專利名稱:爐灰分選器的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于和流化床反應(yīng)器配合的爐灰分選器。
流化床反應(yīng)器是熟知的生熱裝置，形式多樣，可進(jìn)行干燥，焙烤，煅燒，焚化等操作，以及化學(xué)，冶金和其他材料加工領(lǐng)域中之固體的氣體熱處理。還用于產(chǎn)生熱氣體，包括蒸汽，用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備，或用作加工用熱，取暖，或作其他用途。
流化床反應(yīng)器通常有一個(gè)容器，容器有一個(gè)基本水平的空氣分配器或限流板，在反應(yīng)室中支承一層顆粒固體，并將反應(yīng)室和空氣分配器下面的風(fēng)箱隔開。將助燃空氣送入風(fēng)箱，使足夠量的空氣從空氣分配器中通過，取得的氣流速度，可使固體層膨脹或流態(tài)化，將顆粒固體層在流動(dòng)氣流中懸浮，使每一顆粒進(jìn)行連續(xù)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。流化床的外觀和性質(zhì)都與沸騰液體相似。在流化床中進(jìn)行燃燒反應(yīng)有重要優(yōu)點(diǎn)，包括取得基本均勻的床溫，燃燒溫度相對(duì)低，傳熱速度高。
煤之類固體燃料的燃燒，涉及將燃料的有機(jī)成分氣化，遺留固體灰粒殘?jiān)?。隨常細(xì)的灰粒由反應(yīng)器中流動(dòng)的氣體淘析，隨廢氣排出煙道。尺寸較大灰粒的大部分，成為流化層的一部分，保持熱量，和新燃料顆粒接觸，將其點(diǎn)燃從而改善流化床的運(yùn)轉(zhuǎn)。流化床里的高溫和灰粒的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，使灰粒間由于高溫在軟化狀態(tài)下產(chǎn)生無數(shù)次的碰撞。在這狀態(tài)下，迅速形成爐灰聚團(tuán)，這些聚團(tuán)尺寸增大，以致不能流態(tài)化，降落到流化床的底部，停留在空氣分配板上。大灰粒和大灰粒團(tuán)在空氣分配板上積累，最后使流化床不流態(tài)化，并適成隨后的停機(jī)，以清除非流態(tài)化爐灰的積累。
對(duì)這問題的認(rèn)識(shí)已有不少時(shí)間，已有各種方案和器件被提出，糾正這種狀況。本發(fā)明的目的是提出一種簡(jiǎn)單而有效的裝置，從流化床中清除過多的粗灰粒，和尺寸過大的灰粒團(tuán)，而同時(shí)將清出的細(xì)粉退回床中，保持床中的流化狀態(tài)。
本發(fā)明的爐灰分選系統(tǒng)，有一個(gè)在流化床反應(yīng)器外面的容器，用于分選包括灰團(tuán)的粗顆粒，和氣流中的細(xì)灰粒，將粗顆粒和灰團(tuán)集聚并處置，而將細(xì)灰粒和助燃空氣送回流化床。
爐灰分選系統(tǒng)有一個(gè)爐灰容器，用導(dǎo)管系統(tǒng)和流化床反應(yīng)器連接。安排有一根傾斜導(dǎo)管，靠重力送料方式，將床料從流化床底部上移走。傾斜導(dǎo)管和一個(gè)垂直分選導(dǎo)管連接，使送料進(jìn)入垂直管。垂直管通過爐灰容器的頂部向下伸展，終止于頂壁下方，而在爐灰容器底壁的上方。垂直管還向上，伸到和傾斜導(dǎo)管接頭的上方，高度達(dá)到流化床反應(yīng)器中的流化床的高度以上。垂直管在其最高點(diǎn)處終止于一個(gè)肘管或彎管，有一個(gè)向下傾斜的導(dǎo)管，穿過流化床反應(yīng)器壁，和肘管連接。向下傾斜的導(dǎo)管，和流化床反應(yīng)器壁上的一個(gè)回流孔連接，回流孔的高度剛超過反應(yīng)器中膨脹流化床的高度。
爐灰容器設(shè)有一個(gè)圍繞容器內(nèi)垂直管的風(fēng)箱?？諝夥峙浒搴蜖t灰容器的頂部有距離，形成一個(gè)風(fēng)箱。因此風(fēng)箱由爐灰容器的頂，空氣分配板，和爐灰容器的側(cè)壁構(gòu)成?？諝鈱?dǎo)管穿過爐灰容器壁和風(fēng)箱接通。在空氣分配板下面的爐灰容器容積，構(gòu)成一個(gè)爐灰收集室。爐灰容器底部，有倒置截頭圓錐的構(gòu)形，其最低點(diǎn)與其中有閥裝置的垂直下行導(dǎo)管連接。
