包括有分离器-冷却器的流化床反应器及其操作方法技术

一种流化床反应器及其操作方法，其中一包括燃料的粒料床形成在一加热炉段内。在此加热炉段的邻近设有一分离器－冷却器，用来接收来自此加热炉段内的粒料。此种粒料有选择地通过此分离器－冷却器，并在从该分离器－冷却器排出之前冷却。（*该技术在2013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流化床反应器及其操作方法，更具体地说，涉及这样一种流化床反应器，它包括一位于其邻近的分离器-冷却器，用来控制床料的循环与温度。燃烧器、蒸汽发生器等之类的反应器是利用流化床作为主要的热发生源的。在这类装置中，是让空气通入此反应器的加热炉段，然后通过一其中装有粒料的床，此种粒料包括煤一类的化石燃料与石灰石一类用以吸附因煤燃烧所产生的硫的吸附剂二者的混合物。上述空气使床流化，促进燃料的燃烧。当这种反应器是用作蒸汽发生器时，由燃料燃烧所产生的热则被用来把水转变为蒸汽。流化床反应器把高放热、高的硫吸收、低的氮的氧化物排出物与燃料的机动性，作出了引人注意的结合。最具代表性的流化床燃烧系统乃是一般称作为“鼓泡式”的流化床，其中致密粒料的床由一空气分配板支承，而助燃空气即通过此板上的一批孔引入到流化床中，导致粒料膨胀，取悬浮成流化态。上述空气的速度一般为用来形成一可支承床重的压力降时所需速度之二至三倍(例如最低的流化速度)，以促使能形成通过此床上升的气泡，产生一沸腾液体的外观。为了进一步改进由鼓泡床所提高的燃烧效率、对污染物排出的控制和所简化的操作，曾开发过这样一种流化床反应器，利用了一般称之为“循环式”流化床的膨胀与淘析流化床。在这类装置中，与那种鼓泡床相比，粒料的粒度减小和/或平均空气速度增加，使得床的表面更具扩散性，而从床中带走的固体物便增多。根据这种方法，在加热炉段的下部，就达到了相当地低于鼓泡流化床典型密度的流化床密度，而在加热炉段的上部，它所加载的带入的粒料或固体物则远多于鼓泡流化床的情形，此加热炉段上部所增多的带入的固体物就会造成很高的固体物料通过料，而需有很高的固体物料回收率。能具有很高固体物料回收率的反应器则需用大型和价格昂贵的分离器，以便在热的已燃气体中通过一废热器回收区之前，从此种气体中分离出所带入的固体物料，而减少对废热回收区中热回收表面的涮蚀。这些分离出的固体物料则返回到流化床中。委托给本申请同一代理人的美国专利4809623与4809625号公开了一种流化床反应器，其中是将一致密的或鼓泡式流化床保持在加热炉段的下部，而在其它方面，这种床则是作为一种循环流化床来运行的。此种设计在于兼具鼓泡式床与循环式床两者的优点，而还有一个较显著的优点则是，能够利用较大范围粒度的粒状燃料。在以上种种设计中，粒状燃料与吸附剂两者的均匀混合物形成了一部分未燃烧的燃料粒、一部分只是部分燃烧的以及一部分完全燃烧的燃料粒。与此类似，一部分吸附剂是未反应的，一部分只是部分起反应的，而一部分是完全起反应的。为了适应新燃料与新吸附剂的引入，必须从有关系统中将这样一些粒状料有效地排出。为此目的，通常是从流化应下部，通过一排出管将一部分粒料从反应器排出来加以除去。但是已经认识到，通过使部分这种排出的粒料再循环回到加热炉段，就能够有效地控制流化床中粒度分布这样一个重要的工作参数。这一般是用以下方法来实现的，即把空气吹送过所排出的粒料，除去并带走这种粒料中的较细部分，然后再把它们返送回加热炉段。例如，在委托给本申请同一代理人的专利4829912号中，已公开了一种在流化床反应器中控制粒度分布的方法，其中用空气流来带走从管道中所排出粒料内的较细部分，再使之循环回加热炉段。在这类装置中，不作再循环之粒料的热能够投入生产中利用，例如预热助燃气体或是用于重热或过热工作。设置于此反应器加热炉段邻近处的分离器-冷却器，既能完成所除去的粒料中较细部分的再循环，又能从所除去的但不作再循环的粒料中将热排出。在这类装置中，分离器-冷却器从加热炉段接受粒料，而空气则从此分离器-冷却器的第一段通过，除去或带走粒料中的一些较细部分，而它们则又返回到加热炉段。分离器-冷却器中剩余的粒料然后通常经过一冷却段，在此冷却段，于粒料排出相应系统之前，借助使取热交换关系的水/蒸汽或使空气通过这种粒料，将粒料中的热取出。