[發明專利]循環流化床富氧燃燒外置床換熱器

無效

• 申請號: 200910184859.1
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN101694296A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 趙長遂;段倫博;周騖;陳曉平;梁財;吳新;段鈺鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種循環流化床富氧燃燒外置床換熱器，屬于節能、環保工程的技術領域。

背景技術

由化石燃料燃燒排放的大量溫室氣體CO₂對環境造成的危害已引起了全球的高度關注。在眾多的CO₂分離捕集技術當中，循環流化床富氧燃燒技術作為一種新型的可低成本分離回收CO₂且污染物排放較低的全新理念的燃燒方式，因為與煤粉爐富氧燃燒技術相比的卓越優勢，已引起了各國研究者的重視，具有廣泛的應用前景。由于氧氣濃度提高和循環煙氣濃度降低使得鍋爐體積相應變小，尤其是尾部煙道體積減小，給鍋爐的受熱面布置帶來了很大難題。常規的循環流化床外置床換熱器僅靠熱循環回路灰的溫降來加熱介質，換熱能力有限。

為了解決上述問題，提出一種循環流化床富氧燃燒外置床換熱器。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種循環流化床富氧燃燒外置床換熱器。該換熱器在吸收分離灰溫降的同時，將爐膛內焦炭和脫硫劑引入換熱器內進行燃燒，同時進行脫硫，可以加強外置床換熱器的換熱效果，有效解決循環流化床富氧燃燒受熱面布置困難的問題。

技術方案：本發明的循環流化床富氧燃燒外置床換熱器中，外置床換熱器下部通過開口與循環流化床爐膛下部密相區相連通，外置床換熱器上部通過開口與循環流化床爐膛過渡段相連通，循環流化床稀相區與氣固分離器相連通，氣固分離器的上部通過中心筒與尾部受熱面相連，氣固分離器的下端通過立管和外置床換熱器進料管與外置床換熱器相連通，外置床換熱器的下端接外置床風室；氣固分離器分離下來的固體顆粒和爐內流化良好的固體顆粒進入外置床換熱器進行混合燃燒，與布置在外置床換熱器內的受熱面進行換熱。

外置床換熱器是一個鼓泡流化床燃燒室。

布置在外置床換熱器內的受熱面為鍋爐蒸發器、過熱器和再熱器。

氣固分離器為高溫絕熱的、汽冷、水冷、汽水聯合冷卻旋風分離器或慣性分離器。

燃料和脫硫劑在循環流化床爐膛內(密相區、過渡區和稀相區)內燃燒，產生的煙氣在氣固分離器中實現氣固分離，氣體通過中心管向上進入尾部煙道，分離下來的固體通過外置床換熱器進料管進入外置床換熱器；同時，爐內流化良好的固體顆粒，包含焦炭、脫硫劑和灰，通過外置床換熱器和爐膛之間的開口也進入外置床換熱器；通過外置床換熱器專用風室向外置床換熱器內送入燃燒介質，使得未燃焦炭和氣固分離器分離下來的固體顆粒在外置床換熱器內燃燒，燃燒后的固體顆粒由外置床換熱器和爐膛密相區之間的開口送回爐膛。在外置床換熱器內布置鍋爐蒸發器、過熱器和再熱器受熱面，固體顆粒在外置床換熱器內燃燒和溫降提供的熱量用來加熱蒸發器、過熱器和再熱器內的介質，有效解決了循環流化床富氧燃燒帶來的鍋爐受熱面布置困難的問題。

有益效果：

1.與空氣燃燒的循環流化床外置床換熱器相比，其將爐膛內的部分焦炭引入換熱器內進行燃燒，增加了換熱器的換熱量。

2.與其他形式的外置床換熱器相比，循環流化床富氧燃燒外置床換熱器是一個鼓泡床燃燒室，其傳熱效率高。

3.脫硫劑在換熱器內參與反應，增加了其在整個爐膛內的停留時間，可以提高鍋爐的脫硫效率。

4.可以根據需要調整換熱器的燃燒份額滿足尾部受熱面的吸熱要求。

附圖說明

圖1為循環流化床富氧燃燒外置床換熱器的示意圖。

以上的圖中有：密相區1、稀相區2、氣固分離器3、中心筒4、外置床換熱器5、外置床換熱器進料管6、開口7、外置床風室8、開口9、外置床換熱器內受熱面10、過渡段11。

具體實施方式

本發明循環流化床富氧燃燒外置床換熱器一種實施例結構如圖1所示，外置床換熱器5下部通過開口9與循環流化床爐膛下部密相區1相連，外置床換熱器5上部通過開口7與循環流化床爐膛過渡段11相連，循環流化床稀相區2與氣固分離器3相連，氣固分離器3通過中心筒4和尾部受熱面相連，氣固分離器下端通過立管和外置床換熱器進料管6與外置床換熱器5相連，外置床換熱器5與外置床風室8相連，外置床換熱器5內布置有蒸發器、過熱器和再熱器受熱面10。

燃料和脫硫劑在循環流化床爐膛內(密相區1和稀相區2)內燃燒和發生脫硫反應，產生的煙氣在氣固分離器3中實現氣固分離，氣體通過中心管4向上進入尾部煙道，分離下來的固體通過外置床換熱器進料管6進入外置床換熱器5；同時，爐內流化良好的固體顆粒，包含未燃盡的焦炭、脫硫劑和灰，通過外置床換熱器和爐膛之間的開口7也進入外置床換熱器5；通過外置床風室8向外置床換熱器供風，使得未燃焦炭和氣固分離器分離下來的固體顆粒在外置床換熱器內燃燒，燃燒后的固體顆粒由外置床換熱器5和爐膛密相區1之間的開口9送回爐膛。固體顆粒在外置床換熱器內燃燒放熱加熱布置在床內的蒸發器、過熱器和再熱器10中的介質，解決循環流化床富氧燃燒帶來的鍋爐受熱面布置困難的問題，如此形成了一種循環流化床富氧燃燒外置床換熱器工作方法。