專利名稱：導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噴動(dòng)流化床氣化爐，尤其是指一種導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐。
(二)技術(shù)背景直接燃燒煤，生物質(zhì)，城市生活垃圾等一次能源，如處理不善，會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。氣化技術(shù)可以將它們轉(zhuǎn)換成潔凈的可燃?xì)猓扇細(xì)獠粌H可以燃燒，而且可以用于制造高價(jià)值化工產(chǎn)品，如合成氨，甲醇等的原料氣，從而實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)從燃料-可燃?xì)廪D(zhuǎn)換的裝置是氣化爐，因此氣化爐的爐型結(jié)構(gòu)決定了這一過(guò)程的轉(zhuǎn)換效率。傳統(tǒng)流化床氣化爐如高溫溫克勒爐，因細(xì)小顆粒的揚(yáng)析造成碳轉(zhuǎn)換率較低；噴動(dòng)流化床氣化爐如U-gas和KRW爐，該爐型采用高溫灰團(tuán)聚技術(shù)來(lái)提高碳轉(zhuǎn)換率，由于受最大可噴動(dòng)床高的限制，動(dòng)力消耗大，操作不方便。
(三)技術(shù)內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型提供一種能夠降低動(dòng)力消耗，提高碳轉(zhuǎn)化率的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐。
技術(shù)方案一種用于煤、生物質(zhì)或城市生活垃圾氣化的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，由懸浮室1、風(fēng)室5和氣化室11組成，在氣化室11上設(shè)有加料器3，在風(fēng)室5上設(shè)有流化管4，在風(fēng)室5與氣化室11之間設(shè)有布風(fēng)板8，在布風(fēng)板8上設(shè)有孔，在氣化室11的下部設(shè)有排渣機(jī)6和噴動(dòng)管7，位于噴動(dòng)管7出口上方的氣化室11內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向管2。
有益效果①本實(shí)用新型在噴動(dòng)管的上方設(shè)置了導(dǎo)向管，在穩(wěn)定噴泉形成時(shí)床層總壓降減少，動(dòng)力消耗降低；導(dǎo)向管有助于床內(nèi)的顆粒和氣體在導(dǎo)向管內(nèi)自下而上的運(yùn)動(dòng)和抑制殘余焦碳炭向懸浮室的揚(yáng)析，通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)向管的位置可改變爐內(nèi)顆粒循環(huán)量和氣體旁路特性，從而改變了爐內(nèi)的傳熱、傳質(zhì)特性，達(dá)到調(diào)節(jié)可燃?xì)獬煞莸哪康?。此外，加入?dǎo)向管后，消除了傳統(tǒng)噴動(dòng)床最大可噴動(dòng)床高的限制，使得穩(wěn)定的可噴動(dòng)區(qū)域增加，可操作床高增加易于大型化。因此，本實(shí)用新型通過(guò)導(dǎo)向管的設(shè)置，提高了碳轉(zhuǎn)化率，降低了動(dòng)力消耗。②錐形布風(fēng)板、定向風(fēng)帽，尤其是兩者的組合方案，更能引導(dǎo)顆粒進(jìn)行有序運(yùn)動(dòng)，從而，對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的提高更加有利。③飛灰循環(huán)裝置能使離開懸浮室的未燃的碳重新參與反應(yīng)，從而進(jìn)一步提高了碳轉(zhuǎn)化率。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型定向風(fēng)帽的AOA剖示圖圖3是本實(shí)用新型定向風(fēng)帽的截面圖。
