CN1003886B - 用输送气体流化细粒材料的设备 - Google Patents

Abstract

把细粒材料供给沸腾层炉的流化供给装置其外壳构成的腔由穿孔的分配板分为板下的通气室和板上的细粒流化室。输送气体被压入通气室后向上通过穿孔的分配板流化细粒材料而建立分散层和在分散层上面的喷溅区。输出管路通入此喷溅区接受细粒材料和输送气体并把它们送到炉子的沸騰层。嘴体可更换地装到任一输出管端上用节流作用来控制细粒材料的液量从而调整各输出管的相对流量。

Description

用输送气体流化细粒材料的设备

本发明介绍一种用于输送细粒材料和分配细粒材料的输送气体流化细粒材料的设备，更具体地说，是介绍一种适合于用输送气体把细粒材料供给到沸腾层炉的这样一种设备。

在现在的典型的流化床炉中，例如，把最大尺寸大约3～6.5mm的煤供给到用相似尺寸的细粒材料做成的流化床内，用760℃到925℃的相对的低温度在沸腾层内进行燃烧。如果燃烧的燃料含有硫，那么，形成沸腾床的颗粒材料通常是吸硫剂，常用的是石灰石，此外是颗粒燃料。也被用作燃烧空气的流化空气从沸腾层支承板下面的通气室被供给到沸腾层。流化空气以足够高的流速从通气室内沸腾层支承板上的许多孔向上流动，以便在沸腾层内流化细粒材料。

人们已经设计过许多的把细粒材料供给到沸腾层的方法，包括层上供给设备和层下供给设备。一种特殊的层下供给设备适合于把细粒材料供给到沸腾层，公开在美国专利4，356，779中。就如在其中被公开的那样，一个燃料供给装置被布置在沸腾层的燃烧器的下面，以便用空气输送入燃料，然后把燃料向上供给到燃烧器内。这个供给装置外壳构成一个腔，该腔用一个水平布置的穿孔分配器板分成上、下两部分。当输送空气被供给到穿孔的分配器板下面的腔内时，被供给到沸腾层的细粒燃料被供给到穿孔的分配器板上面的上腔内。被供给到下腔的空气向上通过穿孔的分配器板流化和输送腔上部区内的细粒煤。被输送的细粒煤从腔内向上通过连接流化室的输出管路穿过供给装置的顶部被带到沸腾层锅炉。在公开的美国专利4，356，779的供给装置中，没有可以控制通过每条单个输出管路的细粒材料输出量的措施。假设从供给装置到其指定的端点的输出管路的长度是相等的，已公开的供给装置的细粒材料的输出量在由供给装置引出的各条输出管路中将必然地被均匀分配。无法允许不均匀的输出量或有选择的输出量或补偿由于不相等管路长度固有的不均匀的输出量的分配。

由Joseph R Comparato在1984年2月3日申请顺序号为576，599的公开的悬而未决的申请案中，已经公布了具有这个缺点的一个供给装置。这个供给装置包括一个形成腔的一个外壳，该腔由横着布置在那里的穿孔的层支承板分成一个在板下面的通气室和一个在板上面的细粒流化室。气体供给装置通到用来输送被压缩的输送气体的通气室，被压缩的输送气体从通气室向上通过穿孔的层支承板流化堆置在细粒流化室中的细粒材料以便建立起一个在板面上的流化细粒材料的分散层。细粒材料通过一个供给筒被供给到流化室，该供给筒穿透外壳的顶部并在其内向下延伸终止于层支承板的附近，因此，细粒材料被供给到位于分散层表面之下的腔内。因此，许多的垂直布置的输出管路延伸到细粒流化腔，以便通到在分散层表面之上一个所需距离处的喷溅区内，自喷溅区接受细粒材料和输送气体。通常单独地调节输出管路相对于层表面的位置，可以改变通过任何细粒输出管路流动的固体粒子。为了允许输出管道可以垂直调节，必须装有密封装置，该密封装置允许通过支承板垂直变化管路，同时密封通气室与粒子流化室，以防细粒通入通气室。

