[實(shí)用新型]一種采用打包燃料的流化床氣化反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020608834.8
• 申請(qǐng)日: 2010-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201850257U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈冶;袁光福;何培紅;黎澤元;胡志波;蔣國(guó)平;閻維平;魯許鰲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電長(zhǎng)源電力股份有限公司;華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/56
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/56;C10J3/84;C10J3/72
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種采用打包燃料的流化床氣化反應(yīng)器，屬于生物質(zhì)能的氣化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

從技術(shù)與成本上考慮，目前生物質(zhì)與煤混燃技術(shù)仍是生物質(zhì)能利用的主要途徑之一，但也出現(xiàn)以下問(wèn)題：

(1)生物質(zhì)制粉困難，飛灰可燃物比例升高；

(2)燃燒生成的生物質(zhì)灰影響粉煤灰的利用；

(3)絞龍送料設(shè)備經(jīng)常卡死嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致核心部件損壞。

這使得生物質(zhì)氣化再燃——間接混燃技術(shù)得到重視，這種技術(shù)能有效克服以上直接摻燒的缺點(diǎn)，在控制CO₂、SO₂及NO_X排放方面更具優(yōu)勢(shì)。這種技術(shù)需利用氣化爐來(lái)產(chǎn)生所需的生物質(zhì)燃?xì)庖詫?shí)現(xiàn)與煤的間接混燃。由于流化床床層內(nèi)傳熱加強(qiáng)，反應(yīng)速度快速充分，產(chǎn)氣量大，熱值高，焦油含量小，這一爐型技術(shù)在歐美一些國(guó)家得到了推廣應(yīng)用，我國(guó)起步較晚，廣州能源所研制的循環(huán)流化床氣化爐有了幾處小規(guī)模的示范應(yīng)用，但氣化原料多是林業(yè)廢棄物，針對(duì)適合生物質(zhì)秸稈的流化床氣化爐還未見(jiàn)報(bào)道。

研究表明，一般認(rèn)為15-40MW規(guī)模發(fā)展鼓泡流化床合適些，而循環(huán)流化床在40-100MW發(fā)電規(guī)模中運(yùn)用更經(jīng)濟(jì)。因此推廣鼓泡流化床對(duì)于當(dāng)前我國(guó)生物質(zhì)能特別是秸稈生物質(zhì)的高品位利用有更好的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種采用打包燃料的流化床氣化反應(yīng)器，充分考慮我國(guó)生物質(zhì)秸稈資源絕對(duì)數(shù)量龐大但是分散，收集難度大的特點(diǎn)，能有效提高我國(guó)秸稈資源的利用效率和品位，可用作工業(yè)規(guī)模的氣化裝置，特別是作為煤粉發(fā)電機(jī)組生物質(zhì)秸稈摻燒系統(tǒng)的氣化反應(yīng)器。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

氣化室的頂部為防爆門(mén)，底部設(shè)置布風(fēng)板以及等壓風(fēng)室，氣化室的側(cè)壁上部設(shè)置安全門(mén)和氣化室出口，側(cè)壁下部設(shè)置關(guān)斷門(mén)、人孔門(mén)以及飛灰熱絞龍；所述氣化室出口的另一端與旋風(fēng)分離器連接；所述旋風(fēng)分離器的頂部為分離器燃?xì)獬隹冢涞撞客ㄟ^(guò)雙級(jí)鎖渣器與所述飛灰熱絞龍連接；所述關(guān)斷門(mén)外設(shè)置料包打散裝置。

所述氣化室為倒圓臺(tái)形，分別在布風(fēng)板的上部及氣化室1/2高度處擴(kuò)徑。

所述等壓風(fēng)室的風(fēng)帽小孔采用四周側(cè)斜向下呈15°開(kāi)孔。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)充分考慮我國(guó)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)廢棄物資源分散的特點(diǎn)，將生物質(zhì)秸稈打包成型，便于原料存運(yùn)，有效減小占地面積；

(2)采用陶粒砂作為鼓泡流化床氣化反應(yīng)器的床料，不僅能有效避免傳統(tǒng)石英砂床料的易結(jié)渣問(wèn)題，而且采用的陶粒砂真實(shí)密度低易流化，可降低流化風(fēng)量，有利于燃?xì)饪扇汲煞直壤蜔嶂档奶岣撸?/p>

(3)鼓泡流化床氣化反應(yīng)器，流化速度低，有效降低飛灰可燃物比例；

(4)布風(fēng)板上部及反應(yīng)器床高1/2處的兩次擴(kuò)徑，可減少床料流化死區(qū)并促使床料形成內(nèi)循環(huán)，改善流化質(zhì)量；

(5)布風(fēng)板下設(shè)計(jì)有等壓風(fēng)室，用于穩(wěn)定來(lái)流的流化熱風(fēng)，盡可能減少結(jié)構(gòu)突變對(duì)布風(fēng)的影響；布風(fēng)風(fēng)帽小孔采用四周側(cè)斜向下呈約15°開(kāi)孔，以利于氣流擾動(dòng)風(fēng)帽間的粗顆粒；

(6)解決了常規(guī)絞龍進(jìn)料設(shè)備易損壞的問(wèn)題；分離下來(lái)的熱飛灰由熱飛灰絞龍裝置送入反應(yīng)器的密相區(qū)燃燒，補(bǔ)充氣化所需熱量，提高碳轉(zhuǎn)化率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型所述反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：

1-秸稈料包，2-料包打散裝置，3-安全門(mén)，4-關(guān)斷門(mén)，5-氣化室，6-防爆門(mén)，7-等壓風(fēng)室，8-人孔門(mén)，9-布風(fēng)板，10-爐壁內(nèi)襯，11-飛灰熱絞龍，12-氣化室出口，13-分離器燃?xì)獬隹冢?4-旋風(fēng)分離器，15-雙級(jí)鎖渣器，16-分離器保溫內(nèi)襯。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了一種采用打包燃料的流化床氣化反應(yīng)方法及反應(yīng)器，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，氣化室5的頂部為防爆門(mén)6，底部設(shè)置布風(fēng)板9以及等壓風(fēng)室7，氣化室5的側(cè)壁上部設(shè)置安全門(mén)3和氣化室出口12，側(cè)壁下部設(shè)置關(guān)斷門(mén)4、人孔門(mén)8以及飛灰熱絞龍11；所述氣化室出口12的另一端與旋風(fēng)分離器14連接；所述旋風(fēng)分離器14的頂部為分離器燃?xì)獬隹?3，其底部通過(guò)雙級(jí)鎖渣器15與所述飛灰熱絞龍11連接；所述關(guān)斷門(mén)4外設(shè)置料包打散裝置2。在氣化室5分別在布風(fēng)板9的上部及氣化室1/2高度處擴(kuò)徑。等壓風(fēng)室7的風(fēng)帽小孔采用四周側(cè)斜向下呈15°開(kāi)孔。

工作時(shí)，先在氣化室5內(nèi)預(yù)先填上適量低真實(shí)密度的陶粒砂床料，一般以0.5-0.6m高度為宜，床料溫度預(yù)熱到500-550度之后便可投入運(yùn)行。為提高氣化效率，可采用熱風(fēng)作為流化風(fēng)。

運(yùn)行時(shí)，維持流化風(fēng)量為陶粒砂床料臨界流化風(fēng)量的2倍左右，來(lái)流的流化風(fēng)經(jīng)過(guò)等壓風(fēng)室7后，從布風(fēng)板9吹入氣化室5，使陶粒砂呈鼓泡流化狀態(tài)；另一方面，秸稈料包采用圓柱形或長(zhǎng)方體，料包密度約為200kg/m³，單個(gè)料包截面一般以不超過(guò)氣化爐床層面積的50％，由輸送機(jī)運(yùn)至鼓泡流化床氣化爐前，用料包打散裝置2將料包打散后甩入氣化室5內(nèi)，繼而進(jìn)行氣化反應(yīng)。產(chǎn)生的熱生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^(guò)氣化室出口12經(jīng)旋風(fēng)分離器14過(guò)濾大部分飛從分離器燃?xì)獬隹?3送出，而分離下來(lái)的熱飛灰先儲(chǔ)存在雙級(jí)鎖渣器15內(nèi)，定期由與旋風(fēng)分離器14連接的飛灰熱絞龍11回送氣化室5內(nèi)進(jìn)行再燃燒，從而提高碳轉(zhuǎn)化率和氣化效率。為減少能量損失，氣化室5外壁敷有多層爐壁內(nèi)襯10，起到耐火和保溫作用；旋風(fēng)分離器14外壁也附有分離器保溫內(nèi)襯16。為防止事故時(shí)能及時(shí)應(yīng)對(duì)，快速解決，反應(yīng)器上部設(shè)有安全門(mén)3和防爆門(mén)6；反應(yīng)器下部設(shè)有人孔門(mén)8，便于工作人員進(jìn)入氣化反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行檢修。