[實用新型]一種高效循環流化床氣化裝置

有效

• 申請號: 201720250209.2
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN206553470U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 張守軍;魯萬寶;趙成武
• 申請（專利權）人: 張守軍;魯萬寶;趙成武
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于循環流化床利用技術領域，特別是涉及一種高效循環流化床氣化裝置。

背景技術

生物質是非常廣泛的一類燃料，在生活生產中有著廣泛的應用，流化床由于其結構簡單、高效、燃燒強度高等優點被視為是處理生物質的優良爐型。相比于固定床和移動床，流化床爐型由于床料、燃料在床內混合劇烈，所以有較高的效率。

在循環流化床中按重量計，燃料僅占床料的1～20％，其余是不可燃的固體顆粒。因此，加到循環流化床中的生物質被一個大熱載體的灼熱灰渣顆粒所包圍。這些灼熱的灰渣顆粒把生物質加熱到著火溫度而開始燃燒。在這個加熱過程中，所吸收的熱量只占床層總熱容量的千分之幾，因而對床層溫度影響很小，而生物質的燃燒，又釋放出熱量，從而能使床層保持一定的溫度水平。

循環流化床氣化裝置按照某一工況設計定型后，其空塔速度、等效速度等就被固定下來。由于裝置內為氣化工況，空氣的供入量遠遠小于燃燒工況，其爐內的流場狀態也大不相同，所以生物質流化特性存在改變時，循環流化床中的密、稀相區可能會發生速度不足或過快，導致燃料在密、稀相區堆積或者燃料被迅速的排出反應區，使得反應終止或反應效率低下。

因此，需要一種技術進一步提高循環流化床氣化裝置對生物質適應性、提高反應效率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種高效循環流化床氣化裝置，通過對氣化裝置結構的調整、流場的組織、氣墊區的調整，使得燃料的反應時間延長，內循環量提高，降低了外循環量，大大降低了進入旋風的半焦的含碳量，提高了系統效率。

為解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

本實用新型為一種高效循環流化床氣化裝置，包括提升管和分離器，所述提升管一端管型結構為變徑管；所述提升管另一端氣墊區；其中，所述變徑管一側設置有床料加料口；所述提升管沿軸向周側設置有若干加料口；所述提升管上部管路與分離器連接；所述分離器上部設置有出口管路；所述分離器下部連接有返料器；其中，所述返料器一側與提升管連接。

進一步地，所述氣化裝置為絕熱式結構。

進一步地，所述提升管底部設置有風帽；所述風帽的中心區域速度為邊緣區域速度的1.1-1.5倍。

進一步地，所述提升管下部的變徑管為由上而下漸縮，漸縮段錐角10-90°。

進一步地，所述氣墊區高度為提升管高度的1/50-1/20，所述提升管上部管路與分離器連接處設置有調節擋板，根據生物質的特性控制調節擋板的高度。

一種高效循環流化床氣化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，生物質通過不同燃料加料口加入提升管中，床料通過床料加料口加入提升管中；

步驟二，生物質在提升管中熱解、氣化，生產氣體和半焦粉，一部分半焦粉經提升管邊緣返回提升管底部密相區；另一部分半焦粉經過分離器收集，細粉和氣體從分離器上部輸出，半焦粗粉進入返料器；

步驟三，返料器將半焦粗粉返送回提升管中。

進一步地，所述生物質通過各燃料加料口分別加入到提升管中。

進一步地，所述提升管加入床料為耐磨粗床料顆粒，包括石英砂、河沙、氧化鋁球以及它們的任意混合物。

進一步地，所述返料器的流化風及返料風使用氣化氣。

本實用新型的原理是：

由于生物質種類繁多，其燃料硬度、密度、粒度等特性大不相同，所以導致其流化特性的差異性較大。相對硬度小、密度小、粒度小的生物質其流化特性好，反之流化特性較差。

流化床中高于臨界流化速度，床料及燃料才能夠正常流化。本實用新型底部采用變截面設計，提升管上部為某一床料或燃料的臨界流化速度時，底部速度為臨界速度1-2倍。不同截面的速度梯度，滿足了不同原料的流化需要。流化特性好的燃料，從下部加料口加入，延長燃料在提升管中的停留時間；流化特性差的，從上部加料口加入，通過延長燃料的下降時間，延長反應時間，同時使得生物質在提升管下降過程中利用床料的高溫及沖擊作用，改變生物質的物理和化學性質，將硬度大、密度大、顆粒大的含碳材料熱解粉碎成為硬度小、密度小、粒度小的流化特性好的生物質粉。