本发明的目的是提供一种用输送气体流化细粒材料的设备，其中细粒材料的输出量在许多由供给装置引出的输出管路中是可有选择的调节的。

本发明的另一个目的是提供这样一种装置，其中通过输出管路引出的细粒材料的输出量可以在不移动管路的情况下进行调节。

本发明的设备包括一个构成腔的外壳，通过布置在外壳之内横在腔内的穿孔的层支承板把腔分成一个通气室和一个在通气室上面的细料流化室。气体供给装置通入通气室，以便输送压缩空气通过通气室向上通过穿孔的层支承板的通气道。向上输送的气体使在细粒流化室内的细粒材料流化，以便在外壳内层支承板上面建立一个流化细粒材料的分散层和在分散层上面建立一个喷溅区，当向上通来的输送气体的气泡喷出分散层的表面时，已经被流化的一部分细粒材料由分散层带进喷溅区。

细粒供给装置穿透外壳并延伸进入流化室，以便使细粒材料供到建立在分散层的表面之下的沸腾层内。许多的输出管路从底部穿过外壳并延伸进细粒沸腾层以便通到分散层的表面以上一定的距离处的喷溅区内。输出管路接受由喷溅区来的细粒材料和输送气体并且用输送气体把接受的细粒材料输送到所需的目的地，例如沸腾层炉的燃烧室。

根据本发明，短接管装置可更换地装在至少许多输出管路中的一条的入口上。短接管装置有开在喷溅区的入口，该入口的横截面积小于与其连接的输出管路的入口的横截面积。短接管装置还包括一个联通其连接的输出管路的入口的出口孔，最好，短接管出口的横截面积要大于短接管装置入口的横截面积，因此由短接管装置入口到喷咀装置出口构成了渐扩通道。

本发明的其它目的、特征和优点将在本发明的流化供给装置的最佳实施例的说明和附图中表示得很清楚。其中用供给装置把细粒材料供到沸腾层炉中去。

图1是本发明示意图的局部剖面图，表示的是把细粒煤和脱硫剂供给到沸腾层炉的供给装置。

图2是本发明的供给装置正视剖面图。

图3是图2在3～3线处的放大的正视剖面图。

现在参照图1，说明一个沸腾层炉10，在其中，含硫燃料，例如细煤，在细粒材料的沸腾层12内被燃烧，所说的细粒材料包含二氧化硫吸收剂。典型的二氧化硫吸收剂是从石灰石、石灰、白云石和苏打粉组成的族中选择的。当然，用在这儿的术语石灰石指的是包含白云石、石灰或苏打粉的其它的二氧化硫吸收剂，但不仅限于此，而用在这儿的术语细粒煤指的是包含其它的细粒燃料。

细粒煤通过许多的输出管路14被供给到炉的沸腾层12内，所说的输出管路从流化供给装置20通过沸腾层支承板16向上延伸进沸腾层内。燃烧空气被供给到安装在沸腾层支承板16下面的通气室18内，并从通气室18内以足以使在沸腾层12之内的细粒材料流化的速度通过许多在层支承板16上的空气孔向上进入沸腾层12内。细粒煤在沸腾层12内燃烧并在沸腾层的上部区40形成热烟气，热烟气通过烟道42通到沸腾层炉10外面的蒸汽发生设备的下面，未表示。

本发明说明的供给装置20被布置在沸腾层炉10的旁边，并用输出管路14与其连接，该输出管路14是从供给装置20向下延伸的，然后水平延伸到沸腾层炉10，再从沸腾层炉10向上通过沸腾层支承板16进入沸腾层12内。供给装置20包括一个外壳22，最好是一个圆筒形外壳，在其内构成一个腔，该腔由被穿孔的分配板24分隔成布置在分配板24下面的通气室26和布置在分配板24上面的流化室28。

输送气体7通过气体供给装置32通入流化供给装置20，该气体供给装置32通过外壳22上的孔通入沸腾层支承板24下面的通气室26内。供给到通气室26的经过压缩的输送气体7通过许多在被穿孔的分配板24上的流道34向上进入流化室28内，因此，供给到细粒流化室28内的细粒材料5被流化，以便在支承板24上面建立一个分散层60和一个在流化材料分散层上面的喷溅区70。

许多的输出管路14从底部穿透供给装置20的外壳22，从而提供许多把供给装置20与沸腾层炉10内的沸腾层12连接在一起的流道。输出管路14延伸入外壳22的流化室28内，以便进入分散层上面一段距离处的喷溅区70，这就是说在分散层的表面65上面的一个距离处，该表面65在分离沸腾层60和喷溅区70之间形成分界面。输出管路14接受来自流化室28的喷射区70的细粒材料和输送气体，并把接受到的输送气体中的细粒材料从供给装置20输送到沸腾层炉10的沸腾层12。

