[發明專利]一種間歇式的循環流化床鍋爐底渣余熱回收耦合CO2

有效

• 申請號: 202210303374.5
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114543553B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 楊宇;何鵬澤;石富貴;陳德鎧;陳鑫翰;王希蒙;吳佳穎
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: F28C3/16
• 分類號: F28C3/16;F28F13/12;F23C10/18;F23J15/02;F23J15/08;F23B80/02;B01D53/83;B01D53/62
• 代理公司: 成都東唐智宏專利代理事務所(普通合伙) 51261
• 代理人: 晏輝

1.一種間歇式的循環流化床鍋爐底渣余熱回收耦合CO₂固定裝置，其特征在于，包括本體，所述本體的頂部開設有第二氣體出口（7）、底渣入口（8）和第三氣體出口（9），且所述底渣入口（8）位于第二氣體出口（7）和第三氣體出口（9）之間，所述本體的內側裝配有攪拌機構，所述攪拌機構用于加快高溫底渣顆粒的換熱效率，所述攪拌機構包括驅動裝置（1）和攪拌軸（2），所述本體內側的底部通過軸承轉動連接有攪拌軸（2），所述攪拌軸（2）的底部固定有驅動裝置（1），所述攪拌軸（2）的外側均布固定有多個槳葉；

所述本體的內側還裝配有篩分機構，所述篩分機構用于根據高溫底渣顆粒大小進行快速分類，所述篩分機構包括第一不銹鋼孔板（3）、第二不銹鋼孔板（5）、錐形閥（6）和粗顆粒底渣通道（10），所述攪拌軸（2）的外側且位于填料層底部的位置固定有第一不銹鋼孔板（3），所述第一不銹鋼孔板（3）的內側均布開設有多個尺寸相同的第一通孔，所述攪拌軸（2）的頂部且位于填料層頂部的位置固定有第二不銹鋼孔板（5），所述第二不銹鋼孔板（5）的內側均布開設有多個尺寸相同的第二通孔，其中一部分所述第一通孔和第二通孔靠近攪拌軸（2）的位置分布較密集，其中另一部分所述第一通孔和第二通孔遠離攪拌軸（2）的位置分布較稀疏，所述第一通孔的內徑尺寸大于或等于第二通孔的內徑尺寸，所述本體的外側均布固定有多個粗顆粒底渣通道（10），所述粗顆粒底渣通道（10）均與本體連通，所述粗顆粒底渣通道（10）的頂部均固定有錐形閥（6）；

所述攪拌機構還包括多孔陶瓷小球（4），所述本體的內側設置有填料層，所述填料層的內側放置有多個多孔陶瓷小球（4），所述多孔陶瓷小球（4）的粒徑為4~6mm；

所述攪拌軸（2）的內部設置有第一空腔，多個所述槳葉的內部均設置有第二空腔，所述第二空腔均與第一空腔連通，所述第一空腔與第二空腔內均注入有冷卻水；

所述本體的內側裝配有循環換熱機構，所述循環換熱機構用于對篩分機構分出的粗顆粒底渣進行余熱回收，所述循環換熱機構包括錯流式移動床換熱器（11）、第一氣體入口（12）、第一氣體出口（13）、排渣閥（14）、第二氣體入口（15）和風室（16），所述粗顆粒底渣通道（10）的底部均固定有錯流式移動床換熱器（11），所述錯流式移動床換熱器（11）的外側均固定有第一氣體入口（12），所述第一氣體入口（12）的一端均貫穿錯流式移動床換熱器（11）固定有連接管，所述連接管的頂部均固定有第一氣體出口（13），所述錯流式移動床換熱器（11）的底部均固定有排渣閥（14），所述本體的內側且位于第一不銹鋼孔板（3）下方的位置設置有風室（16），所述風室（16）內側的底部均布開設有多個第二氣體入口（15），所述連接管與第一氣體出口（13）連接處a的高度是連接管與第一氣體入口（12）連接處b的高度的2~2.5倍；

