一种用于旋转流化床气化器的固定式送料装置制造方法及图纸

一种旋转流化床气化器（１）包括：一个燃烧室组件（５）和一个固定式送料导管（３），该送料导管将碳素物和／或石灰石从气化器（１）的外面送入，并通过燃烧室组件（５）的旋转薄壁将所述材料传送到燃烧室组件（５）的气化室中，其中固定式送入导管（３）被设置在燃烧室组件（５）的中央，从而保证燃烧室组件（５）的可旋转内部组件围绕固定式导管（３）旋转。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新颖的旋转流化床气化器，该气化器既可以安装在使煤气化并充分燃烧以产生蒸气的电站锅炉、热处理炉上，也可以固定在气体涡轮机上以便能够提供降低了SOx和NOx的排放物。具体而言，本专利技术涉及一种将煤和石灰石通过燃烧室组件的旋转部分或后挡板而送入气化器旋转床的装置。
技术介绍
由于石油价格昂贵且原子能具有固有的危险，科学家和工程师又将煤作为一种价格低廉而又易得的能源。煤燃烧产生热量以便在快装锅炉中产生蒸气。蒸气既可以用来驱动涡轮机使发电机转动而产生电能，也可以用于工业生产过程之中。遗憾的是，煤的燃烧产生对环境十分有害的SOx和NOx。用于传统煤粉锅炉的燃烧器的效率很低，因为它需要许多能源，需要昂贵的煤粉，且必须使用昂贵的湿式除尘器以减少SOx排放物并且产生了含有所不希望的高NOx含量的废气。另外，通过喷入铵或尿素进行选择性催化还原，一般NOx的含量被降低，但是这样会产生氨，并且添加的溶液也很昂贵。为了克服上述传统的粉煤燃烧器的缺点，提供一种利用煤产生能源的更有利于环境保护的装置，本专利技术人调查了利用旋转流化床燃烧室作为燃煤锅炉的燃烧器的使用情况。早期有关旋转流化床燃烧室的研究是在1977年8月2日公布的美国专利NO.4,039,272(Elliott)中提出的，并且在应用科学出版公司(Applied Science Publishers Ltd.)出版的《应用能源》(AppliedEnergy)第3卷(1977年)第65～73页中发表的由C.I.Metcalfe和J.R.Howard合著的论文“旋转流化床中的流化作用和气体燃烧”(“Fluidisation and Gas Combustion in a Rotating Fluidised Bed”)及《国际化学工程论丛》(I.Chem.E.Symposium Series)第43卷第11-1到11-6页中发表的J.Broughton和D.E.Elliott的论文“离心流化床中的热传递及燃烧”(“Heat Transfer and combustion inCentrifugal Fluidized Beds”)中也有论述。所有上述旋转流化床燃烧室都是指煤在滚筒或燃烧室组件中燃烧，滚筒或燃烧室组件绕其纵向轴线旋转，从而形成一个大体上垂直的床。美国专利NO.4,039,272(Elliott)公开了一种设备，该设备用于在包括带环形透气壁的旋转滚筒的流化床上发生反应。在工作过程中，粒子床由旋转滚筒的环形薄壁支承，反应物被送入床中。流化气体通过滚筒的环形薄壁。设有一个接收器用来贮存由流化气体从粒子床上带走的小颗粒。当操作停止时，这些小颗粒返回到粒子床上。也可以设有一个贮存器用于在反应开始后将较大的颗粒注入粒子床。上面所参考的只公开了沿垂直方向安装的旋转流化床燃烧室。公布于1991年12月10日的美国专利No.5,070,821(Virr)公开了一个沿水平方向安装的旋转流化床燃烧室，它包括一个旋转滚筒，该滚筒有一个可沿圆周方向延伸的透气性薄壁；一个通过该薄壁将流化气体送入滚筒的装置；一个粒子床，至少当气化器工作时，该粒子床由薄壁内表面支承并由流化气体进行流化；一个从气化器外面接收碳素物并将碳素物送入滚筒的出口装置；一个将蒸气送入滚筒的装置；一个具有混合区和固氮区的脱-NOx管；一个安装在混合区和固氮区之间的二次空气引入装置以及一个安装在脱-NOx管和主锅炉或炉子之间的三次空气引入装置。根据Virr专利的滚筒、即燃烧室组件的旋转部分是通过马达驱动的传动皮带和轴来带动旋转的。该轴包括一轴杆、油封、内壳、外壳和轴承。该轴被连接到旋转外壳的分配板上。煤和石灰石通过安装在旋转滚筒开口侧的槽而被送入流化床中，该槽朝向脱-NOx管。所有上述旋转燃烧室，由于缺少将燃料和其它装置如点火燃烧器引入旋转滚筒内的旋转床上的具体方法而受到限制，在美国专利NO.5,070,821中描述的将煤和石灰石送入旋转床中的常规方法是通过设置在旋转滚筒开口侧内的、即最接近脱-NOx管侧的槽而将煤和石灰石送入的。