專利名稱：一種用于旋轉(zhuǎn)流化床氣化器的固定式送料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的旋轉(zhuǎn)流化床氣化器，該氣化器既可以安裝在使煤氣化并充分燃燒以產(chǎn)生蒸氣的電站鍋爐、熱處理爐上，也可以固定在氣體渦輪機(jī)上以便能夠提供降低了SOx和NOx的排放物。具體而言，本發(fā)明涉及一種將煤和石灰石通過燃燒室組件的旋轉(zhuǎn)部分或后擋板而送入氣化器旋轉(zhuǎn)床的裝置。
背景技術(shù)：
由于石油價格昂貴且原子能具有固有的危險，科學(xué)家和工程師又將煤作為一種價格低廉而又易得的能源。煤燃燒產(chǎn)生熱量以便在快裝鍋爐中產(chǎn)生蒸氣。蒸氣既可以用來驅(qū)動渦輪機(jī)使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電能，也可以用于工業(yè)生產(chǎn)過程之中。遺憾的是，煤的燃燒產(chǎn)生對環(huán)境十分有害的SOx和NOx。
用于傳統(tǒng)煤粉鍋爐的燃燒器的效率很低，因為它需要許多能源，需要昂貴的煤粉，且必須使用昂貴的濕式除塵器以減少SOx排放物并且產(chǎn)生了含有所不希望的高NOx含量的廢氣。另外，通過噴入銨或尿素進(jìn)行選擇性催化還原，一般NOx的含量被降低，但是這樣會產(chǎn)生氨，并且添加的溶液也很昂貴。
為了克服上述傳統(tǒng)的粉煤燃燒器的缺點，提供一種利用煤產(chǎn)生能源的更有利于環(huán)境保護(hù)的裝置，本發(fā)明人調(diào)查了利用旋轉(zhuǎn)流化床燃燒室作為燃煤鍋爐的燃燒器的使用情況。
早期有關(guān)旋轉(zhuǎn)流化床燃燒室的研究是在1977年8月2日公布的美國專利NO.4,039,272(Elliott)中提出的，并且在應(yīng)用科學(xué)出版公司(Applied Science Publishers Ltd.)出版的《應(yīng)用能源》(AppliedEnergy)第3卷(1977年)第65～73頁中發(fā)表的由C.I.Metcalfe和J.R.Howard合著的論文“旋轉(zhuǎn)流化床中的流化作用和氣體燃燒”(“Fluidisation and Gas Combustion in a Rotating Fluidised Bed”)及《國際化學(xué)工程論叢》(I.Chem.E.Symposium Series)第43卷第11-1到11-6頁中發(fā)表的J.Broughton和D.E.Elliott的論文“離心流化床中的熱傳遞及燃燒”(“Heat Transfer and combustion inCentrifugal Fluidized Beds”)中也有論述。
所有上述旋轉(zhuǎn)流化床燃燒室都是指煤在滾筒或燃燒室組件中燃燒，滾筒或燃燒室組件繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)，從而形成一個大體上垂直的床。美國專利NO.4,039,272(Elliott)公開了一種設(shè)備，該設(shè)備用于在包括帶環(huán)形透氣壁的旋轉(zhuǎn)滾筒的流化床上發(fā)生反應(yīng)。在工作過程中，粒子床由旋轉(zhuǎn)滾筒的環(huán)形薄壁支承，反應(yīng)物被送入床中。流化氣體通過滾筒的環(huán)形薄壁。設(shè)有一個接收器用來貯存由流化氣體從粒子床上帶走的小顆粒。當(dāng)操作停止時，這些小顆粒返回到粒子床上。也可以設(shè)有一個貯存器用于在反應(yīng)開始后將較大的顆粒注入粒子床。
上面所參考的只公開了沿垂直方向安裝的旋轉(zhuǎn)流化床燃燒室。
公布于1991年12月10日的美國專利No.5,070,821(Virr)公開了一個沿水平方向安裝的旋轉(zhuǎn)流化床燃燒室，它包括一個旋轉(zhuǎn)滾筒，該滾筒有一個可沿圓周方向延伸的透氣性薄壁；一個通過該薄壁將流化氣體送入滾筒的裝置；一個粒子床，至少當(dāng)氣化器工作時，該粒子床由薄壁內(nèi)表面支承并由流化氣體進(jìn)行流化；一個從氣化器外面接收碳素物并將碳素物送入滾筒的出口裝置；一個將蒸氣送入滾筒的裝置；一個具有混合區(qū)和固氮區(qū)的脫-NOx管；一個安裝在混合區(qū)和固氮區(qū)之間的二次空氣引入裝置以及一個安裝在脫-NOx管和主鍋爐或爐子之間的三次空氣引入裝置。
