[發明專利]一種基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置

在審

• 申請號: 201810536404.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108546570A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 趙海波;馬琎晨;陳曦;鄭楚光
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

本發明屬于節能減排及能源高效利用相關技術領域，其公開了一種基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置，該返料脫炭一體化裝置包括返料脫炭機構，該返料脫炭機構包括依次相連通的第一顆粒輸送室、至少兩個氣化脫炭室及第一顆粒返料室，該第一顆粒輸送室的頂部形成有入口，該入口用于連接燃料反應器的出口；該返料脫炭機構位于該氣化脫炭室的位置形成有第一開口，該第一開口一端與該返料脫炭室相連通，另一端與該燃料反應器相連通；該第一顆粒返料室形成有溢流口，該溢流口與返料斜管相連通。本發明強化了未燃盡炭和物料的接觸和傳質過程；結構簡單，簡化了操作程序，提高了集成程度；提高了燃料轉化效率及能源利用率。

技術領域

本發明屬于節能減排及能源高效利用相關技術領域，更具體地，涉及一種基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置。

背景技術

現階段，循環流化床作為反應器廣泛應用于能源化工領域，本領域相關技術人員已經做了一些研究，如采用雙循環流化床技術的化學鏈燃燒。化學鏈燃燒(chemicallooping combustion,簡稱CLC)具有無煙無氧的特性，且具備燃燒化學能梯級利用、抑制NO_x生成、抑制有毒廢氣的生成和近零排放等優點，是實現節能減排和高效利用并且環境友好的重要革命性技術之一。化學鏈燃燒系統主要包空氣反應器、燃料反應器、返料器和旋風分離器。針對固體燃料的化學鏈燃燒，由于固體燃料在燃料反應器內部通常轉化不完全，因此常規設計方案是在燃料反應器出口處串聯初級流動密封閥、脫炭器和次級流動密封閥來對未轉化炭進行脫除和轉化、固體氧載體的輸運和兩個反應器間氣氛的隔絕，導致所述化學鏈燃燒系統的結構復雜，難以控制，體積較大，占用空間較多。相應地，本領域存在著發展一種系統集成度高且可柔性控制的基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置的技術需求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置，其基于現有化學鏈燃燒系統的工作特點，研究及設計了一種可柔性控制且集成度高的基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置。所述返料脫炭一體化裝置通入所述氣化脫炭室的氣化氣對所述未轉化炭進行氣化以生成氣化氣，所述氣化氣自所述第一開口進入所述燃料反應器或者被所述氧載體進行就地轉化，以實現所述氧載體與所述未轉化炭的分離，同時，經脫炭純化后的所述氧載體自所述氣化脫炭室的底部進入所述第一顆粒返料室；進入所述第一顆粒返料室的氧載體經所述溢流口進入所述返料斜管，由此完成顆粒輸送，同時具備脫碳及返料的功能，提高了結構緊湊度及載體利用率，柔性控制能力及性能較好。此外，所述燃燒產物攜帶的未轉化炭及氧載體自上而下移動并自所述第一顆粒輸送室的底部進入所述氣化脫炭室，所述氣化介質在所述第一顆粒返料室內自下向上移動，未轉化炭的氣化產物也因此由下向上移動，由此與由上向下移動的所述氧載體形成逆流移動床形式，強化了氣固接觸，提高了傳熱傳質效率，提高了顆粒停留時間。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于循環流化床的返料脫炭一體化裝置，所述返料脫炭一體化裝置包括返料脫炭機構，所述返料脫炭機構包括依次相連通的第一顆粒輸送室、至少兩個氣化脫炭室及第一顆粒返料室，所述第一顆粒輸送室的頂部形成有入口，所述入口用于連接燃料反應器的出口；所述返料脫炭機構位于所述氣化脫炭室的位置形成有第一開口，所述第一開口與所述返料脫炭室相連通；所述第一顆粒返料室形成有溢流口，所述溢流口與返料斜管相連通；

所述燃料反應器的燃燒產物經所述第一顆粒輸送室的入口進入所述第一顆粒輸送室，所述燃燒產物攜帶的未轉化炭及氧載體在所述第一顆粒輸送室內自上而下移動并自所述第一顆粒輸送室的底部進入所述氣化脫炭室；通入所述氣化脫炭室的氣化氣用于對所述未轉化炭進行氣化以生成氣化氣，所述氣化氣自所述第一開口進入所述燃料反應器或者被所述氧載體進行就地轉化，以實現所述氧載體與所述未轉化炭的分離，同時，經脫炭純化后的所述氧載體自所述氣化脫炭室的底部進入所述第一顆粒返料室；進入所述第一顆粒返料室的氧載體經所述溢流口進入所述返料斜管，由此完成顆粒輸送。