在流化床反应器中燃烧含碳物料的方法和装置制造方法及图纸

在流化床反应器内燃烧含碳物料的方法及实施该方法的装置。所说的流化床反应器包含装载有流化床物料的一个底部区域和一个顶部区域，燃烧产生的热量至少可通过器壁冷却面散失，该流化床反应器还含有一个迷宫式分离器在内的再循环系统，被分离出的固体再循环到流化床反应器的底部区域，在传统的方法中，这些固体用一再循环系统从流化床反应器转移出去，为此需要外部分离管道和调节装置。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术首先涉及在流化床反应器中燃烧含碳物料的方法，此反应器包含装载有流化床物料的一个底部区域和一个顶部区域，燃烧产生的热量至少可通过器壁冷却面散失，该反应器还含有一个包括一个迷宫式分离器在内的再循环系统，把分离出的固体再循环到流化床反应器的底部区域。国际专利申请WO83/03294披露了一种带有循环流化床的锅炉，在此锅炉中，燃料被引入一个没有隔板但具有器壁冷却面的流化床反应器中。在流化床反应器的顶端，载带有固体颗粒的烟道气偏转90°离开流化床反应器并沿着一水平的烟道气通道，流向一下行的烟道。然后，该烟道气再偏转90°并进入一条其中安装有对流加热面的上行烟道。在下行烟道和联接烟道内各安装一个非离心式机械分离器型的迷宫式分离器，而且在联接管道内的分离器的组件基本上是垂直伸延的被它们分离出来的固体物料被输送到一个安装在流化床反应器及下行烟道之间的贮藏箱。在下行烟道中的分离器组件朝着贮藏箱向下倾斜，使得被其分离出来的固体能按相同的方式输送进箱中。在贮藏箱的底部连接有许多通向流化床反应器底部的“L-阀”，使得这些沉积在贮藏箱内的固体可以借助于与L-阀连接的流化装置，以可控的方式再循环到反应器内的风嘴底板之上的反应器底部区域。在WO83/03294中，也正如在本说明书及权力要求书中所述，术语“迷宫式分离器”是指一种通过重力和/或冲力(即不用离心力)来进行分离的分离器。在已知的锅炉中使用一种位错管排或流槽，这些管基本上是按与烟道气流横截的方向伸延，并大体上以-U字型开口朝向烟道气流。这些已知的锅炉的缺点在于，贮藏箱处于反应器之外，贮藏箱连接有一个或多个通向下游的L-阀，这就需要一个外部的再循环系统，也就是需要一些分离烟灰的管道及相应的输送和调节的设备。因此，本专利技术的目的是提供一种不需要从流化床反应器中移去固体的方法。为此目的，根据本专利技术，一个直接设置在流化床反应器顶部区域的迷宫式分离器，可以把固体从烟道气的上升气流中分离出来，并可在流化床反应器内把这些固体沿着气壁冷却面输送到反应器的底部区域。其结果是可以简化固体返回炉膛的再循环途径。一种有利的方式是使被分离出来的固体可以沿着暴露的器壁冷却面进行再循环，而不用另外的防止上升烟道气流干扰的保护装置，或者，另外的方法是可使固体经由设置在反应器内的再循环通道进行再循环;可以用一块壁板围住通道使其和反应器内部隔开，或者，最好是可以部分地或全部地敞开，在全部敞开的情况下仅留下桥状(Web-LiKe)的侧壁。部分敞开可以用有纵向狭槽的外壁板的形式或者带有线形排列的一些小孔的外壁板的形式来实现。另一种有利的方式是使再循环通道的终点处于反应器底部区域一个第二空气供应口的作用部位，这使得被引入的固体能与其它流化床物料均匀混合，而且，其温度也相应地变均匀了，因为原先沿着器壁再循环的固体已相应地冷却。在根据WO83/03294的锅炉中，迷宫式分离器组件不会受到冷却。因此，由于热膨胀，分离器组件的一端不能固定连接到流化床反应器的器壁上。相反使迷宫式分离器受到冷却，正是本专利技术的一个有利的特征。本专利技术还涉及一个用于流化床反应器内燃烧含碳物料的装置，该装置包含一个底部区域，及一个顶部区域，至少还含有器壁冷却面及一个再循环系统，该系统包括至少一个迷宫式分离器，它把分离出来的固体再循环到反应器的底部区域，所说的装置还包含一个燃料供给口，一个流化空气供给口和最好在底部区域还包含一个能分级的第二空气供给口，以及至少包含一个连接于迷宫式分离器后面的烟尘分离器，例如多级旋风分离器或纤维过滤器。根据本专利技术的装置的优点在于，迷宫式分离器直接装于流化床反应器的顶部区域，它可以把分离出来的固体输送到至少一个器壁冷却面上，固体就沿着该表面向下流动。假如希望部分地或完全地防止固体沿器壁冷却面向下的流动受到上升烟道气流的影响，那么就在器壁冷却面上设置许多向下延伸的再循环通道，这些通道可以在朝反应器内部一面是封闭的，或者是部分地或完全地敞开的。对结构的选择取决于所允许的或所需要的影响的程度。如上所述，再循环通道的器壁最好是受冷却的。从WO83/03294得知的一个装置，包含有一个由一些位错排列的、基本上为U型截面的导板组成的迷宫式分离器，这些导板的开口的一面朝着烟道气流，从该装置出发，把一个基本上为U型截面的固体导向流槽设置在分离导板的至少一个自由臂上，并使流槽朝着烟道气流一方开口，是有利的特征。为了改善该分离导板的输送功能，根据本专利技术，把一个基本上为U型截面的固体导向流槽设置在分离导板的至少一个自由臂上，并使流槽朝着烟道气流一方开口。从已知的装置出发，根据另一个特征，该分离导板具有一弧形截面或一折线形截面。还有一个有利的方式，就是这些分离导板包含一些管-连接板-管结构的用来供应冷却剂的导管。