空氣分配板的位置，和在其中通過的氣流的方向，及爐灰收集室中的氣流方向，使空氣分配板中的空氣通道被積累固體堵塞的可能性達(dá)到最低。
附圖是與本發(fā)明的爐灰分選器連接的流化床反應(yīng)器的局部剖視簡(jiǎn)圖。
在附圖中所示為是與本發(fā)明的爐灰分選系統(tǒng)40連接的一個(gè)流化床反應(yīng)器10。流化床10有一個(gè)頂壁12，側(cè)壁14和底壁16。底壁16通過風(fēng)箱壁14a和側(cè)壁14連接。在流化床反應(yīng)器10的下部中，放置一個(gè)空氣分配板18，將空氣分配板上方的燃燒室28，和空氣配板下方的風(fēng)箱22隔開。流化床材料26，放在燃燒室28內(nèi)、空氣分配板18的上方。鼓風(fēng)機(jī)34通過導(dǎo)管32和風(fēng)箱22連接。排氣導(dǎo)管36和燃燒室28頂部連接，又與外部的煙道連接(未示)。
爐灰分選系統(tǒng)有一個(gè)爐灰容器50，其位置低于流化床反應(yīng)器10的高度，還有導(dǎo)管組，將流化床反應(yīng)器和爐灰容器連接。爐灰容器有一個(gè)頂壁56、一個(gè)側(cè)壁58和底壁62。一個(gè)向下傾斜的導(dǎo)管42，將流化床反應(yīng)器10的下部，高度剛超過空氣分配板18的地方，和垂直放置的分選主管46連接。一個(gè)閥44放在導(dǎo)管42內(nèi)，控制從導(dǎo)管中通過的材料流。垂直分選立管46向下伸，從爐灰容器50的頂壁56中通過，在爐灰容器50內(nèi)，終止于頂壁56和底壁62之間的一個(gè)位置上。底壁62可以有倒立圓錐體構(gòu)形，在其最低點(diǎn)開口，連接從底部垂直下伸的清理導(dǎo)管64。通過導(dǎo)管64的材料流由管中的閥68控制。在爐灰容器50中放置一個(gè)多孔空氣分配板72，位于爐灰容器頂56和垂直分選立管46端部48之間?？諝夥峙浒?2和爐灰容器的壁58接觸，從而將容器內(nèi)部分為兩個(gè)隔室;即在板72上面圍繞導(dǎo)管46的風(fēng)箱74，和板72下方的收集室57。風(fēng)箱通過導(dǎo)管76和鼓風(fēng)機(jī)78連接。
垂直分選管46向上伸，經(jīng)過和導(dǎo)管42的接頭46a，到達(dá)一個(gè)比流化床反應(yīng)器10中流化層材料高度高很多的位置。在分選導(dǎo)管46的上端上，導(dǎo)管有一個(gè)彎管52，轉(zhuǎn)折可達(dá)135°左右，從而將一個(gè)連接彎管52和流化床反應(yīng)器10側(cè)壁14上的回流化54a的回流管54向下傾斜。
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在流化床反應(yīng)器10的燃燒室28內(nèi)，有一堆顆粒材料26，支承在空氣分配板18上。空氣用鼓風(fēng)機(jī)34，通過導(dǎo)管32，向空氣分配板18下方的風(fēng)箱22供給。來自風(fēng)箱22的空氣，通過空氣分配板18上的孔，進(jìn)入流化床材料26，使其膨脹，使之在燃燒室28中達(dá)到相當(dāng)大的高度。膨脹的流化床材料26不可能有明確的上表面，在整個(gè)燃燒室28中可能有密度低的非常細(xì)的顆粒，這些最細(xì)顆粒的一部分，通過排出導(dǎo)管36離開燃燒室28。流化床材料26的溫度很高，通過空氣分配18引入的空氣，作燃燒室28中的助燃空氣，流化床中燃料燃燒時(shí)，產(chǎn)生額外的燃燒氣體。燃料的不燃燒爐灰成分，一般成為留在流化床中的離散灰粒，從而起熱顆粒的有用作用接觸進(jìn)爐燃料顆粒并將其點(diǎn)燃，并且，有助于保持流化床的流化狀態(tài)。然而，細(xì)灰粒由于在流化床中的連續(xù)運(yùn)動(dòng)而互相接觸，并且因?yàn)檫_(dá)到白熱，便產(chǎn)生某種程度軟化細(xì)粒的聚團(tuán)。這些顆粒增大時(shí)較不易流態(tài)化，傾向于降到流化床的較一下層，停留在空氣分配板18上。當(dāng)這些粗爐灰顆粒在空氣分配板18的上面或其附近積累時(shí)，便可能發(fā)生流化床的不流態(tài)化，便要作成本高昂的停機(jī)，進(jìn)行保養(yǎng)作業(yè)。
