生物质和煤联合气化燃烧循环流化床反应器制造技术

生物质和煤联合气化燃烧循环流化床反应器，它涉及一种流化床反应器。本发明专利技术解决了现有的循环流化床反应器存在燃料单一、燃烧后余热不能充分利用以及污染环境的问题。隔板由隔板主体和导流板构成，导流板的横截面呈圆弧形，三个隔板主体均竖直设置在反应器主体的底端面上，且将反应器主体分成三个反应区，三个反应区由第一反应区、第二反应区和第三反应区，其中两个隔板主体同在一个平面上，且另一个隔板主体与其垂直设置，每个隔板主体的上端面与对应的导流板的纵向切面固接为一体，三个导流板的导流方向沿逆时针方向分布。本发明专利技术实现了煤和残碳燃烧、煤气化、生物质气化的过程同时进行，产生的热量都能充分地利用，有效地减小了环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种循环流化床反应器，具体涉及一种用于循环流化床锅炉上的生物质和煤联合气化燃烧循环流化床反应器。
技术介绍
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉基础上发展起来的新炉型，与其他锅炉相 比，具有锅炉效率高、脱硫效果好、氮氧化合物排放量低和燃料适用性广等优点，因而有着 广阔的开发和应用前景。但是现有的循环流化床反应器存在燃料单一、燃烧后余热不能充 分利用以及污染环境的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的循环流化床反应器存在燃料单一、燃烧后余热不能充分利 用以及污染环境的问题，进而提供了一种生物质和煤联合气化燃烧循环流化床反应器。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术的生物质和煤联合气化燃 烧循环流化床反应器包括反应器容器、水冷壁、连接管和两个节流阀，所述流化床反应器还 包括三个隔板，隔板由隔板主体和导流板构成，所述导流板的横截面呈圆弧形，三个隔板主 体均竖直设置在反应器容器的底端面上，且将反应器容器分成三个反应区，三个反应区分 别为第一反应区、第二反应区和第三反应区，其中两个隔板主体同在一个平面上，且另一个 隔板主体与其垂直设置，每个隔板主体的上端面与对应的导流板的纵向切面固接为一体， 三个导流板的导流方向沿逆时针方向分布；所述第一反应区的底端面上开有排渣孔，所述 水冷壁设置在第一反应区内的反应器容器的内侧壁上，位于第一反应区、第二反应区和第 三反应区的反应器容器的侧壁上均开有进料口，第一反应区的底端面上矩阵排布有布风 孔，第二反应区的底端面上矩阵排布有第一布汽孔，第三反应区的底端面上矩阵排布有第 二布汽孔，连接管的上端与水冷壁连通，连接管的下端分别与第一布汽孔和第二布汽孔连 通，两个节流阀安装在连接管上，其中一个节流阀用于调节水冷壁进入到第一布汽孔内蒸 汽的流量，另一个节流阀用于调节水冷壁进入到第二布汽孔内蒸汽的流量，第一反应区用 于煤和残碳的混合燃烧，第二反应区用于煤的气化，第三反应区用于生物质的气化。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果本专利技术将流化床反应器分为三个反应 区，实现了煤和残碳燃烧、煤气化、生物质气化的过程同时进行；本专利技术的隔板主体上部设 有导流板，起到了一定的引流作用，促进颗粒在流化时的溢流，实现了三个反应区之间物质 和能量的定向传递，形成了一个水平内部循环，使每一步反应所产生的热量都能充分地利 用；本专利技术的反应区进行煤和生物质的气化反应，煤在气化的条件下不会析出氮氧化合物， 有效地减小了环境污染。附图说明图1是本专利技术的流化床反应器的俯视示意图，图2是图1的A-A剖面图，图3是图1的B-B剖面图，图4是图1的C-C剖面图，图5是水冷壁与第二反应区和第三反应区之间 的水蒸气流向示意图，图6是燃烧物质颗粒瞬时速度矢量主视剖视图，图7是燃烧物质颗粒 在隔板上方瞬时速度矢量俯视剖视图。具体实施例方式具体实施方式一如图1 5所示，本实施方式所述的生物质和煤联合气化燃烧循 环流化床反应器包括反应器容器1、水冷壁2、连接管4和两个节流阀5，所述流化床反应器 还包括三个隔板3，隔板由隔板主体3-1和导流板3-2构成，所述导流板3-2的横截面呈圆 弧形，三个隔板3主体3-1均竖直设置在反应器容器1的底端面上，且将反应器容器1分成 三个反应区，三个反应区分别为第一反应区6、第二反应区7和第三反应区8，其中两个隔板 主体3-1同在一个平面上，且另一个隔板主体3-1与其垂直设置，每个隔板主体3-1的上端 面与对应的导流板3-2的纵向切面固接为一体，三个导流板3-2的导流方向沿逆时针方向 分布；所述第一反应区6的底端面上开有排渣孔1-1，所述水冷壁2设置在第一反应区6内 的反应器容器1的内侧壁上，位于第一反应区6、第二反应区7和第三反应区8的反应器容 器1的侧壁上均开有进料口 9，第一反应区6的底端面上矩阵排布有布风孔6-1，第二反应 区7的底端面上矩阵排布有第一布汽孔7-1，第三反应区8的底端面上矩阵排布有第二布汽 孔8-1，连接管4的上端与水冷壁2连通，连接管4的下端分别与第一布汽孔7-1和第二布 汽孔8-1连通，两个节流阀5安装在连接管4上，其中一个节流阀5用于调节水冷壁2进入 到第一布汽孔7-1内蒸汽的流量，另一个节流阀5用于调节水冷壁2进入到布汽孔8-1内 蒸汽的流量，第一反应区6用于煤和残碳的混合燃烧，第二反应区7用于煤的气化，第三反 应区8用于生物质的气化。