当采用空气来除去不作循环之粒料中的热时，这种空气通常即返回到加热炉段作为预热的助燃空气。但在某些情况下，例如当采用了会生成过量较细灰粉的燃料，或当燃料具有较高含硫量而必须采用相当大量的较细吸附剂时，那些分离到分离器-冷却器中并返回到加热炉段内的较细粒料，就会使加热炉段这种细粒料的体积或上部的加热炉载荷，增加到一个不能接受的水平。过量的上部的加热炉载荷就需要较大型和较昂贵的分离器-冷却器与分离装置，同时/或者要求此加热炉在一低的化学计量条件下运转，而这是低效率的。当用来冷却分离器-冷却器中冷却器段内粒料的方法是靠将空气吹过粒料时，上述上部的加热炉载荷就会更不利。为了实现高的冷却速率和防止粒料在分离器-冷却器中结块，上述空气的速度与通过冷却器段的流率必须相当高。但是，高的空气速度和流率就会夹带更大量的粒料，而当把这种空气用作助燃空气时，便导致有更多的细粒料返回加热炉段，而进一步增加上部的加热炉载荷。此外，这种分离器-冷却器通常是以连续方式工作，亦即床料是从反应器连续加入到分离器-冷却器中的。这样就使得粒料在分离器-冷却器中只有较短的滞留时间，而导致残留的可燃物堆聚于最终要从系统中排出的床灰之内。这种分离器-冷却器还会带来另一个问题，特别是当它们取分隔形式，涉及到处理较大的粒状燃料如废料与错配料等时。更具体地说，这些大的粒料常会集聚在加热炉段中流化床的下部，因而其中的绝大部分是不会循环通过分离器-冷却器的。同时，这些通向分离器-冷却器较大料还会因分离器-冷却器中有隔墙而堵滞或卡塞。为此，本专利技术的第一个目的在于提供一种流化床反应器，以及一种方法，其中从此反应器加热炉段排出粒料并使之通至一分离器-冷却器。本专利技术的第二个目的在于提供上述类型的一种流化床反应器与方法，其中，有选择地和周期性地从此反应器中通过分离器-冷却器来排除粒料。本专利技术的第三个目的在于提供上述类型的一种流化床反应器与方法，其中，与粒料是连续地通至分离器-冷却器的那些装置相比，能提高粒料在分离器-冷却器内滞留时间。本专利技术的第四个目的在于提供上述类型的一种流化床反应器与方法，其中，残余的可燃物已自分离器-冷却器的床灰中燃烧净。本专利技术的第五个目的在于提供上述类型的一种流化床反应器，其中较大的粒料从反应器的加热炉段引向分离器-冷却器，而从此分离器-冷却器排出。本专利技术的第六个目的在于提供上述类型的一种流化床反应器，它有一个延伸通过加热炉段及分离器-冷却器的斜向栅架，用来支承流化床料并把此床料导向分离器-冷却器。参考下面附图对本专利技术当前属最佳的但仍只是起解释作用的实施例所作的详细描述，当可全面地理解上面的简单描述以及本专利技术的其它目的、特征与优点，在附图中附图说明图1是本专利技术的流化床-反应器与分离器-冷却器的剖面图;图2是沿图1中2-2线截取的横剖面图;图3是沿图2中3-3线截取的横剖面图。下面描述本专利技术的最佳实施例。图1示明了本专利技术的流化床反应器，它以参考数号10标明。此反应器10包括一加热炉段12、分离段14以及一热回收段16，它们都以横剖面形式给出，并将内部元件除去，便于显示。参照图1与2，加热炉段12是由前壁18、后壁20与两堵侧壁22和24界定。相对于壁20按平行分开关系设有两堵壁26与28(图1)，并由壁20与26界定出分离段14，由壁26与28界定热回收段16。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床反应器，它包括：一加热炉段；一个设置在此加热炉段邻近的罐状件；一根连通着此加热炉段与罐状件的导管；一块从此加热炉段起，经上述导管而进入罐状件内的板；用来在上述加热炉段的这块板上形成初始粒料的床的装置；用来让空气通过上述加热炉段中的这块板与粒料，以使此种粒料流化的装置；用来促进上述粒料从加热炉段经导管流向罐状件的装置；以及用来使空气通过上述板和罐状件中的粒料以冷却此种粒料并带走此罐状件较细粒料的装置。

【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：伊奎鲍F阿布德乌拉莱，
申请(专利权)人：福斯特惠勒能源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]