用于回收流化锅炉床料的系统和方法技术方案

技术编号:22569780 阅读:19 留言:0更新日期:2019-11-17 10:08
本发明专利技术涉及用于回收流化床锅炉床料的系统,包括:a.用于从流化床锅炉中移除床料的底灰去除装置,b.机械分级器(10),包括200至1,000μm的筛孔尺寸,设计为分离粗粒径部分和细粒径部分,c.磁力分离器(12),设计为将来自机械分级器的细颗粒部分磁力分级,d.用于将磁性颗粒部分再循环到锅炉中的装置。本发明专利技术允许钛铁矿床料的有效再循环和再利用。

System and method for recovering bed material of fluidized boiler

The invention relates to a system for recovering the bed material of a fluidized bed boiler, which comprises: a bottom ash removal device for removing the bed material from the fluidized bed boiler, B a mechanical classifier (10), including a sieve hole size of 200 to 1000 \u03bc m, which is designed to separate the coarse particle size part and the fine particle size part, C a magnetic force separator (12), which is designed to grade the fine particle part from the mechanical classifier by magnetic force, D A device for partially recycling magnetic particles into a boiler. The invention allows the effective recycling and reuse of ilmenite deposit material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于回收流化锅炉床料的系统和方法
本专利技术涉及在流化床锅炉,如循环流化床锅炉或鼓泡流化床锅炉的床管理循环和用于进行流化床燃烧的相应设置的环境中再循环流化锅炉床料的方法和系统。
技术介绍
流化床燃烧是众所周知的技术,其中燃料悬浮于固体颗粒材料,通常是硅砂和/或燃料灰的热流化床中。其他床料也是可能的。在该技术中,流化气体以特定的流化速度通过固体颗粒床料。床料用作质量和热载体以促进快速的质量和热传递。在非常低的气体速度下,床保持静止。一旦流化气体的速度上升到在此速度下流化气体的力与作用于颗粒上的重力平衡的最小流化速度以上时,固体床料在很多方面表现出与流体类似并且认为床被流化。在鼓泡流化床(BFB)锅炉中,流化气体通过床料在床中形成气泡,促进气体传送通过床料,并且允许在与炉排燃烧相比时更好地控制燃烧条件(更好的温度和混合控制)。在循环流化床(CFB)锅炉中,流化气体以流化速度通过床料,其中大部分颗粒被流化气流带走。然后,通过例如旋风分离器,将颗粒从气流中分离,并且通常通过环封再循环回到炉中。通常使用含氧气体,通常是空气或空气和再循环的烟道气的混合物作为流化气体(所谓的一次含氧气体或一次空气)并从床下方或从床的下部通过床料,从而充当燃烧所需的氧气源。进料至燃烧器的一部分床料随着离开锅炉的各种灰流,特别是随着底灰从锅炉中逸出。去除底灰,即床底的灰,通常是连续过程,进行其以从床中除去碱金属(Na,K)和粗无机颗粒/块以及在锅炉运行期间形成的任何附聚物,并且保持床中足够的压差。在典型的床管理循环中,随着各种灰流损失的床料用新鲜床料补充。由现有技术已知在CFB方法中用钛铁矿颗粒代替部分或全部二氧化硅砂床料(H.Thunmanetal.,Fuel113(2013)300-309)。钛铁矿是一种天然存在的矿物,其主要由铁钛氧化物(FeTiO3)组成,并可以反复氧化和还原。由于钛铁矿的还原/氧化特性,这种材料可以用作流化床燃烧中的氧载体。与非活性床料,例如100wt.-%的硅砂或燃料灰颗粒相比,采用包含钛铁矿颗粒的床,燃烧过程可以在较低的空气-燃料比下进行。本专利技术所要解决的问题是为含钛铁矿的床料提供如上所述的改进的方法和系统。
技术实现思路
根据本专利技术的系统包括以下元件:a.底灰去除装置,用于从流化床锅炉中除去床料,b.机械分级器,包括200至1,000μm的筛孔尺寸,设计为分离粗颗粒和细颗粒部分,c.磁力分离器,设计为磁性分级机械分级器中的细颗粒部分,d.用于将磁性颗粒部分再循环到锅炉中的装置。首先,在本专利技术的上下文中解释几个术语。流化床锅炉是本领域熟知的术语。本专利技术可以特别适用于鼓泡流化床(BFB)锅炉和循环流化床(CFB)锅炉。底灰去除装置在本领域中是已知的,并且将锅炉底灰连同床料一起去除。本专利技术意义上的底灰去除装置可以是用于底灰再循环的现有系统的一部分。本专利技术的目的是改善可重复使用的钛铁矿床料与底灰的分离,使得允许将去除的钛铁矿床料有效地再循环/回收返回锅炉中。本专利技术认识到,钛铁矿颗粒可以方便地与锅炉灰分离,并且即使在长期用作流化床锅炉中的床料之后,钛铁矿仍然显示出非常好的载氧性能和将一氧化碳(CO)氧化为二氧化碳(CO2)的反应活性,所谓的“气体转化率”,和良好的机械强度。具体地,本专利技术认识到,在锅炉中延长停留时间后,钛铁矿颗粒的磨损率出乎意料地降低,并且在钛铁矿长时间用作床料后机械强度仍然非常好。这是出乎意料的,因为钛铁矿颗粒在经历初始活化阶段之后由于它们在流化床锅炉中燃烧期间经历反复的氧化还原条件而经受化学老化,并且与锅炉结构的物理相互作用引起钛铁矿颗粒的机械磨损。