CN102858924A - 用于给多个燃烧器供应细颗粒的燃料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种在气化反应器内进行固体燃料的热转换时从存储容器中向多个燃烧器供应细颗粒的燃料的装置，存储容器装备有输出锥体，所述装置应提供一种解决方案，利用该解决方案能够减少必需的过量气体并省去每个燃烧器管道的单独的输出锥体，而且无需去除燃烧器管道的脱耦。所述目的这样来实现，即输出锥体（1）至少局部地装备有透气的壁区域（6，6’）和至少两个通向燃烧器的固体输出管道（15）。

Description

用于给多个燃烧器供应细颗粒的燃料的装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于给多个燃烧器供应细颗粒的燃料的装置。
背景技术
在高压下对固体燃料、例如不同的煤、泥煤、氢化残余物、剩料、废弃物、生物物质、飞灰、或上述燃料的混合物进行热转换时，有必要将在正常压力及环境条件下存放的用料带到热转换的压力水平，以便能够将其输送到压力反应器中。可能的热的方法例如是按流化床法或撞击流法进行的加压燃烧或高压汽化。
将细颗粒燃料从存储容器中定量供给并输送给燃烧器是使气化器最佳地运行的前提条件。
定量供给的一种可能性在于，类似流化床地使存储容器流化（EP0 626 196 A1/DE 41 08 048 A1）。这中方案的缺点是，一方面需要对大量的气体进行流化，另一方面进入输送管的出口处的压力敏感地由流化床的特性确定。流化状态及流化床高度会直接影响出口压力。如果是不均匀的流化、例如产生气泡的流化，则会出现附加的压力波动/密度波度，这都会对出口压力及流出物料流的量造成影响。
另外一种实现从存储容器输出固体的可能性在于，在考虑到散料的特性的情况下，设置锥形的出口几何形状。固体流出从一锥体出发方可以通过在锥体壁的上方或锥体壁上添加气体得到辅助（US2006/0013660、US 4 941 779），这里经由多孔的元件向输出锥体供应气体。气体量通常小于流化所需的量，但仍足以消除散料的壁摩擦和/或防止局部沉积而产生架桥现象（Brückenbildung）。如前面所述，这里从一个散料层提取固体（DE 10 2008 012 731 A1、DE 10 2008 014475 A1）。
通过直接在输送管的始端向输送管或容器锥形出口中添加气体而试图建立尽可能恒定的固体流密度。
后面所述的方法是必须在大气压力及高压下处理细颗粒的燃料的所述气化设备中的优选方案。这里所需的气体量与全流化的情况相比是有限的，同时可以放弃机械的内置件。
在设备产能很大时，通常给每个燃烧器管道设置自己的输出锥体。当固体提取流很大时，为了确保通过锥体输出而需要添加的气体量明显小于用于在高密度流中的输送密度所需的气体添加量，就是说例如必须在锥体下方向固体添加气体，以便实现进一步的高密度流输送。此外，通常在容器中需要附加的气体，以保持压力。
发明内容
本发明的目的是，能降低过量气体和能省去对于每个燃烧器管道单独的输出锥体，而且不必取消燃烧器管道的脱耦。
利用前面所述类型的装置根据通过权利要求1特征部分的特征来实现所述目的。
可以认识到的是，通过输出锥体的透气的壁区域对待输送的细颗粒燃料的松动产生有利的影响，同时多个通向燃烧器的固体管道可以向各燃烧器输送燃料。
由各权利要求得到本发明的实施方式。其中特别是设定，锥体中的固体输出管道在重力方向上设置在透气的壁面的下方。通过该措施确保了，给每个燃烧器管道都供应相应地松动的燃料。
锥体壁的造型可以构造得非常不同。一种根据本发明的有利的装置在于，透气的壁面构成输出锥体的截锥状的元件的整个壁面。
为了更好的装配以及必要时在出现损坏时更好的可更换性，本发明设定，输出锥体由多个相互连接的元件构成，尤其是由多个截锥形的元件构成。
已经证明有利的是，如本发明设定的那样，锥体设有至少局部透气的封闭底部。
在根据本发明的另一个有利的实施方式中，用于细颗粒燃料的存储容器直接配设有截锥形的、双层壁的元件，该元件具有由烧结金属制成的透气的内壁、孔板或类似结构，这种用于整个锥体的结构本身在前面提及的US 2006/0013660中已知。