具体实施方式二 如图1 4所示，本实施方式所述隔板3是由水泥制成的。如此 设计，燃烧时反应器内温度很高，隔板3采用水泥制成可以防止燃烧过程中热能对隔板的 损耗。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三如图2 4所示，本实施方式所述导流板3-2横截面的圆弧角度 为90 135度。如此设计，导流板3-2可以起到一定的导流作用，促使颗粒按特定的顺序 溢流，实现了三个反应区之间物质和能量的定向传递。其它组成及连接关系与具体实施方 式一或二相同。具体实施方式四如图1所示，本实施方式所述第一反应区6的底面积占反应器容 器1的底面积的30% 50%。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五如图1所示，本实施方式所述第一反应区6的底面积占反应器容 器1的底面积的35% 45%。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。具体实施方式六如图1所示，本实施方式所述第一反应区6的底面积占反应器容 器1的底面积的40%。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。具体实施方式七如图1所示，本实施方式所述第二反应区7的底面积占反应器 容器1的底面积的30% 50%。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四、五或六相 同。具体实施方式八如图1所示，本实施方式所述第二反应区7的底面积占反应器容 器1的底面积的35% 45%。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。具体实施方式九如图1所示，本实施方式所述第二反应区7的底面积占反应器容 器1的底面积的40%。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。工作原理(参见图 1 图7)1、第一反应区6:少量的煤通过第一反应区6的进料口 9进入第一反应区6中，鼓风机将风从第一 反应区6底部的布风孔6-1送入第一反应区6内，煤与空气混合燃烧，放出大量的反应热， 其发生的主要化学反应有 C+02 —CO22C+02 —2C02H2+02 — 2H20S+02 —SO2同时，从第三反应区8中溢流过来的混合物主要成分是反应后的残碳，也可在第 一反应区6中燃烧，其燃烧的化学反应方程为C+02 — CO22C+02 — 2C0上述反应均为放热反应，第一反应区6温度为800 950°C。由于导流板3_2的导 流作用和流化床反应器中燃料的溢流，燃烧后的高温颗粒流入第二反应区7中，为第二反 应区7中煤的气化提供能量。第一反应区6内的水冷壁2中的水在反应过程中受热变成水蒸汽，进入第二反应 区7和第三反应区8的进行流化，为第二反应区7和第三反应区8中的气化反应提供了气 化介质。通过第一反应区6底部的排渣孔1-1可排出反应所产生的残渣。2、第二反应区7 水冷壁2的水蒸汽进入连接管4，通过控制两个节流阀调节水蒸汽的流量，分别送 入第二反应区7和第三反应区8，达到颗粒的流化。在第二反应区7中的进料口 9送入一定量的煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质和煤联合气化燃烧循环流化床反应器，所述流化床反应器包括反应器容器（１）、水冷壁（２）、连接管（４）和两个节流阀（５），其特征在于：所述流化床反应器还包括三个隔板（３），隔板由隔板主体（３－１）和导流板（３－２）构成，所述导流板（３－２）的横截面呈圆弧形，三个隔板（３）主体（３－１）均竖直设置在反应器容器（１）的底端面上，且将反应器容器（１）分成三个反应区，三个反应区分别为第一反应区（６）、第二反应区（７）和第三反应区（８），其中两个隔板主体（３－１）同在一个平面上，且另一个隔板主体（３－１）与其垂直设置，每个隔板主体（３－１）的上端面与对应的导流板（３－２）的纵向切面固接为一体，三个导流板（３－２）的导流方向沿逆时针方向分布；所述第一反应区（６）的底端面上开有排渣孔（１－１），所述水冷壁（２）设置在第一反应区（６）内的反应器容器（１）的内侧壁上，位于第一反应区（６）、第二反应区（７）和第三反应区（８）的反应器容器（１）的侧壁上均开有进料口（９），第一反应区（６）的底端面上矩阵排布有布风孔（６－１），第二反应区（７）的底端面上矩阵排布有第一布汽孔（７－１），第三反应区（８）的底端面上矩阵排布有第二布汽孔（８－１），连接管（４）的上端与水冷壁（２）连通，连接管（４）的下端分别与第一布汽孔（７－１）和第二布汽孔（８－１）连通，两个节流阀（５）安装在连接管（４）上，其中一个节流阀（５）用于调节水冷壁（２）进入到第一布汽孔（７－１）内蒸汽的流量，另一个节流阀（５）用于调节水冷壁（２）进入到第二布汽孔（８－１）内蒸汽的流量，第一反应区（６）用于煤和残碳的混合燃烧，第二反应区（７）用于煤的气化，第三反应区（８）用于生物质的气化。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨辉，王帅，陆慧林，王家兴，徐鹏飞，刘国栋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]