在该装置中，煤和石灰石被送入旋转滚筒开口侧或该开口侧附近，这种设置通常将燃料置于高温和过早碳化状态之中。遗憾的是，旋转流化床气化器有一个十分困难的技术问题即将燃料和石灰石送入旋转滚筒而并不产生过早碳化或由于燃料与蒸气一起被带走而引起的燃料的普遍损失。这不仅效率低而且会由于无气化的或碳化的燃料从气化器进入到锅炉而导致下游锅炉中的SOx和NOx的含量增加。本专利技术设计了一种将燃料和石灰石送入旋转流化床气体器的独特的送料机构，它能够避免燃料的过早碳化并避免与蒸气一起带走燃料。本专利技术还具有许多优点，其将在下面的描述中显而易见。专利技术概述一种旋转流化床气化器，它包括一个具有可旋转的内部组件和固定的外部组件的燃烧室组件，其中可旋转的内部组件包括一个沿圆周方向延伸的透气性薄壁和一个与该沿周向延伸的薄壁垂直设置的旋转薄壁，以便于在这两个薄壁之间形成一个气化室，而固定的外部组件包括一个围绕着可旋转的内部组件设置的固定壳体或套；一个通过沿周向延伸的薄壁将流化气体送入气体室中的装置；一个粒子床，至少当气化器工作时，该粒子床由沿周向延伸的薄壁的内表面支承并被流化气体流化；一个将碳素物从气化器外面送入并将该碳素物输送到气化室中的装置，将碳素物送入气化室中的该装置是一个固定导管，它被设置在可旋转的薄壁内的中央，从而使可旋转内部组件围绕该固定导管旋转；一个将蒸气送入气化室中的装置；一个具有混合区和固氮区的脱-NOx管；一个位于混合区和固氮区之间的二次空气引入装置；以及一个位于脱-NOx管和主锅炉或炉子之间的三次空气引入装置。该气化器还能够将石灰石和蒸气通过固定导管送入气化室中。同样也可以将检测气化室内反应状态的装置设置在固定导管中。使燃烧室组件的可旋转内部组件围绕固定导管旋转的装置包括一个驱动装置；将驱动装置与可旋转内部组件连接的装置，其中该连接装置被设置在固定导管的周围且被固定到可旋转的内部组件上；以及设置在可旋转内部组件的围绕固定导管的那部分外表面和固定外部组件的围绕固定导管的那部分内表面之间的轴承组件。最好在可旋转内部组件和固定外部组件之间设有旋转式密封装置。该气化器的燃烧室组件还可包括设置在旋转薄壁和气化室之间的绝热层。该绝热层最好呈锥形，使得该绝热层的中央部分相对于与粒子床相连接的绝热层的那部分是凹下的。绝热层凹下的中间部分被设置在固定导管的出口周围。气化器最好是水平放置，使得燃烧室组件的可旋转内部组件围绕其水平轴线旋转而在气化室中形成一个沿水平方向倾斜的粒子床。可以任选地设置与旋转薄壁对置并围绕着沿周向延伸的薄壁的隔墙或溢流坝，以便使粒子床的多余粒子能溢出隔墙而进入处于气化室和脱-NOx管之间的离心部分中。氧化多余粒子的装置可选择地连接到离心部分上，由此将多余粒子所含的硫化钙被转化成硫酸钙。本专利技术还包括一个从碳素物的燃烧中产生蒸气的一个系统，它包括上述的旋转流化床气化器；一个主锅炉，其中三次空气引入装置被设置在脱-NOx管和主锅炉之间；一个过热器；一个节煤器；一个集尘室和烟囱。本专利技术的其它目的、优点和特征可通过参照下面的说明部分和附图加以理解。其中相同的部件采用相同的标号。附图简述附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转流化床气化器，包括：一个燃烧室组件，它包括一个可旋转的内部组件和一个固定的外部组件，所述可旋转的内部组件包括一个沿周向延伸的透气性薄壁和一个与所述沿周向延伸的薄壁垂直的可旋转薄壁，以便于在这两薄壁之间形成一个气化室，所述的固定外 部组件包括一个围绕着可旋转的内部组件设置的固定壳体；一个将流化气体通过所述沿周向延伸的薄壁送入所述气化室中的装置；一个粒子床，至少当所述气化器工作时，该粒子床由所述沿周向延伸的薄壁的内表面支承并由所述流化气体将其流化；以及一个将 碳素物从所述气化器外面送入并将所述碳素物传送到所述气化室中的装置，将所述碳素物送入所述气化室中的所述装置是设置在所述可旋转薄壁中央的一个固定导管，因此所述可旋转的内部组件能够绕所述固定导管旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ维尔，
申请(专利权)人：施平希特有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]