一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于节能减排及能源高效利用相关技术领域，其公开了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，该返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，该返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室，该第一颗粒输送室的顶部形成有入口，该入口用于连接燃料反应器的出口；该返料脱炭机构位于该气化脱炭室的位置形成有第一开口，该第一开口一端与该返料脱炭室相连通，另一端与该燃料反应器相连通；该第一颗粒返料室形成有溢流口，该溢流口与返料斜管相连通。本发明专利技术强化了未燃尽炭和物料的接触和传质过程；结构简单，简化了操作程序，提高了集成程度；提高了燃料转化效率及能源利用率。

An integrated device for recycling carbon and carbon based on circulating fluidized bed

The invention belongs to the related technical field of energy saving, emission reduction and energy efficient utilization, and discloses an integrated device for returning material and decarbonization based on circulating fluidized bed. The integrated device for returning material and decarbonization comprises a returning material and decarbonization mechanism, which comprises a first particle conveying chamber, at least two gasification and decarbonization chambers connected sequentially, and a circulating fluidized bed. A first particle return chamber is formed at the top of the first particle conveying chamber with an inlet for connecting the outlet of the fuel reactor. An overflow port is formed in the first particle returning chamber, and the overflow port is communicated with the inclined pipe. The invention strengthens the contact and mass transfer process between unburned carbon and materials, has simple structure, simplifies operation procedure, improves integration degree, and improves fuel conversion efficiency and energy utilization ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置
本专利技术属于节能减排及能源高效利用相关
，更具体地，涉及一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置。
技术介绍
现阶段，循环流化床作为反应器广泛应用于能源化工领域，本领域相关技术人员已经做了一些研究，如采用双循环流化床技术的化学链燃烧。化学链燃烧(chemicalloopingcombustion,简称CLC)具有无烟无氧的特性，且具备燃烧化学能梯级利用、抑制NOx生成、抑制有毒废气的生成和近零排放等优点，是实现节能减排和高效利用并且环境友好的重要革命性技术之一。化学链燃烧系统主要包空气反应器、燃料反应器、返料器和旋风分离器。针对固体燃料的化学链燃烧，由于固体燃料在燃料反应器内部通常转化不完全，因此常规设计方案是在燃料反应器出口处串联初级流动密封阀、脱炭器和次级流动密封阀来对未转化炭进行脱除和转化、固体氧载体的输运和两个反应器间气氛的隔绝，导致所述化学链燃烧系统的结构复杂，难以控制，体积较大，占用空间较多。相应地，本领域存在着发展一种系统集成度高且可柔性控制的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置的技术需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其基于现有化学链燃烧系统的工作特点，研究及设计了一种可柔性控制且集成度高的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置。所述返料脱炭一体化装置通入所述气化脱炭室的气化气对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室；进入所述第一颗粒返料室的氧载体经所述溢流口进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送，同时具备脱碳及返料的功能，提高了结构紧凑度及载体利用率，柔性控制能力及性能较好。此外，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体自上而下移动并自所述第一颗粒输送室的底部进入所述气化脱炭室，所述气化介质在所述第一颗粒返料室内自下向上移动，未转化炭的气化产物也因此由下向上移动，由此与由上向下移动的所述氧载体形成逆流移动床形式，强化了气固接触，提高了传热传质效率，提高了颗粒停留时间。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，所述返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，所述返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室，所述第一颗粒输送室的顶部形成有入口，所述入口用于连接燃料反应器的出口；所述返料脱炭机构位于所述气化脱炭室的位置形成有第一开口，所述第一开口与所述返料脱炭室相连通；所述第一颗粒返料室形成有溢流口，所述溢流口与返料斜管相连通；所述燃料反应器的燃烧产物经所述第一颗粒输送室的入口进入所述第一颗粒输送室，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体在所述第一颗粒输送室内自上而下移动并自所述第一颗粒输送室的底部进入所述气化脱炭室；通入所述气化脱炭室的气化气用于对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室；进入所述第一颗粒返料室的氧载体经所述溢流口进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送。进一步地，所述第一颗粒返料室采用水蒸气及二氧化碳中的一种或者两种作为松动介质及气化介质，所述气化介质在所述第一颗粒返料室内自下向上移动。进一步地，所述第一颗粒输送室内的颗粒呈移动床，以形成料封。进一步地，所述返料脱炭一体化装置还包括相串联的截止阀及背压阀，所述截止阀连接于所述第一开口，所述背压阀连接于所述燃料反应器的入口。进一步地，至少两个所述气化脱炭室的数量为两个，两个所述气化脱炭室通过第二水平通孔相连通，且两个所述气化脱炭室之间设置有活动的第二隔板，所述第二隔板的顶端为所述第二水平通孔的孔壁。进一步地，所述第二隔板通过上下移动来调节所述第二水平通孔的大小。进一步地，所述第一颗粒输送室为移动床结构；所述气化脱炭室为鼓泡流化床结构或者湍动流化床结构；所述第一颗粒返料室为鼓泡流化床结构。进一步地，所述气化脱炭室内还通入有流化介质，通过控制流化介质的速度使所述未转化炭与所述氧载体处于不同的床层高度，以实现所述未转化炭与所述氧载体的物理分离。进一步地，所述气化脱炭室内的工作温度位于常温与1000℃之间。进一步地，所述气化脱炭室内的流化介质为水蒸气及二氧化碳中的一种或者两种。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置主要具有以下有益效果：1.通入所述气化脱炭室的气化气对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室；进入所述第一颗粒返料室的氧载体经所述溢流口进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送，同时具备脱炭及返料的功能，提高了结构紧凑度及载体利用率，柔性控制能力高。2.所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体自上而下移动并自所述第一颗粒输送室的底部进入所述气化脱炭室，所述气化介质在所述第一颗粒返料室内自下向上移动，未转化炭的气化产物也因此由下向上移动，由此与由上向下移动的所述氧载体形成逆流移动床形式，强化了气固接触，提高了传热传质效率，提高了颗粒停留时间。3.所述第一颗粒输送室内的颗粒呈移动床输运形式，故可以克服所述燃料反应器及旋风分离器出口的压差，由此形成料封，实现了克服返料器与燃料反应器压差的作用。4.通过调整所述第二隔板的高度来控制炭颗粒在所述气化脱炭室内的停留时间，以提高未燃尽炭颗粒和氧载体的分离效率。附图说明图1是本专利技术第一实施方式提供的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置的结构示意图。图2是本专利技术第二实施方式提供的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置的结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一颗粒输送室，2-第一气化脱炭室，3-第二气化脱炭室，4-第一颗粒返料室，5-燃料反应器，6-截止阀，7-背压阀，8-溢流口。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1，本专利技术第一实施方式提供的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置同时具备脱炭器、返料器及流动密闭阀的功能，提高了装置的紧凑度及载体利用率，装置的柔性控制能力及性能均较高。所述返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构、截止阀6及背压阀7。燃料反应器5的出口连接于所述返料脱炭机构的入口，同时所述返料脱炭机构的一个出口依次通过所述截止阀6及所述背压阀7连接于所述燃料反应器5的入口，由此，所述燃料反应器5内产生的燃烧产物进入所述返料脱炭机构，且经所述返料脱炭机构处理后得到的还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其特征在于：所述返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，所述返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室(1)、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室(4)，所述第一颗粒输送室(1)的顶部形成有入口，所述入口用于连接燃料反应器(5)的出口；所述返料脱炭机构位于所述气化脱炭室的位置形成有第一开口，所述第一开口与所述返料脱炭室相连通；所述第一颗粒返料室(4)形成有溢流口(8)，所述溢流口(8)与返料斜管相连通；所述燃料反应器(5)的燃烧产物经所述第一颗粒输送室(1)的入口进入所述第一颗粒输送室(1)，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体在所述第一颗粒输送室(1)内自上而下移动并自所述第一颗粒输送室(1)的底部进入所述气化脱炭室；通入所述气化脱炭室的气化气用于对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器(5)或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室(4)；进入所述第一颗粒返料室(4)的氧载体经所述溢流口(8)进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送。...

