超低排放循环流化床锅炉的设计基础
循环流化床锅炉采用的是工业化程度高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧，主要结构包括燃烧室（包括密相区和稀相区）和循环回炉（包括高温气固分离器和返料系统）两大部分。与鼓泡流化床燃烧技术的区别是运行风速高，强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程，锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的大容量（600MW或以上等级），循环流化床锅炉已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、超温等工程问题，成为难燃固体燃料（如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物）能源利用的先进技术。
循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环流化床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性
1.煤的分析
锅炉烟气中的SO2和NOx是由煤燃烧生成的，因此，设计超低排放循环流化床锅炉首先必须对设计煤种特性进行分析。常规循环流化床锅炉设计时，锅炉制造厂需要用户提供设计煤种的化学元素分析结果和煤的粒径分布，其主要目的是进行锅炉热力计算、烟风阻力计算和结构布置等。超低排放循环流化床锅炉设计时，除完成上述工作以外，对选定的设计煤种、设计石灰石也要进行取样试烧试验。试烧过程中，测定不同燃烧工况下烟气中SO2和NOx的含量、灰的成灰磨耗特性、石灰石烧结特性和脱硫活性等。将试烧试验结果作为循环流化床锅炉床温、还原气场及分离器优化设计的基础。
2.NOx的生成
烟气中NOx主要包括NO、NO2和N2O。NOx的生成分为三种类型，即燃料型、温度型、快速温度型。循环流化床燃烧属于低温燃烧技术，燃烧温度一般控制在800～900℃之间，因此，循环流化床锅炉烟气中的NOx主要是燃料型，NOx中的N元素来自于煤，与空气中的N元素关系不大。循环流化床锅炉烟气中NOx主要成分是NO，占95％以上，另有少量的NO2和N2O。
循环流化床燃烧也属于分段燃烧。燃料型NOx主要在煤的干馏燃烧过程中生成于流化床和密相区，因此，合理控制此区间的燃烧温度、氧量就能降低NOx的生成量。在一个足够大的流化床和密相区空间里，严格控制燃烧温度、氧量和燃烧物料的颗粒粒径，以便生成大量的CO，并将NO还原成N2。