[實用新型]一種射流流化床氣化爐用的氣體分布器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420499113.6
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN204079921U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶偉;程中虎;李俊國;郝振華;趙建濤;黃戒介;房倚天;劉哲語
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于一種氣體分布器，具體地說涉及一種射流流化床氣化爐用的氣體分布器。

背景技術(shù)

煤氣化是煤炭能源轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)技術(shù)，也是煤化工發(fā)展中最重要和關(guān)鍵的工藝過程之一，是煤炭清潔利用的重要途徑。煤的氣化技術(shù)分為固定床、流化床、氣流床以及熔融床。以灰熔聚為代表的流化床氣化技術(shù)。它是以粒度為0-10mm的小顆粒煤為氣化原料，在氣化爐內(nèi)使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，煤粒在沸騰狀態(tài)進行氣化反應(yīng)，從而使得煤料層內(nèi)溫度均一，易于控制，提高氣化效率。根據(jù)射流原理，灰融聚氣化爐在流化床氣體分布器底部設(shè)計了一個局部高溫區(qū)，使灰渣團聚成球，借助重量的差異達到灰團與半焦的分離，在非結(jié)渣情況下，連續(xù)有選擇地排出低碳量的灰渣。

對于灰融聚流化床氣化爐來說，氣體分布器是一個至關(guān)重要的部件，它對流化床的流化以及氣化反應(yīng)器的操作性能都具有決定性的影響。具體而言分布板所起的作用包括：

1）均勻分布氣化劑，同時使氣化劑通過分布板的能耗最小，在分布板附近形成良好的氣固接觸條件，使流化床處于穩(wěn)定，并對床內(nèi)產(chǎn)生較大擾動，增加床內(nèi)顆粒的內(nèi)循環(huán)，促進流體與顆粒間的傳熱、傳質(zhì)，以使所有煤焦都處于運動狀態(tài)，從而消除死區(qū)，進而防止分布板附近結(jié)渣，影響氣化爐操作；

2）保證分布板下邊緣處形成一個高溫區(qū)，順利進入環(huán)形管作用區(qū)域的物料能夠快速的進行氣化反應(yīng)，使灰渣團聚成球，借助重量的差異達到灰團與半焦的分離，在非結(jié)渣情況下，連續(xù)有選擇地排出低碳量的灰渣，從而提高氣化爐效率和處理量。

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所開發(fā)成功了“灰熔聚流化床氣化過程及裝置”（申請?zhí)枺?4106781.5），以及目前中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所開發(fā)的“多段分級轉(zhuǎn)化流化床煤氣化的方法及裝置”（申請?zhí)枺?01010291577.4），一種帶有導(dǎo)向板的流化床粉煤氣化爐反應(yīng)器（申請?zhí)枺?01320135846.7），一種流化床粉煤氣化爐分布板（申請?zhí)枺?01320135649.5），一種帶有上下導(dǎo)向板的流化床粉煤氣化爐分布板（申請?zhí)枺?01320135592.9）使用的分布板結(jié)構(gòu)較為單一，主要部分是一塊圓錐氣體分布板，圓錐氣體分布板上設(shè)有均勻分布的氣體出口，使氣化劑沿垂直于圓錐氣體分布板的方向噴出，分布板底部連接有選擇性的灰分離管，灰分離管中軸線上設(shè)有一根中心射流管，出口與倒錐形分布板底部等高，形成一個高溫區(qū)，促使灰顆粒熔融團聚，進而選擇性的分離半焦和灰渣。

然而通過我們對采用這類分布板的灰熔聚氣化爐多年操作實踐發(fā)現(xiàn)，這類分布板在實際生產(chǎn)時，存在以下問題：

1）灰顆粒在高溫高壓的條件下，攜帶了大量的沖擊能量。在進入灰分離管中進行選擇性排灰的過程中，會與設(shè)在灰分離管中軸線上的中心射流管發(fā)生碰撞和摩擦，而中心射流管就成為容易被磨損處，連續(xù)工業(yè)運行時中心射流管會被磨損、磨穿，造成中心射流管內(nèi)氣化劑泄漏，進而被迫停車；

2）在氣化爐爐體直徑放大及氣化爐壓力提高的過程中，氣化爐的處理量增加，而中心射流管產(chǎn)生的局部高溫反應(yīng)區(qū)影響范圍無法匹配，導(dǎo)致床內(nèi)顆粒混合不均，內(nèi)循環(huán)速率降低，反應(yīng)熱不能及時的擴散，床內(nèi)局部過熱、飛溫，進而在爐內(nèi)結(jié)渣，造成氣化爐氣化效率降低，灰顆粒碳含量過高，同時也造成了不必要的資源浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是設(shè)計了一種中心射流方式，在氣化爐爐體直徑放大及氣化爐壓力提高的過程中氣化效率高的射流流化床氣化爐用氣體分布器。

為了達到本發(fā)明的目的，采用了以下方案：

一種射流流化床氣化爐用氣體分布器，它包括圓柱形氣室殼體、倒錐形分布板、預(yù)分離漸縮管、灰分離管、灰分離管氣化劑進氣管、落灰口、分布板氣化劑進氣管，其特征在于倒錐形分布板位于圓柱形氣室殼體上部；倒錐形氣體分布板上有均勻分布的出氣圓孔；倒錐形氣體分布板上端與圓柱形氣室殼體相連，倒錐形氣體分布板下端與預(yù)分離漸縮管上端相連；預(yù)分離漸縮管上分布至少有3個對稱的氣化劑射流噴嘴；預(yù)分離漸縮管下端與灰分離管上端連接；圓柱形殼體、倒錐形分布板、預(yù)分離漸縮管、落灰管構(gòu)成氣室空間；在倒錐形分布板氣室中有分布板氣化劑進氣管，灰分離管的下端是落灰口，落灰口位于圓柱形氣室殼體外，在落灰管與圓柱形氣室殼體之間有灰分離管氣化劑進氣管。

所述氣化劑射流噴嘴分布于預(yù)分離漸縮管上，與預(yù)分離漸縮管的軸線呈中心對稱，氣化劑射流噴嘴距離預(yù)分離漸縮管頂端是0-2/3倍的預(yù)分離漸縮管高度。

所述氣化劑射流噴嘴分布于預(yù)分離漸縮管上，其中心線與預(yù)分離漸縮管連接處外圓切角為15-90°。