供给沸腾层炉的被流化的细粒材料，可以是细粒煤，单独的或与二氧化硫吸收剂，例如石灰石一起由料仓50经过普通的供给器62通过细粒材料供给管30被供给装置20的细粒流化室28内。最好，细粒供给装置30包括一个管形通路，所说的管形通路穿透外壳22的顶部向下延伸入分离沸腾层60内，因此，由这里通过的细粒材料被沉入穿孔的分配板24上，表面65之下的分散层60上。保持在管形供给装置30内细粒材料提供一个材料堆，该材料堆可密封流化室28对供给器62和料仓50的压力。另一种方式，可以用普通的密封装置，如双阀锁紧腔密封供给装置20的压力。

布置在供给装置20的外壳22之内带孔的沸腾层支承板24最好是制成一个凹面向上的锥形盘，如图所表示的那样，以便提供一个向下的倾斜面。一个排料孔38被布置在那里的下部区的倾斜分配板24上。一个排料管44的上端装到倾斜板24上的排料孔38上，以便接受来自细粒流化室28的任何的未流化的细粒材料11。排料管44延伸到外壳22的外面，以便把来自细粒流化室28的未被流化的细粒材料通过排出管44排除出去。

许多穿透外壳22并伸入到细粒流化室28的输出管路14伸进喷溅区70内分散层60的表面65以上一定的距离，以便接受来自喷溅区70的细粒材料和输送气体。当通过的输送气体的气泡由分散层60的表面65进入喷溅区70时，细粒材料从分散层60带入喷溅区70内。

当普通的输送气体速度每秒钟10英尺时，形成一个很好表面65的流化细粒材料的分散层60，在分散层60内的粒子密度是有相对高的均匀性的，可达每磅输送气体大约输送1000磅细粒材料。但是，在分散层60的表面65上，有突然的和急剧的粒子密度降，随着进入喷溅区的距离的增加即在分散层表面以上距离的增加，其粒子密度不断减少。

可以预见的是在喷溅区70内的平均粒子密度将是输入粒子流速的函数。这就是说，可以相邻的是输入喷溅区70内的细粒材料是一个置换控制过程。因此，一旦建立起一个平衡的层水平面，通常在输出管路14的开口之下几英寸，由分散层60的表面65进入喷溅区70的细粒喷射速度将等于细粒材料通过细粒供给装置30到分散层60的输入速度。该细粒供给装置30通入分散层60的表面65之下的位置上。

虽然输出管路14可以是具有任何断面形状的管形件，但是在图2中所示的本发明装置的最佳实施中，输出管路14包括许多固定的、加长的圆形截面的管形件，在圆周方向间隔地布置在细粒供给装置30和外壳22之间的环形空间中。许多输出管路14由下面穿透外壳22并通过通气室26垂直地向上延伸，从通气室通过穿孔的分配板24和分散层60进到分散层60表面65上面一个一致的距离处的喷溅区70内。

根据本发明，每一条输出管路14在入口端装有一个可更换的入口短接管装置80。每个短接管装置80包括一个形成渐扩流动通道84的短接管头82，该通道从联通流化室的入口86延伸并扩大到与输出管路的流道相通的出口88处，短接管装在该输出管路上。每个短接管80的入口86的横截面积小于短接管80的出口88的横截面积和输出管路14流体通道入口的横截面积。因此，每个短接管80的入口86起节流孔的作用，因而，通过短接管与输出管路的连接完成节流。所以，由输送气体通过输出管路14带走的细粒材料的输出量可通过提供适当大的或小的入口86的短接管80有选择地增加或减少。

使用与固定的输出管路14连接在一起的可拆短接管80提供了一个简单的机构和花费不大的用来在许多的输出管路之中调节细粒材料的流量和输送气体流量的装置。例如在供给装置20和沸腾层炉10之间提供等长度的输出管路是不能实现的，由于通过任何管路压力降与管路的长度成正比例，因而通过输出管路的流量自然地存在着不平衡。由于通过输出管路的流量与压力降有关，通过较短管路的细粒材料的流量将比通过较长管路的大。但是，提供适当入口尺寸的短接管，短接管入口的节流作用可以用来补偿与各种长度的管路有关的不同的压力降，因此，消除了流量不平衡，而提供了通过不同长度管路的均匀的细粒流量和均匀的输送气体流量。