为了简化及优化固体输出，根据本发明可以设定，固体输出管道具有沿重力方向向下定向的、相对于锥体的竖直轴线小于90°的角度，实现这种造型的可能性可以在于，固体输出管与对应的锥体壁成直角定位。
根据燃料的不同可能适宜的是，封闭底部配设有位于内部的搅拌装置，这种位于内部的搅拌装置具有一系列优点。所述搅拌装置可以通过机械式松动用于促进流化、使流化或松动的固体密度均匀化，以及减少供应流化气体时可能产生的气泡。
在另一个实施方式中根据本发明设定，在封闭底部和/或输出锥体在重力方向上的下部区域设有介质供应管道，特别是用于使固体在锥体内部被松动。利用这种设计可以向实际的燃料定量加入添加剂，例如可以影响灰熔化特性的添加物，例如矿物质或有机物质，也可以添加灰、炉渣或类似物，其中炉渣可以回输。
附图说明
由下面的说明以及根据附图得出本发明的其他细节、特征和优点。图中
图1示出本发明的输出锥体的原理剖视图，
图2和3示出输出锥体的两个实施方案的根据图1中的箭头II/III的俯视图，以及
图4和5用图1的图示示出输出锥体的两个变型方案。
具体实施方式
图1中示出的输出锥体1在制造技术上有利地分为多个区段，并包括构成流化区的内锥体2、固体输出区3和锥体底部4。根据本发明，输出锥体也可以构造成具有根据本发明的特性的构件（这里未示出）。
流化区由耐压的外壳5、位于外壳内的内锥体2、流化剂供应件7、以及两个连接法兰8a，8b构成。
输出锥体1经由连接法兰8a与图中未示出的固体存储容器连接。内锥体的壁部构造成流化剂能通过的壁区域6，用角度α1同来表示相对于竖直方或相对于重力方向（箭头“g”）的张角。
流动通过流化剂供应件7的流化剂（箭头9）分布在形成于外壳5及内锥体2之间的流化剂分配室10中。流化剂从这里流动穿过内锥体2的相应地透气的区域。利用重力从上方进入输出锥体1的固体（箭头11）会被流化剂在内锥体6内松动，然后流入连接在流化剂区2下方的固体输出区3。
固体输出区3由两个连接法兰12，13、带有与竖直方向的张角α2的锥体壁14和固体输出管道15构成。固体输出区3经由连接法兰12与输出锥体1的流化区的连接法兰8b连接。经松动的固体流入固体输出区3，并通过图1的实施例中示出的两个固体输出管道15提取。
相应锥体壁的张角α1及α2可以是不同大小的，以便改变输出锥体1的结构高度。
固体输出区3经由连接法兰13与锥体底部4的连接法兰16连接。锥体底部4具有一个附加的流化剂供应件17。流化剂（箭头9a）可以经由锥体底部4的气体分配装置18引入固体输出区3。气体分配装置18在图1中有利地示出为设置在中央的喷嘴，由此使架桥或阻塞结构松动，并能够将要输送的气体/固体混合物的密度调整到希望的范围。
气体分配装置18也可以设计成底部中的一个或多个多孔元件，例如设计成孔分配器或多喷嘴装置。至于该采用何种方案，在具体情况下主要取决于要输送的固体的散料特性。
图2示出本发明的一个实施例的示意性俯视图，该实施例具有三个用于固体输出管道15的出口、居中设置在底部中的气体分配装置18和内锥体6，所述内锥体6在该实施例中完全由流化剂可透过的材料制成。输出锥体1经由连接法兰8a通过螺纹连接固定在存储容器的出口上。
和图2一样，图3示出本发明的另一个实施例的示意性俯视图，其中区别在于，内锥体6仅有局部地用流化剂可透过的材料制成。只要待输送的材料的散料特性允许这样的设计，就可以通过减小透过性的面积而进一步减少需供应的气体量。
在一个有利的实施方式中，内锥体6的不可透过的区域由钢或不锈钢制成，并且例如通过焊接与由烧结金属制成的可透过的面连接。这里局部地设置的流化区优选直接设置在固定燃料输出管道15的出口上方，以确保稳定的固体供应。
此外，在这种有利的布置形式中，一个非流化区分别与一个流化区相对置，因此可以将由于架桥现象造成堵塞的危险降至最低。由此通过构成内锥体6的由流化剂不可透过的材料制成的区段，可以进一步降低气体消耗，但是却不会对输出造成影响。
图4和图5示出根据本发明的装置的两个实施方案，其中功能相同的元件带有相同附图标记。