根據(jù)Virr專利的滾筒、即燃燒室組件的旋轉(zhuǎn)部分是通過馬達(dá)驅(qū)動的傳動皮帶和軸來帶動旋轉(zhuǎn)的。該軸包括一軸桿、油封、內(nèi)殼、外殼和軸承。該軸被連接到旋轉(zhuǎn)外殼的分配板上。煤和石灰石通過安裝在旋轉(zhuǎn)滾筒開口側(cè)的槽而被送入流化床中，該槽朝向脫-NOx管。
所有上述旋轉(zhuǎn)燃燒室，由于缺少將燃料和其它裝置如點火燃燒器引入旋轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)床上的具體方法而受到限制，在美國專利NO.5,070,821中描述的將煤和石灰石送入旋轉(zhuǎn)床中的常規(guī)方法是通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)滾筒開口側(cè)內(nèi)的、即最接近脫-NOx管側(cè)的槽而將煤和石灰石送入的。在該裝置中，煤和石灰石被送入旋轉(zhuǎn)滾筒開口側(cè)或該開口側(cè)附近，這種設(shè)置通常將燃料置于高溫和過早碳化狀態(tài)之中。遺憾的是，旋轉(zhuǎn)流化床氣化器有一個十分困難的技術(shù)問題即將燃料和石灰石送入旋轉(zhuǎn)滾筒而并不產(chǎn)生過早碳化或由于燃料與蒸氣一起被帶走而引起的燃料的普遍損失。這不僅效率低而且會由于無氣化的或碳化的燃料從氣化器進(jìn)入到鍋爐而導(dǎo)致下游鍋爐中的SOx和NOx的含量增加。
本發(fā)明設(shè)計了一種將燃料和石灰石送入旋轉(zhuǎn)流化床氣體器的獨特的送料機(jī)構(gòu)，它能夠避免燃料的過早碳化并避免與蒸氣一起帶走燃料。
本發(fā)明還具有許多優(yōu)點，其將在下面的描述中顯而易見。發(fā)明概述一種旋轉(zhuǎn)流化床氣化器，它包括一個具有可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件和固定的外部組件的燃燒室組件，其中可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件包括一個沿圓周方向延伸的透氣性薄壁和一個與該沿周向延伸的薄壁垂直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)薄壁，以便于在這兩個薄壁之間形成一個氣化室，而固定的外部組件包括一個圍繞著可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件設(shè)置的固定殼體或套；一個通過沿周向延伸的薄壁將流化氣體送入氣體室中的裝置；一個粒子床，至少當(dāng)氣化器工作時，該粒子床由沿周向延伸的薄壁的內(nèi)表面支承并被流化氣體流化；一個將碳素物從氣化器外面送入并將該碳素物輸送到氣化室中的裝置，將碳素物送入氣化室中的該裝置是一個固定導(dǎo)管，它被設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)的薄壁內(nèi)的中央，從而使可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞該固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)；一個將蒸氣送入氣化室中的裝置；一個具有混合區(qū)和固氮區(qū)的脫-NOx管；一個位于混合區(qū)和固氮區(qū)之間的二次空氣引入裝置；以及一個位于脫-NOx管和主鍋爐或爐子之間的三次空氣引入裝置。
該氣化器還能夠?qū)⑹沂驼魵馔ㄟ^固定導(dǎo)管送入氣化室中。同樣也可以將檢測氣化室內(nèi)反應(yīng)狀態(tài)的裝置設(shè)置在固定導(dǎo)管中。
使燃燒室組件的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)的裝置包括一個驅(qū)動裝置；將驅(qū)動裝置與可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件連接的裝置，其中該連接裝置被設(shè)置在固定導(dǎo)管的周圍且被固定到可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件上；以及設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的圍繞固定導(dǎo)管的那部分外表面和固定外部組件的圍繞固定導(dǎo)管的那部分內(nèi)表面之間的軸承組件。
最好在可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件和固定外部組件之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)式密封裝置。
該氣化器的燃燒室組件還可包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)薄壁和氣化室之間的絕熱層。該絕熱層最好呈錐形，使得該絕熱層的中央部分相對于與粒子床相連接的絕熱層的那部分是凹下的。絕熱層凹下的中間部分被設(shè)置在固定導(dǎo)管的出口周圍。
氣化器最好是水平放置，使得燃燒室組件的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞其水平軸線旋轉(zhuǎn)而在氣化室中形成一個沿水平方向傾斜的粒子床。
可以任選地設(shè)置與旋轉(zhuǎn)薄壁對置并圍繞著沿周向延伸的薄壁的隔墻或溢流壩，以便使粒子床的多余粒子能溢出隔墻而進(jìn)入處于氣化室和脫-NOx管之間的離心部分中。氧化多余粒子的裝置可選擇地連接到離心部分上，由此將多余粒子所含的硫化鈣被轉(zhuǎn)化成硫酸鈣。
本發(fā)明還包括一個從碳素物的燃燒中產(chǎn)生蒸氣的一個系統(tǒng)，它包括上述的旋轉(zhuǎn)流化床氣化器；一個主鍋爐，其中三次空氣引入裝置被設(shè)置在脫-NOx管和主鍋爐之間；一個過熱器；一個節(jié)煤器；一個集塵室和煙囪。
本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和特征可通過參照下面的說明部分和附圖加以理解。其中相同的部件采用相同的標(biāo)號。
附圖簡述

圖1是與本發(fā)明有關(guān)的具有固定式中央送料管或?qū)Ч艿男D(zhuǎn)流化床氣化器的示意圖；圖2是與本發(fā)明的另一實施例有關(guān)的具有氧化裝置的旋轉(zhuǎn)流化床氣化器的示意圖；以及圖3是本發(fā)明的軸承組件和固定式中央送料管周圍的氣體密封裝置的示意圖。
優(yōu)選實施例描述旋轉(zhuǎn)流化床氣化器是一個由使流化床定位的旋轉(zhuǎn)滾筒(即可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件)的圓周支承的淺流化床。這樣能夠在流化床中獲得高“g”力，此力還可以獲得比用1“g”床更高的速度。采用這種方式，氣化器的運轉(zhuǎn)速度可達(dá)20英尺/秒，而在大氣壓下的燃燒強(qiáng)度可達(dá)3.2×106英國熱量單位/英尺3/小時(Btu/ft3/hr)。然而本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)流化床氣化器以上述條件的大約四分之一至二分之一的參數(shù)運行，因為它只需產(chǎn)生較低熱量的氣體。該氣化器燃燒的是碳素物，如輕柴油、煤氣、煤、煤/水漿或瀝清/水漿混合物等。
本發(fā)明可參照附圖更清楚地進(jìn)行描述，其中圖1和圖3示意出一個具有固定式中央送料導(dǎo)管3的新穎旋轉(zhuǎn)流化床氣化器1，該導(dǎo)管3可封裝有送料桿52、引火燈50、蒸氣導(dǎo)管54和其它任何用來控制氣化過程反應(yīng)狀態(tài)所需的測試裝置。旋轉(zhuǎn)氣化器1具有新穎的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑷剂虾褪沂腿肴紵医M件5，以這種方式避免燃料的過早碳化。設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)薄壁或后擋板9和流化床11之間的絕熱層7呈錐形，其中燃料或送料口部分13從流化床11向后凹，從而使燃料和/或石灰石從絕熱層7的表面向下進(jìn)入流化床11。采用這種方式，可基本上避免燃料和/或石灰石隨氣化產(chǎn)生的蒸氣一起帶走。也就是說，大部分燃料和/或石灰石經(jīng)送料口13進(jìn)入燃燒室組件5，并且由于可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件或滾筒(即可旋轉(zhuǎn)的壁9和沿周向延伸的壁17)的旋轉(zhuǎn)而在燃燒室組件5內(nèi)產(chǎn)生的離心力的作用，在燃燒和/或石灰石到達(dá)流化床11并被消耗和氣化之前，它們會撞擊絕熱層7的側(cè)壁。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)流化床氣化器1一般被固定在電站鍋爐80的壁84上，該氣化器1包括一個燃燒室組件5，該燃燒室組件具有一個可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件或滾筒和一個固定的外部組件?？尚D(zhuǎn)的內(nèi)部組件包括旋轉(zhuǎn)薄壁9、沿周向延伸的透氣性薄壁17，并可選擇地包括絕熱層7。固定的外部組件包括固定殼體或套19。導(dǎo)管裝置33設(shè)置在固定殼體19內(nèi)，以便將主要的流化氣體(如空氣)和/或可燃?xì)怏w通過薄壁17送入氣化室21內(nèi)。至少當(dāng)氣化器1工作時，粒子床11是由透氣性薄壁17(如分配板)支承并且經(jīng)導(dǎo)管33引入的流化氣體將其流化。每個氣化器1都裝備有能輸送燃料、石灰石、水、蒸氣的固定式中空導(dǎo)管或管子3，引火燈和氣化室21的測試裝置。氣化器1還可有選擇地設(shè)置具有混合區(qū)25和固氮區(qū)27的脫-NOx管23，一個設(shè)置在混合區(qū)25和固氮區(qū)27之間的二次空氣引入裝置29以及一個設(shè)置在脫-NOx管23和主鍋爐或爐子31之間的三次空氣引入裝置30。
可對氣化器1進(jìn)行改進(jìn)使之包括一個將蒸氣引入燃燒室組件5的裝置。蒸氣和包含大約10～60％當(dāng)量空氣的流化氣體一起在氣化室21中形成一種還原狀態(tài)。
氣化器1被水平安裝，從而使燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞其水平軸線旋轉(zhuǎn)，在氣化室21中形成一個沿水平方向傾斜的粒子床11。
燃燒室組件5圍繞著固定導(dǎo)管3以一種方式被設(shè)置，使得燃料和/或石灰石從漏斗40通過安裝在固定導(dǎo)管3內(nèi)的送料桿52被螺旋地送入氣化室21中。燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件借助于皮帶輪42繞固定導(dǎo)管3旋轉(zhuǎn)，該皮帶輪42可通過任何常規(guī)皮帶(未示出)而被連接到驅(qū)動馬達(dá)44上。該皮帶輪42通過固定在旋轉(zhuǎn)薄壁或后擋板9上的螺栓65而被固定在燃燒室組件的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件上。旋轉(zhuǎn)薄壁9借助于安裝在軸套47上的軸承46繞固定導(dǎo)管3旋轉(zhuǎn)，該軸套47構(gòu)成固定殼體19的一部分。軸承46被安裝在固定殼體19和后擋板9之間，以這種方式使得可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件繞固定導(dǎo)管3旋轉(zhuǎn)而固定殼體19相對于可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件保持靜止。為了將空氣通過沿周向延伸的透氣性薄壁17供給流化床11，經(jīng)過導(dǎo)管33提供給燃燒室組件5的主要流化空氣必須在固定殼體19內(nèi)保持一定的壓力。這可通過在固定殼體19的內(nèi)表面和可旋轉(zhuǎn)薄壁9的外表面之間，以及在旋轉(zhuǎn)薄壁9的內(nèi)表面和固定導(dǎo)管3的外表面之間加裝可旋轉(zhuǎn)的密封圈48來實現(xiàn)。
固體碳素燃料的送入一般是通過桿52中的螺桿來實現(xiàn)的，但是當(dāng)采用液體燃料時，只需使用一個末端帶噴嘴的簡單的管子即可。
引火燈50也可通過固定導(dǎo)管3而被接入氣化室21中。固定導(dǎo)管3還可為氣化室21放置和引入其它一些裝置，例如提供抑制含硫量所需的石灰石、溫度測試裝置(如熱電偶)以及提供控制和氣化所需的水或蒸氣。
固定導(dǎo)管3可任選地通過將冷卻流體例如水，引入導(dǎo)管90而進(jìn)行冷卻，導(dǎo)管90將固定導(dǎo)管3密封地包圍起來。
流化床氣化區(qū)或氣化室21最好再附加離心部分60。在離心部分60中，來自流化床11的快速旋轉(zhuǎn)固體顆?？梢砸绯龈魤蛞缌鲏?2，該隔墻或溢流壩被安裝在流化床11的最接近燃燒室組件5的開口側(cè)的末端，從而固體顆粒在離心力的作用下穿過帶孔的罩殼64并靠重力落到灰粉出口66。如圖2所示，受離心力作用到達(dá)灰粉出口66的固體顆?；蚧曳酆辛蚧}，它們落入氧化裝置70中。