最好，短接管包括一个开口的截锥形外壳，外壳底部的形状适合于与输出管路相匹配，短接管装到输出管路上，并有一个由截锥形外壳底部向外延伸的套。该套插入输出管路入口，短接管适合于滑动地装入输出管路的开口。短接管的截锥形外壳有倾斜的外表面，该外表面有自动净化的特性。

在图中表示的设备的实施例中，其中输出管路14是具有圆形横截面的加长管形件，截锥形短接管82包括一个开口截锥形壳体83，该外壳有一个圆柱形套85，如图3所表示的那样，由截锥形壳体83的大直径端向上延伸。圆柱形套85的外径仅仅稍微比输出管路14的内径小一点，以便使短接管80滑动地装入输出管道14的开口。此外，锥形外壳83提供了一个外表面，该外表面有自动净化的特性。由于圆锥形体的外表面上有足够的倾斜度，细粒材料将滑掉而不会粘附在和沉淀在锥体外表面上。

因此，本发明提供一个用来流化细粒材料的供给装置，以便用输送气体将细粒材料输送到多个端点，其特征是供给装置通过任何管路引出的输出量仅仅通过更换与其连接的有适当的较大的或较小的入口的短接管即可以相对于其它输出管路来变化。

虽然本发明表示的是供给一个沸腾层炉10的供给装置20，但是很明显的是本发明的供给装置20可以被用在任何地方，该处需要用输送气体把细粒材料输送到两个或更多的指定点，因此，本发明的精神和范围是通过下列权利要求来限定的。

Claims (6)

1、一种用输送气体流化细粒的设备，包括：一个垂直设置的构成一个空腔的外壳（22），一个带孔的沸腾层支承板（24），其上孔作为气体通道，该沸腾层支承板（24）布置在上述的外壳（22）内，横向延伸过外壳（22），因此把上述的空腔分成一个在沸腾层支承板（24）下面的通气室和在沸腾层支承板（24）上面的细粒流化室;一个细粒供给装置（30），通到细粒流化室（28）内;一个通到通气室（26）的气体供给装置（32），该装置是用来把被压缩了的输送气体（7）输送到通气室（26）内，并使气体通过沸腾层支承板（24）上的气体通道（34），因此，供给到流化室（28）的一部分细粒材料（5）被流化，从而在靠近沸腾层支承板（24）处建立一个流化材料的分散层（60）和在所说的流化室内的分散层（60）上面建立一个喷溅区（70）;许多根输出管路，每一根管路（14）从底部穿透外壳（22），它的入口位于喷溅区（70）内，以便使细粒材料（5）和输送气体（7）进入入口，并用输送气体（7）输送外壳（22）内的细粒材料（5），其特征在于：所述的细粒供给装置（30）的供料管口位于分散层内，以便使供入的细粒材料（5）沉积在所说的沸腾层支承板（24）上，至少在一根输出管路的入口装有可更换的短接管装置（80），所说的短接管装置（80）有一个入口（86），联通到流化室（28）内的喷溅区（70），而其上的出口（88）通到与其相连接的输出管路（14）的入口，所说的短接管装置（80）的入口（86）处的横截面小于与其相连接的输出管路（14）入口处的横截面。

2、根据权利要求1的设备，其特征是所说的可适合装在输出管路（14）上的短接管装置（80）由一个有从其入口（86）到其出口（88）形成渐扩通道的短接管头（82）组成。

3、根据权利要求2的设备，其特征是所说的其底适合于装到输出管路（14）的入口的短接管头（82）包括一个开口截锥形壳体（83），截锥形壳体（83）提供一个倾斜外表面，该外表面能自动净化。

4、根据权利要求2的设备，其特征是所说的短接管头（82）包括：

a.一个其底部的截面适合于装到输出管路（14）上的开口截锥形壳体（83）。

b.一个从截锥形壳体（83）的底部向下延伸的套（85），所说的套（85）适合于插入输出管路（14）的入口内，所说的套（85）和所说的输出管路（14）入口是滑动装配。

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