这种管连接板管的结构可以是散佈的和带耐磨护板的，以提高其抗热及抗磨蚀能力。另外，分离导板也可用铸铁制成。如WO83/03294中所述，分离导板按与气流成横截的或成一角度的方向，从一面器壁向另一面器壁伸延。但是，也可以使分离导板象屋顶那样在两个相对的器壁冷却面之间伸延。假如该装置作为锅炉来操作，那么，为了冷却分离导板和/或再循环通道的附加边界表面，可以把它们结合进锅炉的水汽回路中。最好是再循环通道包含有器壁冷却面和一个与其有一定距离的再循环通道冷却面，以及在此两个冷却面之间垂直伸延的金属板;最好是在器壁冷却面上的管道间隔小于再循环通道冷却面上的管道间隔，因为在再循环通道冷却面上的管道主要地是仅用于冷却器壁，因此大部分的热量就通过器壁的加热面散失掉。下面将参照附图来详细解释本专利技术的各个实施方案，其中图1是流化床反应器在图2中Ⅰ-Ⅰ的纵向剖面图;图2是图1中Ⅱ-Ⅱ线的横向剖面图;图3是图1的流化床反应器Ⅲ-Ⅲ的部分纵向剖面图;图4是图1的反应器Ⅳ-Ⅳ的纵向剖面图;图5和图6是分离器导板较佳实施例剖开的横向剖面图;图7是一个类似于图1的纵向剖面图，但是在图7中，在器壁冷却面的内侧没有任何独立的再循环通道。如图1至4所示，一个矩形横截面的流化床反应器1具有四个器壁冷却面，1a至1d，冷却面为管-连接板-管的结构。在流化床反应器的底部UB，燃料2是在一个能供给流化气体3的风嘴底板4的上方供给，而第二空气分级(Stepped)供应口5a和5b是处于燃料供应口2的上方。如图4所示截面从风嘴底板4至第二空气供应口5a遂渐扩大。在顶部OR处，一个迷宫式分离器6由分离器导板7的两个倾斜层6a和6b组成。如图1所示，导板7向下倾斜地朝器壁1b伸延，如图1所示，器壁1b带有一个扩大部分1bb，在此处1bb连接到导板7。该导板与器壁固定连接。如图3和图4所示，器壁1d并不伸延到反应器的顶盖1e，而是具有一个向外弯曲的面1dd，它可使气体通过出口8进入连接于反应器1后面的下行烟道9。一个附加的迷宫式分离器10被设置在反应器1和烟道9的交接部位，该分离器包含分离器导板7的两个导板层10a和10b。这些导板基本上是垂直伸延的。如图2所示，烟道9是由器壁冷却面1d和其它三个器壁冷却面9a、9b和9c包围而成的。至少有一个接触式加热面11，例如过热器(superheater)，被设置在烟道内。一个烟尘分离器(未示出)设置在烟道的前方。如图1、2和3所示，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
在流化床反应器中燃烧含碳物料的方法，该流化床反应器包含装载有流化床物料的一个底部区域和一个顶部区域，燃烧产生的热量至少可通过器壁冷却面散失，该流化床反应器还含有一个含括一个迷宫式分离器在内的再循环系统，把被分离出的物体再循环到流化床反应器的底部区域，其特征在于，直接设置于流化床反应器顶部区域的迷宫式分离器，可以把固体从上升烟道气流中分离出来，并把这些固体在流化床反应器内沿着器壁冷却面输送到反应器的底部区域。

【技术特征摘要】
DE 1986-11-26 P36 40 377.61.在流化床反应器中燃烧含碳物料的方法，该流化床反应器包含装载有流化床物料的一个底部区域和一个顶部区域，燃烧产生的热量至少可通过器壁冷却面散失，该流化床反应器还含有一个含括一个迷宫式分离器在内的再循环系统，把被分离出的物体再循环到流化床反应器的底部区域，其特征在于，直接设置于流化床反应器顶部区域的迷宫式分离器，可以把固体从上升烟道气流中分离出来，并把这些固体在流化床反应器内沿着器壁冷却面输送到反应器的底部区域。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，再循环过程是在暴露着的器壁冷却面上进行的。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被分离出的固体的再循环过程是通过设置在反应器内的再循环通道来进行的，该再循环通道在朝反应器内部的一面可以是密闭的，部分敞开的或完全敞开的。4.权利要求1或3所述的方法，其特征在于再循环通道终止于底部区域内的第二空气供应口的作用部位。5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该迷宫式分离器是加以冷却的。6.用于流化床反应器中燃烧含碳物料的装置，该流化床反应器含有一个底部区域和一个顶部区域，并至少含有器壁冷却面及含有一个包括至少一个迷宫式分离器在内的再循环系统，把被分离出的固体再循环到反应器的底部区域，在底部区域内有一个燃料供应口，一个流化空气供应口及最好还有一个能分级的第二空气供应口，流化床反应器还至少含有一个连接于迷宫式分离器之后的烟尘分离器，所说装特别适合于实施如权利要求1至5任一项中所述的方法，其特征在于，迷宫式分离器(6)直接设置于流化床反应器(1)的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫纲艾克旺达，诺贝特帕斯曼，于贝特斯蒂芬，格哈德托马斯，彼得图马斯，
申请(专利权)人：L及C斯泰因米勒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]