(五)實(shí)施方案本實(shí)用新型是一種用于煤、生物質(zhì)或城市生活垃圾氣化的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，由懸浮室1、風(fēng)室5和氣化室11組成，在氣化室11上設(shè)有加料器3，在風(fēng)室5上設(shè)有流化管4，在風(fēng)室5與氣化室11之間設(shè)有布風(fēng)板8在布風(fēng)板8上設(shè)有孔，在氣化室11的下部設(shè)有排渣機(jī)6和噴動(dòng)管7，位于噴動(dòng)管7出口上方的氣化室11內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向管2，布風(fēng)板8為錐形布風(fēng)板，布風(fēng)板8還可以采用平板布風(fēng)板，在布風(fēng)板8的孔上設(shè)有定向風(fēng)帽9，在定向風(fēng)帽9內(nèi)設(shè)有風(fēng)孔9a，該風(fēng)孔的出風(fēng)口方向指向錐形布風(fēng)板8的下部區(qū)域，所謂“風(fēng)孔的出風(fēng)口方向指向錐形布風(fēng)板8的下部區(qū)域”是指出風(fēng)口指向錐形風(fēng)板的錐形頂部或者使出風(fēng)口方向與錐形布風(fēng)板的軸向剖面成一夾角且指向錐形布風(fēng)板的錐形頂部，該出風(fēng)口可以是一個(gè)，也可以是若干個(gè)，在本實(shí)施例中，出風(fēng)口選為3個(gè)，位于兩邊的出風(fēng)口，與中間出風(fēng)口的夾角為45°，為提高碳轉(zhuǎn)化率，本實(shí)用新型使在懸浮室1連通于飛灰循環(huán)裝置，懸浮室1通過(guò)飛灰循環(huán)裝置連通于氣化室11，且飛灰循環(huán)裝置位于懸浮室1和氣化室11的外部，飛灰循環(huán)裝置由旋風(fēng)分離器10a和回料控制器10b組成，懸浮室1與旋風(fēng)分離器10a相連通，回料控制器10b與氣化室11相通，可燃?xì)獬隹谠O(shè)在旋風(fēng)分離器10a頂部。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下初始啟動(dòng)時(shí)，熱煙氣從本體底部噴動(dòng)管進(jìn)入爐內(nèi)，形成高溫?zé)煔庵行纳淞鳎ㄟ^(guò)螺旋加料器，向爐內(nèi)加入一定量的爐渣，熱煙氣與冷爐渣發(fā)生熱交換，將冷爐渣加熱至500℃左右，向爐內(nèi)加入燃料。將熱煙氣切換至空氣，燃料在熱爐渣的加熱下著火燃燒，床溫迅速?gòu)?00℃升至950℃，此時(shí)爐內(nèi)處于燃燒狀態(tài)。調(diào)節(jié)噴動(dòng)風(fēng)流量和螺旋給料器的轉(zhuǎn)速，將爐內(nèi)溫度維持在950℃左右，并使射流速度超過(guò)此時(shí)的最小噴動(dòng)速度，處于穩(wěn)定的噴動(dòng)區(qū)。當(dāng)主體和下游設(shè)備預(yù)熱完成后，保持噴動(dòng)氣流量不變，加大螺旋給料器的轉(zhuǎn)速，使?fàn)t內(nèi)燃料處于富燃狀態(tài)，蒸汽由流化管進(jìn)入風(fēng)室后，經(jīng)錐形布風(fēng)板上的定向風(fēng)帽進(jìn)入氣化爐。調(diào)整氧燃比，維持爐溫在950℃左右，從而完成了從燃燒向氣化工況的轉(zhuǎn)換。在氣化工況下，整個(gè)工藝流程如下燃料由螺旋加料器加入至環(huán)形區(qū)，在該區(qū)內(nèi)迅速被四周的灼熱顆粒加熱，完成了水分的蒸發(fā)和揮發(fā)份析出，殘余焦碳與蒸汽發(fā)生水煤氣反應(yīng)生成H2、CO和CO2，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。未完全反應(yīng)的碳粒在噴動(dòng)管與導(dǎo)向管之間又重新被中心射流卷吸進(jìn)入導(dǎo)向管，在導(dǎo)向管內(nèi)，未完全反應(yīng)的碳粒與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，釋放熱給顆粒和氣體，加熱后的顆粒在導(dǎo)向管上方形成噴泉，形成噴泉的顆粒到達(dá)最高點(diǎn)后，落入周邊環(huán)形區(qū)，重新為氣化吸熱反應(yīng)提供熱量，經(jīng)過(guò)多次內(nèi)循環(huán)，顆粒中碳含量越來(lái)越低。在噴動(dòng)管出口處的中心射流區(qū)，由于氧含量高而形成高溫燃燒區(qū)，細(xì)灰在該區(qū)熔融團(tuán)聚生成熔渣，熔渣經(jīng)噴動(dòng)管四周的環(huán)隙，由水冷螺旋排出，排渣量由螺旋轉(zhuǎn)速控制，水冷螺旋可將熔渣冷卻。生成的可燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器將未完全反應(yīng)的碳粒分離，由流化床回料控制器送回環(huán)形區(qū)再次反應(yīng)以提高碳轉(zhuǎn)換率。流化床回料控制器為氣控設(shè)備，可在較大幅度調(diào)節(jié)回送灰量。
