一种循环流化床式反应器，包括通过加速管道（４）与离心分离器（２）连接的反应室（１），该离心器用于从到达所述反应室（１）的热气体中分离出颗粒，其特征在于，所述加速管道（４）至少部分地设置于所述反应室（１）上部，并且所述离心分离器（２）具有基本直的垂直壁。（*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】
本专利技术涉及固气反应与能量生产的循环流化床反应器和锅炉。
技术介绍
所述反应器包括进行固气反应的反应室、离心分离器和至少一个反应室温度调节热交换器。所述锅炉包括燃料进行燃烧的燃烧室、离心分离器和至少一个反应室温度调节热交换器。为了简化起见，在本申请的技术状况中仅描述具有循环流化床的锅炉的情况。这种燃料在由空气中呈悬浮状的颗粒构成的流化床中循环。这种流化作用将所述颗粒带到燃烧室或反应室上部，在这里它们被排出到循环部分的离心分离器，该离心分离器能够将所述颗粒与烟分离。烟在该燃烧室中的速度是3-6.5m/s，而在分离器轴中的速度是4-6.5m/s。所述烟中的固体颗粒负载量可以达到20kg/Nm3，并且循环颗粒的粒度小于500μ。这种离心分离器包括涡流式垂直室，该室有垂直壁、至少一个置于分离器上部的接收待净化的烟的进口、至少一个已净化烟排出口和至少一个已分离颗粒的排出口，该排出口置于分离器下部并且与燃烧室底部相连。已净化烟的排出口安放在分离器上部，即在分离这些颗粒的区域上面。分离器壁向下收缩以将被捕获的颗粒引导到下排出口。根据这种分离器的形状，所述下部是圆锥形的。让一部分被捕获的颗粒通过冷却平行回路使其冷却，再将其加到燃烧室或反应室底部，它们在这里重新开始新的循环，以维持在该燃烧室或反应室中的流化床，另一部分颗粒直接被再加到所述燃烧室或反应室底部。这种回路构成了反应室的固体环路。为了减少SO2的排放率，将石灰石颗粒加到循环流化床中。但是，所述颗粒在每次通过所述燃烧室或反应室时仅被部分地硫酸化。因此，应该保证所述颗粒在循环流化床中的停留时间尽可能长。所述烟在通过一组位于锅炉后壳体中的交换器后被排到大气中，其在交换器中被冷却。可以通过位于布管或未布管的外部床中的流化床式交换器来控制燃烧室或反应室的温度，所述交换器可以与燃烧室或反应室底部连接。位于该燃烧室或反应室中的所述交换器是呈L或U形和/或Ω管板形的交换器。在反应室固体环路中循环的所述颗粒对该循环中某些部件的壁来说腐蚀性非常强，所述部件例如是燃烧室或反应室底部、分离器、进口管道和固体返回管道，这需要使用很厚的耐火材料覆盖所述壁。这使得锅炉的生产成本增加很多并且悬重也显著增加。悬重的增加使得必须提供支撑所述部件的增强构架。所述耐火材料具有很高的热惰性，这使得当锅炉停止和再启动时增加了其加热时间和冷却时间。还可以通过由散热片连接的平行管来做成分离器的某些壁，让例如水和/或蒸汽的载热流体通过该管，于是，所述管构成了冷却表面。如此冷却的壁能够降低所需耐火材料层的厚度。但是，用于分离器圆形几何结构的所述壁的制造很复杂、成本也很高。事实上，水在所述壁中的循环需要许多的加水管、排水管和连接管。另外，通过由管道被此连接的分立部件来构成的所述反应室的固体环路具有很大的体积和重量，所述管道用于循环固体或气体。因此，如欧洲专利EP 481 438和欧洲专利EP 730 910中所描述的，通过为非圆截面的离心分离器创建平面壁而优化了所述设备。所述解决方案能够在分离器壁上使用一层薄的耐火材料，因而减轻了重量。所述解决方案还能够设计一种当希望提高设备功率时可以复制的组件。但是，由于所述烟通过不能使所述烟中的颗粒和气体充分加速的孔而进入所述离心分离器中，因此这类解决方案不令人满意。由于其速度不够，所以在所述分离器中难以实现颗粒的分离。这致使从分离器出口排出的烟中的颗粒从所述床流失。从燃烧室中传热、在燃烧室中细热颗粒的硫酸化率和在燃烧室或反应室中细碳颗粒的氧化作用来看，这是非常不利的。所述细颗粒在几乎完全硫酸化或氧化之前就已经被排到大气中。