【技术特征摘要】
1.一种基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其特征在于：所述返料脱炭一体化装置包括返料脱炭机构，所述返料脱炭机构包括依次相连通的第一颗粒输送室(1)、至少两个气化脱炭室及第一颗粒返料室(4)，所述第一颗粒输送室(1)的顶部形成有入口，所述入口用于连接燃料反应器(5)的出口；所述返料脱炭机构位于所述气化脱炭室的位置形成有第一开口，所述第一开口与所述返料脱炭室相连通；所述第一颗粒返料室(4)形成有溢流口(8)，所述溢流口(8)与返料斜管相连通；所述燃料反应器(5)的燃烧产物经所述第一颗粒输送室(1)的入口进入所述第一颗粒输送室(1)，所述燃烧产物携带的未转化炭及氧载体在所述第一颗粒输送室(1)内自上而下移动并自所述第一颗粒输送室(1)的底部进入所述气化脱炭室；通入所述气化脱炭室的气化气用于对所述未转化炭进行气化以生成气化气，所述气化气自所述第一开口进入所述燃料反应器(5)或者被所述氧载体进行就地转化，以实现所述氧载体与所述未转化炭的分离，同时，经脱炭纯化后的所述氧载体自所述气化脱炭室的底部进入所述第一颗粒返料室(4)；进入所述第一颗粒返料室(4)的氧载体经所述溢流口(8)进入所述返料斜管，由此完成颗粒输送。2.如权利要求1所述的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其特征在于：所述第一颗粒返料室(4)采用水蒸气及二氧化碳中的一种或者两种作为松动介质及气化介质，所述气化介质在所述第一颗粒返料室(4)内自下向上移动。3.如权利要求1所述的基于循环流化床的返料脱炭一体化装置，其特征在于：所述第一颗粒输送室(1)内的颗粒呈移...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海波，马琎晨，陈曦，郑楚光，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42