流化床气化炉制造技术

一种用于气化可燃物的流化床气化炉，包括：　　　　流化床，其具有大致矩形水平横截面，流化介质的循环流形成在所述流化床中，供应到所述流化床的可燃物在所述流化介质的循环流中被气化以产生气体和焦炭；　　　　至少一个不可燃物排放部，其限定在所述流化床的至少一侧，用于排放流化介质和与流化介质相伴的不可燃物，所述至少一个不可燃物排放部布置在所述流化床的下端。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用在气化和结渣燃烧系统中的流化床气化炉，用于气化可燃物，包括城市废物、工业废物、生物体等等，将生成气体和焦炭(固态碳)传送到结渣燃烧炉，并且在结渣燃烧炉中在高温下燃烧气体和焦炭并熔化灰烬。
技术介绍
近年来，人们采用一种方法在流化床气化炉内的还原气氛中气化(热解)废物例如城市废物、工业废物、生物体或医疗废物，将气化产生的气体、焦炭和灰烬引入结渣燃烧炉(熔融炉)，并且在结渣燃烧炉中在高温下燃烧气体和焦炭以及熔化灰烬。例如，一种传统的流化床气化炉公开于日本专利公开文献No.2-147692中。在该文献公开的流化床气化炉中，通过使从炉底喷出的气化剂具有不同的质量速度，流化介质的循环流产生在流化床中，从而气化即使是由流化床中的煤产生的非常小的焦炭颗粒。然而，所公开的流化床气化炉着眼于用于防止焦炭从气化炉飞散的设计，因为这种气化炉不预期在气化炉的后续阶段提供结渣燃烧炉。一种流化床气化和结渣燃烧系统(熔融炉系统)包括一个双段炉结构，该结构包括位于第一段中的气化炉和位于后续区段中的结渣燃烧炉。在流化床气化和结渣燃烧系统中，气化炉用于产生可燃物和灰烬的精细颗粒，并将它们保持高发热量状态输送到结渣燃烧炉中。另外，气化炉应当优选具有缓冲功能，用于吸收被处理材料的质和量的波动，使生成气体的质和量的波动平均化，并将生成气体输送到后续区段。具体地讲，流化床气化炉中，气化的材料例如废物需要维持稳定。另一种流化床气化炉公开于日本专利公开文献No.7-332614中，其为本申请人的较早专利申请。根据该专利申请中的流化床气化炉，由于流化床的温度相对较低，热解气体和热解残余物被稳定地供应到旋流型结渣燃烧炉中，因此高度稳定的燃烧状态可以建立在旋流型结渣燃烧炉中。所以，旋流型结渣燃烧炉中的温度可以维持稳定于使灰烬结渣所需的最低温度级别。出于这些原因，熔渣可以稳定地从结渣燃烧炉排出，并且由于熔渣的稳定质量，可以充分防止重金属被洗提。另外，由于旋流型结渣燃烧炉中没有异常高温，因此可以延长旋流型结渣燃烧炉的耐火材料的使用寿命。此外，由于废弃物被它们自身的热量热熔化，因此炉和整个系统可以紧凑化，并且燃烧废弃物所需的投入气体总量可以减小(所谓的低空气比燃烧)。因此，气化和结渣燃烧系统中的流化床气化炉在技术概念上完全不同于在气化和结渣燃烧系统被研制出来被用作焚化炉的流化床炉。当流化床气化炉中的部分燃烧的比例下降并且流化床的温度下降时，流化介质中焦炭的浓度必然增加。如果焦炭与不可燃物一起从系统排出，则会发生热损耗。所以，重要的是防止焦炭从流化床气化炉排出。由于流化介质在流化床中激活性流化，因此为了防止焦炭被排出，必须将焦炭高效地与不可燃物分离。所以，具有圆形水平横截面的传统流化床气化炉需要能够高效地将不可燃物(流化介质)和焦炭彼此分离。一种循环式流化床炉可以非常有效地在流化床中形成流化介质的循环流，从而扩散热量并且防止热量局部滞留。一种现有的鼓泡流化床炉的问题在于，由于流化介质在横向上的扩散力较弱，被处理材料被排放的区域的温度(发热密度)增加，并且被处理材料未被充分扩散的区域的发热密度降低。本专利技术的目的是解决上述问题并因此而使流化床炉紧凑。具体地讲，流化介质的循环流被形成，以使整个流化床中的温度均匀化，并且防止热量在流化床中局部化。因此，可以防止因形成在局部高温区中的渣块而出现流化异常状态。尽管公开于前述日本专利公开文献No.7-332614中的流化床气化炉仅被当作一个例子描述，但在气化和结渣燃烧系统的流化床气化炉中，倾斜炉底、被称作导流器的反射壁以及用于产生来自炉底的流化气体的不同速度的被适当组合以产生流化介质的循环流。