爐灰分選系統(tǒng)40可以從流化床26上，清除一部分混合尺寸的爐灰，將從粗粒部分中取出的細(xì)粉分離，而將粗粒部分清除并清理，同時(shí)將細(xì)粉部分送回流化床內(nèi)，保持其流態(tài)化。因此，一部分流化床材料通過向下傾斜的導(dǎo)管42連續(xù)或有間歇地清除。粗細(xì)料都沿斜導(dǎo)管42向下移動(dòng)，閥24控制其量。在導(dǎo)管42及46的接頭46a處，床料進(jìn)入垂直分選導(dǎo)管46，并傾向于垂直向下而落入爐灰容器50中。
鼓風(fēng)機(jī)78通過導(dǎo)管76，將空氣引入爐灰容器風(fēng)箱74中。空氣通過風(fēng)箱74，并通過空氣分配板72的孔眼?？諝膺M(jìn)入爐灰收集室57，垂直向下移動(dòng)。這氣流離開收集室的唯一出路是垂直分選導(dǎo)管46。因此，空氣在導(dǎo)管46的端部48處回轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)180度垂直上流，進(jìn)入導(dǎo)管46。于是垂直分選管46中的氣流，與流化床反應(yīng)器的粒團(tuán)和細(xì)粒粉的流向相反。
垂直導(dǎo)管46中的氣流速度，可以減低垂直分選導(dǎo)管46中的粗灰粒和灰粒團(tuán)的下行速度，而不能將下行阻斷。粗灰粒和粒團(tuán)通過向上流動(dòng)的空氣的逆流，進(jìn)入收集室57。但是導(dǎo)管46中空氣的速度，足以將爐灰中的細(xì)粉部分淘析，從而將其帶在氣流中而向上移動(dòng)。在導(dǎo)管46和導(dǎo)管44的接頭處，空氣和夾帶的細(xì)粉選擇阻力最小的途徑，繼續(xù)垂直向上?？諝饫?xì)粉流達(dá)到垂直導(dǎo)管46頂部的彎管52，向下轉(zhuǎn)入回流導(dǎo)管54。再由導(dǎo)管54通過回流孔54a，向流化床反應(yīng)器10的燃燒隔室28排出。于是將細(xì)粉重新引入流化床26，而夾帶的空氣用作燃燒隔室28中的補(bǔ)充助燃空氣。
粗爐灰粒團(tuán)向下落入收集室57，停止在爐灰容器58的底部62上和排出導(dǎo)管64中。閥68不時(shí)地開放，以便清除掉一部分粗粒團(tuán)。
在典型運(yùn)轉(zhuǎn)中，將平均直直在3/4英寸以下的煤塊放進(jìn)流化床燃燒。在反應(yīng)器中形成，并從流化床上取出的灰粒和聚團(tuán)，尺寸包括極細(xì)的粒以至直徑在一英寸以上的顆粒和聚團(tuán)。一般希望將平均直徑約小于0.25英寸的灰粒退回流化床反應(yīng)器。進(jìn)入爐灰容器風(fēng)箱的氣流徑過調(diào)節(jié)，使垂直分選導(dǎo)管中空氣的速度，達(dá)到完成理想分選的需要。
在這里應(yīng)注意的是空氣分配板72的位置靠近爐灰容器50的頂部，提供了作用非常大的優(yōu)點(diǎn)，板孔幾乎不會(huì)被床料堵塞。首先，一般沒有固體與板接觸，其次，通過板孔向下的氣流阻止顆粒與板接近，并可迅速將可能已經(jīng)接近或可能在空氣分配板72上停留的游離顆粒清除。
雖然對(duì)本發(fā)明已結(jié)合理想實(shí)施方案作敘述，應(yīng)理解到還可作修改和變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，凡本技術(shù)領(lǐng)域：
中擅長(zhǎng)者都易于理解。這類修改和變化，都被認(rèn)為屬于本發(fā)明和文后權(quán)利要求