權(quán)利要求1.一種用于煤、生物質(zhì)或城市生活垃圾氣化的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，由懸浮室(1)、風(fēng)室(5)和氣化室(11)組成，在氣化室(11)上設(shè)有加料器(3)，在風(fēng)室(5)上設(shè)有流化管(4)，在風(fēng)室(5)與氣化室(11)之間設(shè)有布風(fēng)板(8)，在布風(fēng)板(8)上設(shè)有孔，在氣化室(11)的下部設(shè)有排渣機(jī)(6)和噴動(dòng)管(7)，其特征在于位于噴動(dòng)管(7)出口上方的氣化室(11)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向管(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，其特征在于布風(fēng)板(8)為錐形布風(fēng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，其特征在于在布風(fēng)板(8)的孔上設(shè)有定向風(fēng)帽(9)，在定向風(fēng)帽(9)內(nèi)設(shè)有風(fēng)孔(9a)，該風(fēng)孔的出風(fēng)口方向指向錐形布風(fēng)板(8)的下部區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，其特征在于在懸浮室(1)連通于飛灰循環(huán)裝置，懸浮室(1)通過(guò)飛灰循環(huán)裝置連通于氣化室(11)，且飛灰循環(huán)裝置位于懸浮室(1)和氣化室(11)的外部，在飛灰循環(huán)裝置上設(shè)有可燃?xì)獬隹凇?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，其特征在于飛灰循環(huán)裝置由旋風(fēng)分離器(10a)和回料控制器(10b)組成，懸浮室(1)與旋風(fēng)分離器(10a)相連通，回料控制器(10b)與氣化室(11)相通，可燃?xì)獬隹谠O(shè)在旋風(fēng)分離器(10a)頂部。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于煤、生物質(zhì)或城市生活垃圾氣化的導(dǎo)向式噴動(dòng)流化床氣化爐，由懸浮室、風(fēng)室和氣化室組成，在氣化室上設(shè)有加料器，在風(fēng)室上設(shè)有流化管，在風(fēng)室與氣化室之間設(shè)有布風(fēng)板，在布風(fēng)板上設(shè)有孔，在氣化室的下部設(shè)有排渣機(jī)和噴動(dòng)管，位于噴動(dòng)管出口上方的氣化室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向管。本實(shí)用新型通過(guò)導(dǎo)向管的設(shè)置，提高了碳轉(zhuǎn)化率，降低了動(dòng)力消耗。錐形布風(fēng)板、定向風(fēng)帽，尤其是兩者的組合方案，更能引導(dǎo)顆粒進(jìn)行有序運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的提高更加有利。飛灰循環(huán)裝置能使離開懸浮室的未燃的碳重新參與反應(yīng)，從而進(jìn)一步提高了碳轉(zhuǎn)化率。
文檔編號(hào)C10J3/56GK2568664SQ0226440
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者肖睿, 章名耀, 金保升, 仲兆平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)