CN109321280A - 一种流化床反应器的布风装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流化床反应器的布风装置及其使用方法，属于流化床气化领域。本发明的布风装置包括壳体和安装在壳体内的布风板，布风板上方为气化区，布风板下方为具有气化剂进口的风室，布风板上装有连通气化区和风室的布风管，布风板与壳体内壁之间填充有柔性保温层。本发明的布风装置能够有效地解决布风板因受热膨胀而与壳体内壁产生裂缝的问题，并适应布风板因温度而产生的膨胀变形，提高布风装置的使用寿命。本发明的使用方法采取上述布风装置，物料从外部添加至气化区中，气化剂从风室经布风管流通至气化区内与物料进行反应，物料在布风板上的反应均匀，反应效率高。
Description
技术领域
本发明属于流化床气化领域，更具体地说，涉及一种流化床反应器的布风装置及其使用方法。
背景技术
如图1所示，传统的用于流化床反应器的布风装置21通常采用布风板23的平板式结构，其排渣主要有中心排渣25和边部排渣26这两种方式。气化剂经下部的气化剂进口24进入风室后，通过布风板23上多个风帽22实现均匀配风。然而这种布风装置工作时，燃料与气化剂在布风板上发生反应，由于布风板为平板式结构，产生的废渣容易在布风板上发生堆积，导致风帽和排渣口发生堵塞，影响布风装置的正常工作。目前，市场上普遍采用将布风板倾斜成一定角度的方式解决这个问题。
如中国专利申请号为CN201611160220.6，公开日为：2017年5月10日的专利文献，公开了一种生物质流化床锅炉组件，具体说是生物质流化床锅炉用布风装置。它包括支架，该支架上有水平布置的布风板，布风板上均布有通孔，通孔内均有布风管，布风管的上端均从布风板的顶部伸出，布风管的上端均套有风帽，风帽的四周均布有布风孔。所述布风板上有出渣口，出渣口的下端连接有出渣管。该方案中布风板采用了中心排渣的方式，其上表面从四周边缘向出渣口的四周呈逐渐降低状，形成了床面四周向中间出渣口倾斜的布风状态，增强了其排渣效果。
又如中国专利申请号为CN201610304613.3，公开日为：2018年5月18日的专利文献，公开了一种布风板、选择性排渣装置及多流程循环流化床锅炉，其中倾斜布风板布置在水平布风板的四周或两侧且自水平布风板的边缘处向下倾斜，其外缘通过连接钢板固定在循环流化床锅炉的炉膛内；水平布风板和倾斜布风板上设置有供气孔，且其上面布置与所述供气孔连通的若干风帽；排渣管的落渣口开在倾斜布风板最低点水平区域；倾斜布风板和水平布风板下面分别设置独立的风室。该发明能够实现选择性地供风，能够及时排出未燃尽的大颗粒物及不可燃物。
上述两种布风装置均使用倾斜面布风板，分别针对传统布风装置的两种排渣方式进行了结构上的改变，解决了传统布风装置排渣不顺畅导致风帽和排渣口堵塞的问题。但是，布风板与炉膛侧壁通过焊接连接固定，当流化床反应器工作时，布风板需要承受其炉膛内高达1000℃左右的温度，布风板和与其固定连接的炉膛侧壁结构会因高温发生变化，产生温度应力。因布风板的热应力(温度应力)无处释放，容易导致布风板变形、撕裂布风板与炉膛侧壁之间的焊缝，对布风板造成损坏。且两种布风装置的布风面均为多块布风板组合在一起的方式，尽管其相邻两个布风板连接在一起，但是对于其密封性仍有一定的影响，尤其是布风板受热膨胀时，两块布风板之间相互挤压，会对布风板造成一定的损坏。另外，倾斜面结构的布风板排渣时，废渣与布风板间会发生连续摩擦，对布风板表面的磨损也较大。
中国专利申请号为CN201610575110.X，公开日为：2016年11月23日的专利文献，公开了一种生物质循环流化床气化炉布风装置。本发明涉及生物质领域，特别是一种生物质循环流化床气化炉布风装置。本发明提供一种生物质循环流化床气化炉布风装置，包括风室、与风室相连接的风机以及布风板，所述生物质循环流化床气化炉布风装置还包括：与所述风室和/或气化炉的气化区侧壁连接固定的支撑部，所述布风板位于所述支撑部的上方，所述布风板、支撑部之间设有密封件，所述布风板的边缘设有膨胀缝。在该发明的生物质循环流化床气化炉布风装置中，所述布风板、支撑部之间设有密封件，所述布风板的边缘设有膨胀缝，布风板在受热可以膨胀，布风板不容易损坏。该方案的布风装置解决了平板式布风板边缘受热膨胀从而与风室或气化区侧壁之间相互作用受损的问题，但是其对于布风板的排渣并没有采取相应的解决措施。尤其是，该布风装置在布风板边缘设置膨胀缝的方法并不适用于斜面式布风板的结构，其并不能解决上述提到的斜面式布风板受热膨胀发生变形和损坏的问题，且其膨胀缝的存在也会导致气化反应时的热量散失，影响布风装置的布风均匀性。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有流化床反应器的斜面式布风板容易受热变形，导致布风板与反应炉内壁连接处产生裂缝甚至布风板脱落的问题，本发明提供一种流化床反应器的布风装置，能够有效地解决布风板因受热膨胀而与壳体内壁产生裂缝的问题，并适应布风板因温度而产生的膨胀变形，提高布风装置的使用寿命。
