[發明專利]用于操作流化床鍋爐的方法

有效

• 申請號: 201880023562.4
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN110582672B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 本特-奧克·安德松
• 申請（專利權）人: 因姆普朗伯德公司
• 主分類號: F23C10/02
• 分類號: F23C10/02;F23C10/26;F23G5/30;B03C1/12;B03C1/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 殷爽

本發明涉及一種操作流化床鍋爐(6)的方法，包括步驟：a)將具有0.8或以下的形狀因子的新鮮鈦鐵礦顆粒作為床材料提供至流化床鍋爐(6)；b)進行流化床燃燒過程；c)從流化床鍋爐除去至少一個包含鈦鐵礦顆粒的灰流；d)從所述至少一個灰流中分離鈦鐵礦顆粒，其中分離包括使用包含2,000高斯或以上的場強的磁分離器(12)的步驟；e)將分離的鈦鐵礦顆粒再循環到流化床鍋爐的床中；其中，鈦鐵礦顆粒在流化床中的平均停留時間為100小時或以上。

技術領域

本發明涉及一種在流化床鍋爐的床管理循環的環境中操作流化床鍋爐的方法，該流化床鍋爐例如循環流化床鍋爐或鼓泡流化床鍋爐。

背景技術

流化床燃燒是眾所周知的技術，其中燃料懸浮在固體顆粒材料(通常是硅砂和/或燃料灰)的熱流化床中。其他床材料也是可能的。在該技術中，流化氣體以特定的流化速度通過固體顆粒床材料。床材料用作質量和熱載體以促進快速的質量傳遞和熱傳遞。在非常低的氣體速度下，床保持靜態。一旦流化氣體的速度上升到最小流化速度之上，在該最小流化速度下流化氣體的力平衡了作用在顆粒上的重力，固體床材料在許多方面表現得與流體類似并且該床稱為是流化的。在鼓泡流化床(BFB)鍋爐中，流化氣體通過床材料在床中形成氣泡，促進氣體通過床材料傳輸并且與爐排燃燒相比，允許更好地控制燃燒條件(更好的溫度和混合控制)。在循環流化床(CFB)鍋爐中，流化氣體以流化速度通過床材料，其中大部分顆粒被流化氣流帶走。然后將顆粒與氣流分離(例如通過旋風分離器)，并通常通過環形密封再循環回爐中。通常使用含氧氣體，通常是空氣或空氣和再循環煙道氣的混合物作為流化氣體(所謂的一次含氧氣體或一次空氣)并從床下面或從床的下部通過床材料，從而充當燃燒所需的氧氣源。供給燃燒器的一部分床材料從鍋爐中逸出，同時各種灰流離開鍋爐，特別是底灰。去除底灰(即床底中的灰塵)通常是連續過程，其用于從床中除去堿金屬(Na、K)和粗無機顆粒/塊以及在鍋爐操作期間形成的任何附聚物，并且保持床上的壓差足夠。在典型的床管理循環中，用新鮮床材料補充與各種灰流損失的床材料。

從現有技術中，已知在CFB過程中用鈦鐵礦顆粒代替硅砂床材料的一部分或全部(H.Thunman et al.,Fuel 113(2013)300-309)。鈦鐵礦是一種天然存在的礦物，主要由鐵鈦氧化物(FeTiO₃)組成，并且可以反復被氧化和還原。由于鈦鐵礦的還原/氧化特征，該材料可用作流化床燃燒中的氧載體。與非活性床材料(例如100wt.％硅砂或燃料灰顆粒)相比，使用包含鈦鐵礦顆粒的床，燃燒過程可以在較低的空氣-燃料比下進行。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種前文提及的用于含鈦鐵礦的床材料的改進方法或工藝。

用于操作流化床鍋爐的本發明方法包括以下步驟：

a)將具有形0.8或以下的狀因子的新鮮鈦鐵礦顆粒作為床材料提供給流化床鍋爐；

b)進行流化床燃燒過程；

c)從流化床鍋爐中除去包含鈦鐵礦顆粒的至少一個灰流；

d)從至少一個灰流中分離鈦鐵礦顆粒，其中分離包括使用包含2,000高斯或以上的場強的磁分離器的步驟；

e)將分離的鈦鐵礦顆粒再循環到流化床鍋爐的床中；

其中，鈦鐵礦顆粒在流化床中的平均停留時間為100小時或以上。

首先，在本發明的上下文中解釋了多個術語。

流化床鍋爐是本領域熟知的術語。本發明特別地可用于鼓泡流化床(BFB)鍋爐和循環流化床(CFB)鍋爐。優選CFB鍋爐。

顆粒的形狀因子或球形度定義為顆粒的表面積除以相同體積的球體的表面積。下面描述的巖礦型鈦鐵礦顆粒具有0.8的球形度(形狀因子)。巖礦型鈦鐵礦的典型球形度值為約0.7。在本發明的上下文中，優選0.75或以下的形狀因子。