所述底渣入口（8）內投入有爐膛排出的高溫底渣顆粒，所述高溫底渣顆粒在重力的作用下落在第二不銹鋼孔板（5）上，所述驅動裝置（1）帶動第二不銹鋼孔板（5）和攪拌軸（2）繞攪拌軸（2）的中心線做軸向轉動，此時所述第二氣體出口（7）和第三氣體出口（9）均處于關閉狀態，所述錐形閥（6）處于開啟狀態；落在所述第二不銹鋼孔板（5）上的寬篩分底渣顆粒一邊在繞攪拌軸（2）的中心線做軸向轉動，一邊由內側向外側滾動，在滾動過程中，細顆粒底渣通過所述第二不銹鋼孔板（5）表面的所述第二通孔落入填料層中，而粗顆粒底渣則沿所述第二不銹鋼孔板（5）的表面經粗顆粒底渣通道（10）落入錯流式移動床換熱器（11）內自然堆積，其中為了保證吸熱后的煙氣在水平橫穿粗顆粒底渣層時的速度一致，換熱更加均勻，此外，在所述攪拌軸（2）及其槳葉的帶動作用下，填料層的所述多孔陶瓷小球（4）繞攪拌軸（2）做圓周運動，細顆粒底渣在所述多孔陶瓷小球（4）的圓周運行下穿過縫隙向下流動，并同時將熱量傳遞給所述多孔陶瓷小球（4），最終細顆粒底渣從所述第一不銹鋼孔板（3）的第一通孔流出，經所述風室（16）的斜坡排出；

運行一段時間后，關閉所述底渣入口（8）和錐形閥（6），打開所述第二氣體出口（7）、第一氣體入口（12）和第一氣體出口（13），經再循環煙氣風機加壓后的再循環煙氣分為兩路，其中一路氣體經所述第一氣體入口（12）進入錯流式移動床換熱器（11）內，與自然堆積的高溫粗顆粒底渣進行直接接觸換熱，換熱后的煙氣經所述第一氣體出口（13）排出，返回至爐膛適宜位置進行放熱，而放熱后的粗顆粒底渣經所述排渣閥（14）排出，另一路氣體經所述第二氣體入口（15）進入風室（16）內，穿過所述第一不銹鋼孔板（3）表面的第一通孔進入填料層中，與所述多孔陶瓷小球（4）直接接觸吸熱，同時煙氣中的CO₂與所述多孔陶瓷小球（4）表面負載的CaO和MgO反應，生成CaCO₃和MgCO₃，所述多孔陶瓷小球（4）在攪拌軸（2）及其槳葉的帶動下做圓周運動，便于更好地與再循環煙氣接觸換熱和發生氣固異相反應，脫除CO₂吸熱后的再循環煙氣經所述第二氣體出口（7）排出，返回至爐膛適宜位置進行放熱；

運行一段時間后，關閉所述第二氣體出口（7），打開所述底渣入口（8）、錐形閥（6）和第三氣體出口（9），高溫底渣顆粒經所述底渣入口（8）落入第二不銹鋼孔板（5）上，所述第二不銹鋼孔板（5）在驅動裝置（1）的帶動作用下繞攪拌軸（2）的中心線做軸向轉動，落在所述第二不銹鋼孔板（5）上的寬篩分底渣顆粒一邊在繞攪拌軸（2）的中心線做軸向轉動，一邊由內側向外側滾動，在滾動過程中，細顆粒底渣通過所述第二不銹鋼孔板（5）表面的第二通孔落入填料層中，而粗顆粒底渣則沿所述第二不銹鋼孔板（5）的表面經粗顆粒底渣通道（10）落入錯流式移動床換熱器（11）內自然堆積，此外，在所述攪拌軸（2）及其槳葉的帶動作用下，填料層的所述多孔陶瓷小球（4）繞攪拌軸（2）做圓周運動，細顆粒底渣在所述多孔陶瓷小球（4）的圓周運行下向下流動，并將熱量傳遞給所述多孔陶瓷小球（4），此時所述多孔陶瓷小球（4）表面生成的CaCO₃和MgCO₃發生煅燒反應，釋放出的高濃度CO₂氣體經第三氣體出口（9）排出。