氧化器70被設(shè)置在灰粉出口66的正下方且通過管子72被連接到燃燒室組件5上。灰粉流經(jīng)兩個灰粉閥門73，這些閥門的操作方法允許灰粉通過而沒有任何氣化了的氣體到達(dá)氧化器70。氧化器70中有一個流化床74，它由經(jīng)過空氣入口導(dǎo)管76提供的氧化空氣流化。氧化空氣將硫化鈣轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，硫酸鈣可排入地下或進(jìn)入其它不造成環(huán)境污染的設(shè)備中處理。氧化器70和管道78連接在一起，該管道使燃燒氣體返回到旋轉(zhuǎn)氣化器正在燃燒的鍋爐或爐子80中。火焰檢測器82可選擇地安裝在鍋爐或爐子80的側(cè)壁84上以便于檢測火焰是否穩(wěn)定。
本發(fā)明還包括在旋轉(zhuǎn)流化床氣化器1中燃燒碳素物產(chǎn)生蒸氣的方法，該方法包括以下步驟將流化氣體和可燃燒氣體經(jīng)過導(dǎo)管33和固定導(dǎo)管或管子3而引入燃燒室組件5，其中粒子床中的粒子，如沙子被流化以形成流化床11；用引火或點火燃燒器50點燃?xì)饣?1中的可燃?xì)怏w，該引火或點火燃燒器50可由固定導(dǎo)管3引入；將粒子床上的粒子加熱到約1000°F(538℃)；通過封裝在固定式導(dǎo)管3內(nèi)的送料管或螺桿52將碳素物和/或石灰石從漏斗40送入氣化室21；通過切斷經(jīng)導(dǎo)管33的供給來除去可燃?xì)怏w；通過蒸氣導(dǎo)管54將蒸氣送入氣化室21中，該導(dǎo)管54也被安裝在固定導(dǎo)管3中；通過調(diào)節(jié)流化氣體和蒸氣的流速、燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的速度以及碳素物的引入比率而將氣化室21中的溫度控制在1600～1800°F(871～982℃)之間；通過空氣噴嘴29和導(dǎo)管30分別引入二次空氣和三次空氣。流化氣體最好以比確保碳素物完全燃燒所需比率更低的比率而被送入燃燒室組件5，以便產(chǎn)生低熱量的氣體。
燃燒室組件5包括一個可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件和一個固定的外部組件。燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件包括可旋轉(zhuǎn)的薄壁9、沿周向延伸的薄壁17，并可選擇地包括絕熱層7。固定的外部組件包括固定殼體或套19，該殼體或套被設(shè)置使得在殼體19的內(nèi)表面和薄壁17的外表面之間形成增壓室92。增壓室92使流化氣體從導(dǎo)管33進(jìn)入殼體19，然后通過沿周向延伸的薄壁17進(jìn)入氣化室21中。燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件被可旋轉(zhuǎn)地安裝在固定殼體19和脫-NOx管27之間，在正常工作時，殼體19和脫-NOx管27都是保持靜止的。燃燒室組件5的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件最好以大約50～1000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)。
在氣化器1開始工作后，煤、油、煤/水漿、瀝青/水漿混合物或類似物質(zhì)由螺桿或管子52通過固定導(dǎo)管3被送入氣化室21中。煤通過固定導(dǎo)管3中的孔口13進(jìn)入到氣化室21中，然后沿著絕熱層7的凹壁橫向移動直至到達(dá)流化床11。石灰石和蒸氣最好也通過固定導(dǎo)管3被送入氣化室21中。在正常操作中，氣化室21內(nèi)的溫度保持在約1600～1800°F(871～982℃)之間以提供一個還原環(huán)境并產(chǎn)生低熱量的氣體，即熱量在100～160英熱量單位/英尺3(Btu/ft3)之間。該產(chǎn)生的氣體從氣化室21出來后進(jìn)入脫-NOx管23的混合區(qū)25中，此處氣體溫度升高。二次空氣經(jīng)二次空氣噴嘴29被噴入脫-NOx管23中，并將溫度提高到2800～3200°F(1538～1760℃)。二次空氣和上述氣體在固氮區(qū)27中按下列等式進(jìn)行反應(yīng)因此，提高溫度會使氨和任何氰化氫分解成水蒸汽和氮。
低熱量(Btu)的氣體在經(jīng)過固氮區(qū)27后，其溫度約為2800～3200°F(1538～1760℃)，固氮的低熱量氣體與從導(dǎo)管30進(jìn)入的三次空氣或最終可燃?xì)怏w混合，使得從氣化器1排出的低熱量氣體充分燃燒。由于一些煤灰顆粒從氣化器1進(jìn)入到相連接的鍋爐或爐子中，產(chǎn)生的火焰很明亮?；鹧娴臏囟燃s為2200～3000°F(1204～1650℃)。
