CN103196293B - 不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，主要解决了现有技术密相区燃烧份额不高、能耗高、调控困难的问题。该不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，包括设置炉体内设置的流化床密相区，流化床密相区沿物料进口至物料出口方向依次设置有等高高速区、不等高低速区和等高低速区。该不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉借助于特殊的布风结构，使颗粒热载体从入炉到引出全部在一组相互连通而不同功能的流化床密相区内完成，没有大的高度起落，因此耗能低、易控制。

Description

不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉

技术领域

本发明涉及一种在密相区加热颗粒热载体的循环流化床炉，特别是一种采用不等高、变速布风的在密相区加热颗粒热载体的循环流化床炉。

背景技术

高温颗粒热载体被用于物料干燥、加热或煤低温干馏等工艺中，可以采用循环流化床炉燃烧燃料来加热颗粒热载体，就引出颗粒的部位而言，可以从高温旋风分离器下的J形阀引出，所引出颗粒粒径以＜100μ为主；也可以从密相区引出，其颗粒粒径以＞200μ为主。

基于上述从密相区引出的颗粒粒径以＞200μ为主可见，密相区引出颗粒热载体的加热炉至少应该保证在密相区有较高的燃烧份额，为加热提供更多的热量，同时应尽量降低提升动力消耗，操作控制尽量简单。目前常用的循环流化床燃烧炉密相区的物料粒径主要是500-5000μ，筛分太宽，难以利用，大量小颗粒燃料迅速离开密相区，以至密相区燃烧份额偏低，不利于颗粒热载体加热。

张绪祎等曾发明双床流化床燃烧炉，该炉有两个不同气速的流化床，其高速床与一般炉相同，其低速床密相区物料粒径以150-600μ为主，是理想的颗粒热载体物料，也提高了密相区燃烧份额，但如果转化为颗粒热载体加热炉，大量颗粒需要首先从高速床扬析出来，然后落入低速床，消耗较多动力，调控也比较困难。

发明内容

本发明提供一种不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，主要解决了现有技术密相区燃烧份额不高、能耗高、调控困难的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，包括设置炉体内设置的流化床密相区，流化床密相区沿物料进口至物料出口方向依次设置有等高高速区、不等高低速区和等高低速区；等高高速区的炉底风帽小孔中心线距离水平面的距离大于等于等高低速区炉底风帽小孔中心线距离水平面的距离，该距离以等高高速区的炉底风帽小孔中心线距离水平面的距离较等高低速区炉底风帽小孔中心线距离水平面的距离高0.2-0.5m为佳；等高高速区的炉底风帽小孔中心线沿物料流动方向上扬，上扬角度0＜α≤30°，该角度以3-10°为佳。

上述等高高速区风帽小孔标高在同一水平，空塔标态气速为0.7-1.2m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的15-70%；不等高低速区风帽小孔标高在沿物料流动方向呈3-30°上扬，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15%；等高低速区风帽小孔标高在同一水平，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15%。

上述等高高速区、不等高低速区和等高低速区从物料进口端到出口端为长度方的布风区长宽比为1.5-3：2.5-5：1.5-3。

上述居密相区上方的稀相区标态气速为0.15-0.3m/s。

为使床形不至于太长，可将第三区与第一、二区反方向折转布置，整个床呈U形。

本发明的优点在于：

该不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉借助于特殊的布风结构，使需要高气速燃烧的粗颗粒燃料和需要低气速方能停留在密相区的小颗粒燃料都能在密相区燃烧放热，为颗粒热载体提供更多的热量，粗细颗粒能完成选分，只有不含细粉的小颗粒作为热载体被引出。

