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循环流化床实验室
发稿时间:2012-05-01        作者:    【字号:

循环流化床实验室是国内最早开始循环流化床技术研发的单位之一,也是目前国内循环流化床技术研发的主力单位,拥有国内最大的循环流化床技术研发团队,先后承担了国家“七·五”、“八·五”、“九·五”、“十·五”、“十一·五”科技攻关课题以及多个国家示范工程,取得了一系列重要研究开发和应用成果,成功研发了具有自主知识产权的循环流化床燃烧技术,并通过与国内十多家锅炉制造厂建立了密切的协作关系,成功实现了35t/h~705t/h系列容量等级循环流化床锅炉技术的技术示范与产业化,合作产品销售超过2000台,在产业界具有重要影响力。同时,实验室还开展生物质燃烧发电技术、污泥无害化焚烧技术和循环流化床热解气化技术的研发与工程示范。

■ 研究领域

循环流化床实验室长期致力于循环流化床技术研发工作,也是目前国内循环流化床技术研发的主力单位,主要从事煤、生物质、废弃物等多种燃料的清洁能源利用与开发,包括先进的燃烧、气化理论与技术的研究,在循环流化床燃煤大型化、循环流化床热解气化技术、污泥无害化焚烧处置技术、生物质燃烧发电技术等方面开展研发工作。

■ 研究方向

1. 循环流化床燃煤大型化研究与开发应用

循环流化床锅炉的大容量高参数化技术研究,关键部件和关键技术试验研究和数值模拟计算研究,研究开发自主知识产权的50MW-150MW-200MW-600MW等级循环流化床锅炉技术,并进行工程示范和产业化应用

2. 循环流化床热解气化技术

面向煤炭资源高值化利用和工业燃气的循环流化床煤热解气化技术研发、工程示范及产业化应用

3. 城市下水污泥无害化焚烧及利用

城市下水污泥干化特性、燃烧特性和排放特性研究;湿污泥循环流化床干化焚烧一体化技术与装置研发;湿污泥循环流化床干化焚烧一体化焚烧装置开发

4. 生物质燃烧发电技术

生物质燃料在循环流化床中的燃烧特性、成灰特性、排放特性研究;大规模生物质直燃发电循环流化床锅炉开发

5.燃烧气体排放控制技术

循环流化床富氧燃烧技术研究;循环流化床燃烧SO2、NOx排放控制技术研究

■ 研发业绩

  • 75t/h-130t/h-220t/h-480t/h-690t/h-705t/h系列容量循环流化床锅炉技术产品
  • 75t/h-130t/h系列生物质直燃发电循环流化床锅炉技术产品
  • 100t/d循环流化床污泥焚烧一体化工业示范
  • 10t/h固体热载体快速热解粉煤提油工业试验
  • 申请专利92项,其中国内发明专利申请67项,PCT国际申请4项;获得专利授权53项,其中发明专利授权33项
  • 在国内外重要刊物和学术会议上发表学术论文93篇 

■ 机构及人员组成

实验室拥有一支既有坚实的理论基础,又有丰富工程经验的循环流化床技术研究和开发队伍,通过全程参与技术开发、设计制造、现场调试运行,具有成功的产业化经验。目前共有科研人员27名,其中包括5名研究员/正高级工程师(含1名“百人计划”入选者)、9名副研究员/高级工程师、1名在站博士后;已形成以中青年科技骨干为核心、专业优势互补、富有创新活力的研发团队。实验室在读研究生19人,其中博士研究生11人。

■ 2011年项目情况

2011年度实验室在研项目共计32项,其中,纵向项目10项、横向合作22项;新争取项目6项,其中,国家自然科学基金课题1项,企业合作项目5项;完成项目6项。

■ 2011年主要成果与工作进展

实验室完成了超临界循环流化床锅炉研发、煤热解气化技术开发、污泥焚烧技术示范、富氧燃烧等阶段目标任务,并圆满完成实验室全年目标。

实验室承担的中国科学院知识创新工程重要方向项目“超临界循环流化床关键技术及富氧燃烧研究”按时完成了全部研究任务,顺利通过了院高技术局组织的验收;该项目通过基础试验研究、数值计算、工程现场测试、方案设计等不同研究手段获得了多项研究成果,为600MW超(超)临界循环流化床锅炉技术的工程示范与产业化发展奠定了坚实基础,为循环流化床富氧燃烧技术的中试放大提供了技术储备。

实验室与大型锅炉制造企业开展合作,建成了国内规模最大的超临界循环流化床冷模试验台,并已完成调试,即将展开针对新型循环流化床锅炉炉型的研究。

实验室研发的污泥焚烧处置技术实现了重大突破:在杭州七格污水处理厂进行的100吨/日污泥循环流化床一体化焚烧示范工程顺利通过了72小时试运行考核;其性能测试和排放测试结果显示:污泥燃烧效率高于98%,排放指标均满足国家标准要求,这标志着实验室历时十年潜心研发的循环流化床一体化污泥焚烧技术工艺路线经受住了工程检验,此示范工程不仅系统简单、设备紧凑、投资成本低,而且运行能耗大幅降低,可采用多种辅助燃料,适合我国现阶段的经济水平。

实验室面向工业燃气的循环流化床煤热解气化技术成功完成技术示范:宁夏华盈25000 Nm3/h循环流化床煤气化工程顺利通过480小时连续运行考核,煤气热值达到1200 kcal/Nm3,调试工作已圆满结束,转入商业运行。此项技术以粉煤为原料制取工业燃气,可广泛用于镁、铝、玻璃、陶瓷等行业。

实验室建立了100 kW循环流化床富氧燃烧实验系统,并开展了55%高氧气浓度下的试验研究;实现了设计输入热功率100 kW、最大输入热功率140 kW的循环流化床富氧燃烧实验系统的长时间稳定运行,单次最长连续运行时间28小时,累计运行时间230小时。

实验室本年度共申请发明专利12项,其中3项为向国外申请;获得2项日本发明专利授权、3项中国发明专利授权。在国内外期刊及会议上发表学术论文31篇,其中5篇被SCI收录、8篇被EI收录。

(以上数据截止2011年12月31日)