因此,预期在流化床锅炉的燃烧期间,钛铁矿颗粒的载氧能力及其耐磨性会迅速劣化。本专利技术认识到,鉴于良好的耐磨性,通过将分离的钛铁矿颗粒再循环到锅炉床中可以利用使用的的钛铁矿颗粒的出乎意料良好的载氧性能。这减少了向锅炉供应新鲜钛铁矿的需要,其转而显著降低了天然资源钛铁矿的总体消耗并使燃烧过程更加环境友好且更经济。此外,将钛铁矿从灰分中分离并再循环至锅炉中使得可以控制床中的钛铁矿浓度并使操作便利。此外,本专利技术的床管理循环通过允许将新鲜钛铁矿的进料速率与灰分去除速率,特别是底灰去除速率脱离,进一步提高燃料的灵活性。因此,燃料中灰分含量的变化变得较不显著,因为可以应用更高的底床再生速率而不会从系统中损失钛铁矿。本专利技术将使用200至1,000μm的筛孔尺寸的第一机械分级和随后的细颗粒部分的磁力分离组合以回收钛铁矿以再循环到锅炉中。本专利技术已经发现,底灰中的大部分钛铁矿包含500μm或更小的粒径,使得机械分级器提供具有更均匀的尺寸分布的细颗粒部分,同时仍然包含大部分的钛铁矿颗粒。第二步中的磁力分离可以更有效地进行。初始机械分级具体有三个目的。首先,其有助于保护磁性分离器免受如钉子的大型铁磁物体的损坏,其否则会损坏磁力分离器或其部件。其次,其通过减少质量流量而减少磁力分离器上的负荷。第三,其使得磁力分离器的操作更简单,因为其产生更窄的粒径分布。优选地,机械分级器包含300至800μm,优选400至600μm的筛孔尺寸。典型的优选筛孔尺寸尺寸为500μm。这足以除去大部分粗底灰物质。在特别优选的实施方式中,机械分级器包括旋转筛,发现其可以有效地对底灰进行预分级以去除粗颗粒。在本专利技术的一个实施方式中,机械分级器还包括在具有如上定义的筛孔尺寸的机械分级器(例如,旋转筛)之前的初级筛,以分离具有粒径2cm或更大的粗颗粒,例如高尔夫球尺寸的粗颗粒附聚物。在本专利技术的另一个实施方式中,该系统可以包括初级分级器,其在主权利要求的特征b.的机械分级器和磁力分离器之前分离非常细的颗粒并将那些细颗粒再循环到锅炉中。该初级分级器可以包括回收非常细的颗粒部分的空气分级器。该系统可以包括用于在磁力分离器之前将细长的铁磁物体与灰物流分离的装置。机械分级器可以包括狭缝筛孔以去除倾向于堵塞筛孔并影响后续步骤中的磁力分离的小片的细金属线或钉。优选地,磁力分离器在床料的输送装置的表面上包括2,000高斯或更大,优选4,500高斯或更大的场强。发现其有效地将钛铁矿与颗粒流中的灰分和其他非磁性颗粒分离。本专利技术的另一个独立实施方式是利用具有如上所述的场强或场强度的磁力分离器,而无需事预先机械分级或机械筛分。虽然在磁力分离之前的机械分类是有利的,但在另一个实施方式中,本专利技术是仅包括这种磁力分离器的系统。本专利技术的另一个实施方式是包括用所述的场强度的磁力分离步骤而无需预先机械分级或筛分的方法。优选地,磁力分离器包括稀土辊(rearearthroll)(RER)或稀土鼓(rearearthdrum)(RED)磁体。相应的磁性分离器本身是本领域已知的,并且,例如,可获自EriezManufacturingCo.(www.eriez.com)。稀土辊磁力分离器是高强度、高梯度、永磁分离器,用于从干产品中分离磁性和弱磁性的铁颗粒。底灰流在带上传送,该带绕包含稀土永磁体的辊或鼓本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于回收流化床锅炉床料的系统,包括:/na.底灰去除装置,用于从流化床锅炉中除去床料,/nb.机械分级器(10),包括200至1,000μm的筛孔尺寸,设计为分离粗粒径部分和细粒径部分,/nc.磁力分离器(12),设计为将对来自所述机械分级器的细颗粒部分磁分级,/nd.用于将磁性颗粒部分再循环到所述锅炉中的装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 EP 17166323.01.一种用于回收流化床锅炉床料的系统,包括:
a.底灰去除装置,用于从流化床锅炉中除去床料,
b.机械分级器(10),包括200至1,000μm的筛孔尺寸,设计为分离粗粒径部分和细粒径部分,
c.磁力分离器(12),设计为将对来自所述机械分级器的细颗粒部分磁分级,
d.用于将磁性颗粒部分再循环到所述锅炉中的装置。


2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述机械分级器(10)包括300至800μm,优选400至600μm的筛孔尺寸。


3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述机械分级器(10)包括旋转筛。


4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述机械分级器还包括在所述旋转筛(10)之前的初级筛以分离具有2cm或更大的粒径的粗颗粒。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统,还包括用于在所述磁力分离器(12)之前从所述灰分流中分离细长的铁磁性物体的装置。


6.根据权利要求5所述的系统,其中,用于在所述磁力分离器(12)之前从所述床料中分离细长的铁磁性物体的所述装置包括狭缝筛孔。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统,其中,所述磁力分离器(12)在所述床料的输送装置的表...

【专利技术属性】
技术研发人员:米卡埃尔·伊斯拉埃尔松本特阿克·安德松拉尔斯·比尔莱因
申请(专利权)人:因姆普朗伯德公司
类型:发明
国别省市:瑞典;SE

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