氣化器1的火焰所產(chǎn)生的熱量使得在傳統(tǒng)的電站鍋爐或快裝鍋爐中的熱交換裝置中產(chǎn)生蒸氣。廢氣通過平板和過熱器從鍋爐的燃燒室排出，然后通過節(jié)煤器和集塵室，再從集塵室直接進(jìn)入排氣煙囪。通常經(jīng)煙囪排放到大氣中的廢氣的SOx的含量低于10％，而NOx的含量低于100ppm(百萬分之一百)，最低可達(dá)25ppm。
建議將本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)流化床氣化器安裝或改裝到傳統(tǒng)的50～660兆瓦的煤粉鍋爐上而取代傳統(tǒng)的燃燒器。本氣化器也可被安裝到反射爐上以用于熔化金屬或熱處理。當(dāng)熱的氣體經(jīng)過任選的凈化設(shè)備過濾時，本氣化器還可用作氣體渦輪機(jī)。
本發(fā)明人根據(jù)本發(fā)明示出和描述了一些具體實施例，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，這些實施例可以產(chǎn)生針對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說的顯而易見的變化。因此，本發(fā)明人不希望將本發(fā)明僅僅局限于以上所示出和描述的，而是以權(quán)利要求書來限定所有的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)流化床氣化器，包括一個燃燒室組件，它包括一個可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件和一個固定的外部組件，所述可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件包括一個沿周向延伸的透氣性薄壁和一個與所述沿周向延伸的薄壁垂直的可旋轉(zhuǎn)薄壁，以便于在這兩薄壁之間形成一個氣化室，所述的固定外部組件包括一個圍繞著可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件設(shè)置的固定殼體；一個將流化氣體通過所述沿周向延伸的薄壁送入所述氣化室中的裝置；一個粒子床，至少當(dāng)所述氣化器工作時，該粒子床由所述沿周向延伸的薄壁的內(nèi)表面支承并由所述流化氣體將其流化；以及一個將碳素物從所述氣化器外面送入并將所述碳素物傳送到所述氣化室中的裝置，將所述碳素物送入所述氣化室中的所述裝置是設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)薄壁中央的一個固定導(dǎo)管，因此所述可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件能夠繞所述固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述氣化器包括一個將石灰石從所述氣化器外面送入，并將所述石灰石傳送到所述氣化室中的裝置，所述送入石灰石的裝置是所述固定導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的所述氣化器，其特征在于，所述氣化器包括一個將蒸氣或水從氣化器外面引入并將所述蒸氣或水傳送到所述氣化室中的裝置，所述引入蒸氣或水的裝置是所述固定導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述氣化器包括一個檢測所述氣化室中反應(yīng)狀態(tài)的裝置，該裝置被設(shè)置在所述固定導(dǎo)管里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部組件還包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)薄壁和所述氣化室之間的絕熱層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述絕熱層呈錐形，使得所述絕熱層的中央部分相對于所述絕熱層與所述粒子床相連接的那部分是凹下的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述絕熱層凹下的中央部分是圍繞所述固定導(dǎo)管的一個出口設(shè)置的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述氣化器呈水平放置，使得所述燃燒室組件的所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞其水平軸線旋轉(zhuǎn)，在所述氣化室中產(chǎn)生一個沿水平方向傾斜的粒子床。