的權(quán)限和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于流化床反應(yīng)器的爐灰分選器，其特征為有一個(gè)第一下斜導(dǎo)管，在重力流動(dòng)的條件下從該反應(yīng)器接受流化床材料流；一個(gè)基本垂直的第二分選導(dǎo)管，和該第一導(dǎo)管連接，接受流流化床材料；一個(gè)爐灰容器有一個(gè)頂壁一個(gè)底壁，該第二導(dǎo)管穿過該頂壁伸入該爐灰容器，該第二導(dǎo)管穿過該頂壁伸入該爐灰容器，該第二導(dǎo)管在該頂壁下方終止，終點(diǎn)在遠(yuǎn)離該爐灰容器底壁的上方；一個(gè)多孔空氣分配板在該爐灰器內(nèi)，位于該容器的該頂壁和該第二導(dǎo)管端之間；該頂壁和該空氣分配板之間的區(qū)域，構(gòu)成一個(gè)風(fēng)箱；該第二導(dǎo)管在與該第一導(dǎo)管連接處垂直向上伸展，到達(dá)該流化床反應(yīng)器里的床料高度上方的一個(gè)地方，該第二導(dǎo)管在最高點(diǎn)上有一個(gè)彎管，從而該第二導(dǎo)管從該最高點(diǎn)向下傾斜，和流化床反應(yīng)器上的一個(gè)孔連接，使細(xì)粉流和空氣回流入流化床反應(yīng)器的燃燒室。
2.如權(quán)利要求
1中之爐灰分選器，其特征為在該第一導(dǎo)管中設(shè)有裝置，控制來自該反應(yīng)器的床料流。
3.如權(quán)利要求
2中之爐灰分選器，其特征為在該風(fēng)箱和該底壁之間的區(qū)域，構(gòu)成一個(gè)爐灰收集室，設(shè)有導(dǎo)管裝置，從該室排出積累的爐灰。
4.如權(quán)利要求
3中之爐灰分選器，其特征為在風(fēng)箱和該底壁之間的區(qū)域，構(gòu)成一個(gè)爐灰收集室，設(shè)有導(dǎo)管裝置，從該室排出積累的爐灰。
5.如權(quán)利要求
4中之爐灰分選器，其特征為在該導(dǎo)管裝置中設(shè)一個(gè)閥，控制來自該室的爐灰流。
6.一種灰分選系統(tǒng)，其特征為有一個(gè)具有頂壁，底壁和側(cè)壁的爐灰容器，一個(gè)基本垂直的導(dǎo)管穿過該頂壁，在該爐灰容器中終止于該底壁的上方，這導(dǎo)管可接受爐灰顆粒和爐灰聚團(tuán)的重力流，一個(gè)基本水平的多孔空氣分配板，位于該頂壁和該垂直導(dǎo)管端部之間，和該垂直導(dǎo)管有圍繞關(guān)系，并和該側(cè)壁接觸，該頂壁和該分配板之間的區(qū)域構(gòu)成一個(gè)風(fēng)箱，該風(fēng)箱和該底壁之間的區(qū)域，構(gòu)成爐灰收集室，有裝置將空氣流引入該風(fēng)箱，從而空氣從風(fēng)箱向下通過該多孔分配板流動(dòng)，進(jìn)入該爐灰收集室，然后但上轉(zhuǎn)，進(jìn)入該垂直導(dǎo)管，逆灰粒和灰粒聚團(tuán)流動(dòng)方向前進(jìn)。
7.如權(quán)利要求
6中之爐灰分選系統(tǒng)，其特征為設(shè)一導(dǎo)管，從爐灰收集室通過該底壁，排出爐灰。
8.如權(quán)利要求
7中之爐灰分選器，其特征為該導(dǎo)管裝置中有一個(gè)閥，控制收回爐灰的速度。
專利摘要
一種裝置，用于從工作流化床反應(yīng)器10，收回一個(gè)有相對(duì)靜態(tài)的床料26流，利用重力，將其通過導(dǎo)管42、46送進(jìn)一個(gè)外部的分選室57，有一個(gè)向下的空氣流被引入該分選室。將空氣流在分選器中逆轉(zhuǎn)，向上逆床料流的方向移動(dòng)，空氣的速度使粗床料可通過氣流下落，在分選室中集聚，而細(xì)粉被向上的空氣流夾帶，將空氣和細(xì)粉都引入流化床反應(yīng)器。
文檔編號(hào)B01J8/00GK87106550SQ87106550
公開日1988年5月4日 申請(qǐng)日期1987年9月22日
發(fā)明者弗雷德里克·亨利·福格特, 斯坦利·安東尼·邦尼, 約翰·保羅·達(dá)西埃諾 申請(qǐng)人:多爾-奧利費(fèi)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan