[發明專利]干法排渣流化床氣化反應裝置

有效

• 申請號: 201410499747.6
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104277881B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 倪建軍;楊震;張建文;池國鎮
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/84;C10J3/72
• 代理公司: 上海大邦律師事務所31252
• 代理人: 陳宏

技術領域

本發明涉及一種干法排渣流化床氣化反應裝置，屬于煤氣化多聯產技術領域。?

背景技術

煤基多聯產技術及煤氣化為基礎。現有氣化技術主要由氣流床、流化床和固定床氣化三類。氣流床主要以高溫液態排渣氣化技術為主，固定床主要以中高溫固態排渣方式為主，流化床氣化技術既有干法排渣技術也有液態排渣技術，但目前工業運行的氣化技術主要以熔融態半干法排渣方式為主。流化床氣化反應器以其燃料適應性廣泛而備受用戶青睞，但其運行的不穩定性和技術成熟度問題又使之在市場上很難大規模推廣應用。?

流化床反應器的特點是底部進入流化風，側面給入燃料，固態/液態反應產物從床層底部排出，氣態產物從反應器頂部排出。為了實現流化床內物流的流態化，反應器底部設有布風板，布風板的方式和結構直接決定反應器的排渣方式，如采用文丘里排渣管的美國專利US4435364和US4023280等，該文丘里排渣管位于氣化反應器底部布風板的中心，排出反應器的顆粒由向上流動的氣體進行控制，不設閥門和給料機構。?

中國專利CN102083521和CN1038846均公布了一種帶有中心噴管的流化床氣化反應器，由于這兩種反應器的爐內均形成了超過灰熔點的高溫區，故實現了熔融態灰渣團聚的效果，實現半干法排渣。?

由于半干法灰融聚排渣方式的前提是在反應器內形成局部高溫區，并同時形成團聚流場，使顆粒相互碰撞粘結后通過環形排渣管排出。在這樣的操作條件，導致排渣管長期處于高溫高壓和熔融態灰渣粘附等惡劣工況下，嚴重影響排渣管的使用壽命，因此必須經常進行更換或維修，由于使用材料價格昂貴，維修和維護費用較高，且停車頻率過高導致生產成本大幅提高。?

根據現有流化床氣化工業應用和運行情況發現，流化床氣化技術由于其反應溫度相比低于燃料灰熔點以下操作，且停留時間低于固定床，所以碳轉化率一直處于較低水平，很難達到氣流床和固定床氣化反應器碳轉化率99%的水平。?

因此，有必要開發一種操作條件溫和，氣化效率高，維護簡單，成本低廉的流化床氣化反應器，在無需控制設備的前提下將氣化后的固態顆粒物排出反應器，是流化床氣化反應器的運行和制造成本大大降低。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種干法排渣流化床氣化反應裝置，同時采用兩段式氣化反應方法，提高流化床氣化反應器的整體碳轉化率。該氣化反應裝置包括流化床爐膛、底部布風板、直管式排渣管等主體部件組成，其中反應器膛被分為上爐膛和下爐膛兩個部分。布風板采用錐形布置，錐形底部與一帶擴口排渣管連接。?

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種干法排渣流化床氣化反應裝置，包括燃料給入、反應器本體、排渣系統、多級旋風分離和回料系統等組成等。?

所述的反應器本體分為上、下兩個氣化室，燃料通過單側給入，反應器底部設有錐形布風板和排渣管，排渣管為一喇叭口結構，擴口與錐形布風板相接，氣化劑通過排渣管和布風板送入反應器，燃料給入口和回料口均位于布風板上方，多級旋風分離器分離下來的顆粒物全部經過回料裝置送回反應器進行一步參與氣化反應。?

上述干法排渣流化床氣化反應裝置，其中，所述的反應器本體中下氣化室和上氣化室直徑不同，上氣化室直徑D₁大于下氣化室直徑D₂，兩者比值范圍D₁/D₂=1.1~3，優選范圍D₁/D₂=1.6~2.4；?

上述干法排渣流化床氣化反應裝置，其中，所述的布風板采用錐形設計，錐形口夾角α角度范圍30~60°，優選值45°；

上述干法排渣流化床氣化反應裝置，其中，所述的布風板上設有氣化劑噴口，氣化劑噴口氧分布板圓周均勻布置，設有5~30圈噴口，每圈噴口數量相等，每圈噴口直徑沿分布板徑向遞減，靠近排渣管的噴口直徑最小，控制氣化劑從分布板噴口噴出流速范圍設為0.5~2m/s，優選值0.8~1.5m/s；

上述干法排渣流化床氣化反應裝置，其中，所述排渣管上段擴口角度η，擴口角η小于范圍錐形口夾角α，擴口角η角度范圍10~30°，優選值15°；

上述干法排渣流化床氣化反應裝置，其中，所述的上段氣化室和下段氣化室采用錐形段相連，錐形段斜面與水平面夾角θ，θ角度范圍30°~60°，優選值45°；