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，它還包括一個設(shè)置在所述沿周向延伸薄壁的周圍的隔墻，從而使來自所述粒子床的多余粒子能夠溢出所述隔墻而進(jìn)入離心部分中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣化器，其特征在于，它還包括一個裝置，用于氧化來自所述離心部分的所述多余粒子的裝置，由此所述多余粒子中含有的硫化鈣被轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，它還包括一個使所述燃燒室組件的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞所述圍繞所述固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)的裝置，該裝置包括一個驅(qū)動裝置，一個連接所述驅(qū)動裝置和所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的裝置，其特征在于，所述連接裝置被設(shè)置在所述固定導(dǎo)管的周圍并與所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件連接在一起，以及一個安裝在所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的圍繞所述固定導(dǎo)管的那部分外表面和所述固定外部組件的圍繞所述固定導(dǎo)管的那部分內(nèi)表面之間的軸承組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣化器，其特征在于，它包括一個設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件和所述固定外部組件之間的密封裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，它還包括將蒸氣或水引入所述氣化室中的裝置；具有一個混合區(qū)和一個固氮區(qū)的脫-NOx管；位于所述混合區(qū)和固氮區(qū)之間的二次空氣引入裝置；位于所述脫-NOx管和主鍋爐或爐子之間的三次空氣引入裝置。
14.一種燃燒碳素物產(chǎn)生蒸氣的系統(tǒng)，包括一個旋轉(zhuǎn)流化床氣化器，該氣化器包括一個包括可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件和固定外部組件的燃燒室組件，所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件包括一個沿周向延伸的透氣性薄壁和一個與所述沿周向延伸的薄壁垂直的旋轉(zhuǎn)薄壁，以便于在這兩個薄壁間形成一個氣化室，所述固定外部組件包括一個圍繞著可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件設(shè)置的固定殼體；將流化氣體通過所述沿周向延伸的薄壁送入所述氣化室中的裝置；一個粒子床，至少當(dāng)所述氣化器工作時，該粒子床由所述沿周向延伸的薄壁的內(nèi)表面支承并由所述流化氣化將其流化；以及一個將碳素物從所述氣化器外面送入并將所述碳素物傳送到所述氣化室中的裝置，將所述碳素物送入所述氣化室中的所述裝置是設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)薄壁中央的一個固定導(dǎo)管，因此所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件能夠繞所述固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)；一個主鍋爐；一個過熱器；一個節(jié)煤器；一個集塵室；以及一個煙囪。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器包括一個將石灰石從氣化器外面送入并將所述石灰石傳送到所述氣化室中的裝置，所述送入石灰石的裝置是所述固定導(dǎo)管。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器包括一個將蒸氣從氣化器外面引入并將所述蒸氣傳送到所述氣化室中的裝置，所述引入蒸氣的裝置是所述固定導(dǎo)管。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器包括一個檢測所述氣化室中反應(yīng)狀態(tài)的裝置，該裝置被設(shè)置在所述固定導(dǎo)管里。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件還包括一個設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)薄壁和所述氣化室之間的絕熱層。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述絕熱層呈錐形，使得所述絕熱層的中央部分相對于所述絕熱層與所述粒子床相連接的那部分是凹下的。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述絕熱層凹下的中央部分是圍繞著所述固定導(dǎo)管的出口設(shè)置的。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器呈水平放置，使得所述燃燒室組件中的所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件繞其水平軸線旋轉(zhuǎn)，在所述氣化室中產(chǎn)生一個沿水平方向傾斜的粒子床。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一個設(shè)置在所述沿周向延伸薄壁的周圍的隔墻，從而使來自所述粒子床的多余粒子能夠溢過所述隔墻而進(jìn)入離心部分中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一個裝置，用于氧化來自離心部分的所述多余粒子，由此所述多余粒子中含有的硫化鈣被轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一個將所述多余粒子中含有的可燃?xì)怏w送入所述主鍋爐中的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一個使所述燃燒室組件的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件繞所述固定導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)的裝置，該裝置包括一個驅(qū)動裝置；一個連接所述驅(qū)動裝置和所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的裝置，其特征在于，所述連接裝置被設(shè)置在所述導(dǎo)管的周圍并與所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件連接在一起；以及一個安裝在所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件的圍繞所述固定導(dǎo)管的那部分外表面和所述固定外部組件的圍繞所述固定導(dǎo)管的那部分內(nèi)表面之間的軸承組件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一個設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件和所述固定外部組件之間的密封裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣化器，其特征在于，它還包括將蒸氣或水引入所述氣化室中的裝置；具有一個混合區(qū)和一個固氮區(qū)的脫-NOx管；位于所述混合區(qū)和固氮區(qū)之間的二次空氣引入裝置；位于所述脫-NOx管和主鍋爐或爐子之間的三次空氣引入裝置。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)流化床氣化器(1)包括一個燃燒室組件(5)和一個固定式送料導(dǎo)管(3)，該送料導(dǎo)管將碳素物和/或石灰石從氣化器(1)的外面送入，并通過燃燒室組件(5)的旋轉(zhuǎn)薄壁將所述材料傳送到燃燒室組件(5)的氣化室中，其中固定式送入導(dǎo)管(3)被設(shè)置在燃燒室組件(5)的中央，從而保證燃燒室組件(5)的可旋轉(zhuǎn)內(nèi)部組件圍繞固定式導(dǎo)管(3)旋轉(zhuǎn)。
文檔編號F22B1/00GK1154737SQ95194423
公開日1997年7月16日 申請日期1995年5月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月1日
發(fā)明者M·J·維爾 申請人:施平希特有限公司