与图1至3的实施例不同，图4附加地示出在固体输出区3’的搅拌器19，该搅拌器的驱动轴20经由轴密封件21穿过固定在法兰13上的法兰底部22。附加地设有气体供应件23，该气体供应件例如配备有喷嘴24，以确保最佳的气体分配。该气体供应件也可以通过开口的管构造成常见的流化床-钟形喷嘴或构造成多孔材料。
图5示出一个方案，其中例如可以定量加入添加剂，为此固体输出区3设有固体供应管25。固体输送用箭头26表示。当如图5所示将供应装置设置在搅拌器19的范围内时，则有利于固体的供应。
当然，所述的各实施例仍可以在多个方面加以改变，而不脱离本发明的基本构思。例如可以将固体输出管道15及固体输入管道25定位在不同的位置，以及以不同的数量设置，根据结构形式，也可以将气体输送接管设计成双壁式的，以便在中央供应固体，而在外壁侧供应气体，或者更多类似的设置。
附图标记列表
1       输出锥体
2       流化区
3       固体输出区
4       锥体底部
5       外壳
6，6’  透气的壁区域（内锥体）
7       流化剂输入管道
8a，8b  连接法兰
9，9a   箭头
10      流化剂分配室
11      箭头
12      连接法兰
13      连接法兰
14      锥体壁
15      固体输出管道
16      连接法兰
17      流化剂供应件
18      气体分配装置
19      搅拌器
20      驱动轴
21      轴密封件
22      封闭底部
23      气体供应件
24      喷嘴
25      固体供应管
26      箭头
“g”   重力方向

Claims (10)

1.一种在气化反应器内进行固体燃料的热转换时用于从存储容器向多个燃烧器供应细颗粒的燃料的装置，存储容器装备有输出锥体，其特征在于：输出锥体（1）至少局部地装备有透气的壁区域（6，6’）并装备有至少两个通向燃烧器的固体输出管道（15）。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在输出锥体（1）内的固体输出管道（15）在重力方向上位于透气的壁区域（6）的下方。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，透气的壁区域（6）总体上构成输出锥体（1）的一个截锥形的元件（2）的壁面。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，输出锥体（1）由多个相互连接的元件（2，3，4）、尤其是多个截锥形的元件构成。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，输出锥体（1）设有至少局部透气的封闭底部（4）。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于细颗粒的燃料的存储容器直接配设一个截锥形的、双层壁的元件，该元件具有由烧结金属制成的透气的壁区域（6）、孔板或类似物。
7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，固体输出管道（15）具有沿重力方向向下定向的、相对于锥体的竖直轴线小于90°的角度。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，固体输出管（15）与对应的锥体壁（14）成直角定位。
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，封闭底部（22）配设有位于内部的搅拌装置（19）。
10.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，封闭底部（22）和/或输出锥体（1）在重力方向（g）上的下部的区域设有介质供应管道（23，25），特别是用于使锥体内部的固体松动或用于加入添加剂。
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