chǎn)生氧化反應(yīng)。