如同本申请人的欧洲专利申请EP 01 402 809.6中提出的，将后壳体壁作为燃烧室或一方面是反应室且另一方面是离心分离器的冷却共用壁，以便能将加速管道置于燃烧室或反应室与分离器之间。这个组合体构成了基础组件(基本模块)。所述加速管道能使所述烟在管道进口以15-20m/s、在管道出口以25-35m/s通过，这能够使所述固体颗粒加速，从而在离心作用下使其更好地分离，还能够使烟中颗粒在所述管道的壁上进行预分离。另一个基本特征在于分离器下部呈锥形，这种呈锥体的形状能够避免烟的涡流流动在其下部壁上被弹回。但是，所述基础组件的结构迫使将燃烧室(或反应室)、分离器和后壳体安排成直角，该分离器具有与后壳体共用的壁。当希望提高所述设备的功率时，应该增加分离器的数量，并且所述基础组件的形状使得通过三个分离器进行奇数装配很不容易。
技术实现思路
本专利技术既简单又经济，同时不管所希望的分离器数量如何，其仍是组件，并且在所述分离器中提供了极好的颗粒分离，本专利技术能很容易地增加容量，最大地增加共用壁的表面积，减少所使用的耐火材料、膨胀节、重量、构架和体积，同时还能改善加热和冷却的时间以及颗粒在所述回路中的循环，并且减少了维护。本专利技术还能在所述反应室上部进行所述颗粒的预分离。本专利技术同时还能够获得很好的分离器的分离性能，并且因而获得更好的细颗粒的内循环比率，从而增加了颗粒的停留时间，没有进行反应的反应物减少，并且对于所述锅炉而言，加入的石灰石的硫酸化比率增加，这能够减少加入的石灰石量。所述颗粒内循环的增加还能使所述反应室上部的交换系数增加，并且在所述床中循环时，较高含量的细颗粒也降低了其腐蚀性。从分离器逃逸的飞灰部分被减少，这降低了腐蚀作用、污染和由分离器下游的后壳体的热交换器所产生的CO的二次排放。本专利技术涉及一种循环流化床式反应器，该反应器包括反应室，该反应室通过加速管道与离心分离器连接以从到达所述反应室的热气体分离出颗粒，其特征在于，所述加速管道至少部分地被安置在所述反应室的上部，并且所述离心分离器具有基本上是直的垂直壁。在所述反应室中安置所述加速管道能使烟在该室顶部离心水平流动，这使所述颗粒以垂直约6m/s，水平约16m/s通过。所述解决方案能够缩短反应室与分离器之间的距离，同时还能够使用加速管道来改善分离器的分离性能。本专利技术还能够在外壁面(也称为拱背)和顶部上将所述反应室的管用作管道壁。所述反应室还确保了对所述管道的支撑。由于所述管道与所述反应室部分整合(集成)在一起，因此所述结构可达到非常高的紧凑性。上述典型的圆形截面分离器可以用特别是方形或矩形的多角形截面分离器来代替。根据本专利技术的特定特征，所述加速管道被全部安装在所述反应室的上部。如果希望最大地缩短该室与分离器之间的距离，则将全部加速管道整合到该反应室中就足够了。根据本专利技术的第一形态，所述加速管道包括与该管道的外壁面基本垂直的进口。所述管道分成两部分，前部分和后部分，它们是在彼此的延长部分中。在这种情况下，该管道的底面只是与管道外壁面平行的反应室壁宽度的一部分，因此可以构成所述外壁面。根据本专利技术的第二形态，所述加速管道包括与管道外壁面基本平行的进口。管道的所述两个部分构成一个角。所述结构比较容易构造。所述管道的底面是与该管道外壁面平行的反应室壁的整个宽度，因此可以构成所述外壁面。根据另一个特征，所述离心分离器包括与反应室共用的壁。所述分离器的壁完全如所述反应室的壁一样是直的，其可以是拼接的。所述壁可以是单的或双的。根据本专利技术的特定特征，所述离心分离器包括与所述后壳体共用的壁。为了进一步降低所述反应器的制造成本，将本文档来自技高网...
【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：D·巴廖内，
申请(专利权)人：阿尔斯通瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：
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