同时，颗粒热载体从入炉到引出全部在一组相互连通而不同功能的流化床密相区内完成，没有大的高度起落，因此耗能低、易控制。

附图说明

图1为本发明第一种结构示意图。

具体实施方式

该不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉的流化床密相区由三个不同功能但相互连通的区组成。

依照颗粒热载体流动方向，燃料和待加热颗粒热载体被送入第一区——等高高速区，燃烧空气由底部风帽供入，该区风帽小孔标高在同一水平，空塔标态气速为0.7-1.2m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的15-70%，从物料进口端到出口端为长度方的布风区长宽比为1.5-3；与第一区出口端相连的是第二区——不等高低速区，燃烧空气由底部风帽供入，该区风帽小孔标高在沿物料流动方向呈3-10°上扬，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15%，从物料进口端到出口端为长度方的布风区长宽比为2.5-5；与第二区出口端相连的是第三区——等高低速区，燃烧空气由底部风帽供入，该区风帽小孔标高在同一水平，且较第一区风帽小孔标高低0.2-0.5m，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15%，从物料进口端到出口端为长度方的布风区长宽比为1.5-3。为使床形不至于太长，可将第三区与第一、二区反方向折转布置，整个床呈U形。从循环流化床高温旋风分离器返回的细物料将送回第一或第二区。居密相区上方的稀相区标态气速为0.15-0.3m/s。

以下结合具体实施例对本发明进行详述：

实施例一

如图1所示：这种布风结构将流化床密相区分成三个功能区，依颗粒热载体流动方向：首先燃料1和待加热颗粒热载体2被送入一个等高、高速区3，燃烧和流化空气4从床底部风帽5供入，风帽小孔在同一标高6，空塔标态气速为0.7-1.2m/s，适于大颗粒燃料的燃烧和良好流化；与其相连的是一个不等高、低速区7，沿物料流动方向其供风点标高呈3-10°上扬8，空塔气速标态为0.15-0.3m/s，有许多大颗粒会被带入这一区域，正是倾斜的布风使大颗粒向高速区回流，形成大颗粒的循环而不会因低气速出现停滞以至超温结渣，物料在这一区域明显分流，只要床长度足够，及至该区末端，绝大部分物料粒度为150-700μ；第三区是一个等高低速区9，其所有供风点在同一标高10，其标高低于等高、高速区供风点0.2-0.5m，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，该区应有足够大的容积，燃料将高度燃尽。它同时是高温颗粒的储仓，有利于调节外供热载体的数量。从循环流化床高温旋风分离器11返回的细物料12将送回第一或第二区。居密相区上方的稀相区13标态气速为0.15-0.3m/s。

实施例二

将实施例一中第三区与第一、二区反方向折转布置，整个床呈U形，该结构避免了实施例一床形较长的问题，其余参数与实施例一相同。

例如本发明炉型可用于焚烧干化污泥，所加热颗粒热载体用于湿污泥干化。污泥有着颗粒度分散，细颗粒偏多，可燃基挥发分高的特点，保证密相区有较高燃烧份额相当重要。本炉型能保证粗颗粒污泥良好流化又保证细物料在密相区作长时间停留，密相区燃烧份额很高。

再例如本发明炉型可用于燃煤，为石膏干燥、煅烧，粉煤灰或矿渣干燥等工艺加热颗粒热载体。

再例如本发明炉型可用于焦载热煤提质工艺，加热作为热载体的焦颗粒。

Claims (8)

1.一种不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，包括设置炉体内设置的流化床密相区，其特征在于：所述流化床密相区沿物料进口至物料出口方向依次设置有等高高速区、不等高低速区和等高低速区；所述等高高速区的炉底底面距离水平面的距离大于等于等高低速区炉底底面距离水平面的距离，等高高速区的炉底底面沿物料流动方向上扬，上扬角度0＜α≤30°。

2.根据权利要求1所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述等高高速区风帽小孔标高在同一水平，空塔标态气速为0.7-1.2m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的15-70％。

3.根据权利要求1所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述不等高低速区风帽小孔标高在沿物料流动方向呈3-10°上扬，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15％。

4.根据权利要求1所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述等高低速区风帽小孔标高在同一水平，空塔标态气速为0.15-0.3m/s，供入该区的空气量占加热炉总空气量的5-15％。

5.根据权利要求4所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述等高高速区的炉底底面距离水平面的距离较等高低速区炉底底面距离水平面的距离高0.2-0.5m。

6.根据权利要求1至5任一所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述等高低速区与等高高速区、不等高低速区反方向折转布置使整个床呈U形。

7.根据权利要求6所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述等高高速区、不等高低速区和等高低速区从物料进口端到出口端长度的布风区长宽比为1.5-3：2.5-5：1.5-3。

8.根据权利要求7所述的不等高、变速布风循环流化床颗粒热载体加热炉，其特征在于：所述居密相区上方的稀相区标态气速为0.15-0.3m/s。