通过采用这些元素(或因素)的适当组合以形成流化介质的循环流的做法没有公开于前述日本专利公开文献No.2-147692中。如果焦炭与不可燃物一起从不可燃物排出装置排除，并且炉中的气体不能充分地密封于不可燃物排放滑槽中，则与不可燃物一起排出的焦炭可能会在不可燃物排放滑槽中燃烧，因此趋向于产生渣块。为了形成流化介质的循环流，新的气化炉需要在所有时间将流化气体以流化介质流动化所需的最小流率(单位Umf“最小流化速度”)从炉底引入流化床气化炉中，从而，满足避免在流化床气化炉中出现流化异常状态的要求。要求有气化和结渣燃烧系统来处理大量的废弃物。焚化设备的焚化炉中的炉床负荷值(炉床每单位面积在单位时间中可处理的材料重量)大约在400至500kg/m2·h的范围内。另一方面，气化炉中的炉床负荷值大约在900至1200kg/m2·h的范围内，远大于施加在焚化炉中的炉床上的负荷。废弃物可能包含各种不可燃物例如有价值的金属、玻璃、碎屑等。如果废弃物包含这些不可燃物，流化床中的不可燃物的总量与废弃物投入量的比例必然大于传统的焚化炉，并且未被气化的不可燃物聚集在流化床中。因此，流化介质中的不可燃物的浓度趋向于相对变高。随着流化介质中的不可燃物的浓度增高，流化异常状态的可能性增大。因此，将不可燃物从流化床流畅地排出以使气化和结渣燃烧系统稳定操作是一项重要课题。然而，现已发现具有圆形水平横截面炉床的气化炉对于该课题而言是不利的。此外，在气化和结渣燃烧系统中，保持流化床炉中负压和防止气体成分(未燃气体)从流化床炉泄漏是必需的绝对条件。所以，必须采取一切措施来流化床炉内压力的密封性，并且新的气化炉必须满足这一要求。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述缺点而研制的。本专利技术的目的是提供一种流化床气化炉，其能够稳定地持续气化过程，高效地筛分流化床中的焦炭和流化介质并将焦炭转化成精细颗粒，将焦炭的精细颗粒供应到结渣燃烧炉，防止焦炭被引入排放路径中的不可燃物中，并且使包含不可燃物的流化介质通过不可燃物排放路径而不停滞地从流化床流畅落入不可燃物排放装置中，同时，为不可燃物排放路径提供优异的密封性能。本专利技术的另一个目的是提供一种流化床气化炉，其能够在维持上述功能的前提下增大炉床尺寸。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供了一种用于气化可燃物的流化床气化炉，其包括流化床，其具有大致矩形水平横截面，流化介质的循环流形成在所述流化床中，供应到所述流化床的可燃物在所述流化介质的循环流中被气化以产生气体和焦炭；至少一个不可燃物排放部，其限定在所述流化床的至少一侧，用于排放流化介质和与流化介质相伴的不可燃物，所述至少一个不可燃物排放部布置在所述流化床的下端。通过上述结构，由于流化床具有大致矩形水平横截面，并且流化床具有循环流，循环流包括流化介质的下降流(下降流化床)和流化介质的上升流(上升流化床)。所以，对应于上升流化床的炉床宽度同对应于下降流化床的炉床宽度相比没有变小，这不同于传统的圆柱形流化床气化炉。所以，流化床中的流化介质的移动距离可以加长。这样，焦炭被充分转化为精细颗粒，并且焦炭和不可燃物可被高效气化。从而可以防止焦炭进入不可燃物排放部。由于通过在流化床的一侧(或一对面对侧)限定不可燃物排放部(或多个部分)可以增大不可燃物排放部(或多个部分)的面积，因此流化介质被抽取以排放不可燃物的速度可以减小，因此可以抑制焦炭与从炉排出的不可燃物混合。由于用于排放流化介质和与流化介质相伴的不可燃物的不可燃物排放部连续设置在流化介质的循环流下面，因此不可燃物排放部之间的部分不像传统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：石川龙一，乡家千贺男，小杉茂，长洋光，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：