本发明提供一种流化床反应器的布风装置的使用方法，采用上述流化床反应器的布风装置，物料在布风板上的反应均匀，反应效率高。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种流化床反应器的布风装置，包括壳体和安装在壳体内的布风板；所述布风板的下方沿壳体内壁上布置有耐火墙，耐火墙围成的空间形成具有气化剂进口的风室，布风板上方空间形成气化区，其特征在于：位于所述耐火墙上方的布风板与壳体内壁之间填充有柔性保温层。
作为技术方案的进一步改进，所述布风板为桶状结构，包括上部直段桶体和底部弧形桶底。
作为技术方案的进一步改进，所述布风板的上端通过上环板固定到壳体内壁上，所述耐火墙的上端面安装有下环板，下环板与布风板的底部弧形桶底之间设有间隙；所述柔性保温层填充于壳体、上环板、下环板和布风板围成的空间内。
作为技术方案的进一步改进，所述布风板内侧面上设置有环形的耐磨层，耐磨层表面为向下倾斜的排渣斜面，排渣斜面的高度从两边向中间逐渐减小，布风板与耐磨层之间设置有隔热层。
作为技术方案的进一步改进，所述布风板底部具有排渣口，排渣口接有排渣管。
作为技术方案的进一步改进，所述排渣管下端通过膨胀节支撑并穿过壳体。
作为技术方案的进一步改进，所述排渣管下部相对的两侧分别开设有进水口和出水口，水冷管道穿过进水口和出水口，冷却水在水冷管道中流通与排渣管进行换热。
作为技术方案的进一步改进，所述水冷管道的外侧壁上安装有螺旋翅片。
作为技术方案的进一步改进，所述布风板上装有上端连通气化区和下端连通风室的布风管，布风管的上端装有风帽。
作为技术方案的进一步改进，所述布风管为多层环状结构，相邻两层布风管之间交错布置。
作为技术方案的进一步改进，所述布风管的直径由下至上逐渐减小；所述风帽为可拆卸式风帽。
作为技术方案的进一步改进，所述风帽的直径大于200mm，相邻两层布风管之间的径向距离大于400mm。
一种流化床反应器的布风装置的使用方法，包括以下步骤：
通过气化剂进口向风室内通入预热过的气化剂，气化剂通过布风管进入气化区内；
向气化区内添加物料，物料在下落过程中与气化剂混合并反应，反应生成的废渣从布风板底部的排渣口排出。
作为技术方法的进一步改进，所述气化剂为被预热到600-700℃的空气、富氧空气和纯氧中的一种或多种混合气；所述气化剂在布风管中的流速为25-27m/s。
作为技术方法的进一步改进，所述物料可以为煤、生物质、煤与生物质的混合物中的任意一种。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种流化床反应器的布风装置，布风板与壳体内壁之间填充有柔性保温层，可以支撑布风板和上环板的重量。因为柔性保温层本身带有一定的弹性，当布风板因气化区的高温而发生膨胀变形时，柔性保温层可以为布风板提供一个很好的热膨胀补偿空间，防止布风板膨胀后与壳体内壁发生相互挤压导致两者连接处产生裂缝，同时柔性保温层本身具有较好的隔热保温作用，能够阻止气化区内的热量向外散失，从而保证气化区内的温度处于适合反应的状态，提高物料在气化区的反应速度。
(2)本发明的一种流化床反应器的布风装置，布风板为整体式桶状结构，其上部直段筒体和底部弧形筒底的结构使其可以与柔性保温层较为紧密地贴合在一起，且布风板为单块整体式结构，不会发生多块布风板受热变形时相互挤压而产生损坏的问题，膨胀更加均匀。尤其是，布风板的这种特殊的结构，使布风板在受热时的膨胀方向更加靠近柔性保温层的方向，与柔性保温层相互配合，可以使得布风板自身排渣顺畅的同时不会因受热膨胀而与壳体内壁之间发生挤压损伤的问题，极大地提高了布风装置的使用寿命。
(3)本发明的一种流化床反应器的布风装置，在布风板表面依次设有隔热层和耐磨层。因为物料在气化区中沿着倾斜面滑落时会产生较大的摩擦力，设置耐磨层可以防止布风板因为物料滑落时的摩擦力发生损伤，当耐磨层发生损伤时只需更换耐磨层而无需更换布风板，节约了成本；隔热层的设计一方面减少了装置工作时气化区的高温对布风板的影响，减小布风板的热膨胀变形，另一方面也减少了气化区中的热量损失，使得物料在气化区中反应更加充分。
(4)本发明的一种流化床反应器的布风装置，通过排渣管下部的膨胀节，可以有效地补偿排渣管与布风板、排渣管与壳体之间的热膨胀差，降低排渣管与布风板连接处的温度应力，从而防止排渣管与布风板的连接处产生裂缝甚至导致排渣管脱落的问题。
(5)本发明的一种流化床反应器的布风装置，水冷管道穿过排渣管，冷却水在水冷管中流通并与排渣管进行换热来降低排渣管的温度，防止排渣管受热膨胀发生损坏，而水冷管道壁面上的螺旋翅片一方面增加了冷却水的换热面积，另一方面延长了冷却水的停留时间，进一步加强了冷却水与排渣管之间的换热效果，增加了排渣管的使用寿命。
(6)本发明的一种流化床反应器的布风装置，布风板上装有多层环状交错布置的布风管，在保证布风装置布风均匀的同时，使得物料在布风板上反应时不会在相邻两层布风管之间发生堵塞，提高布风装置的排渣顺畅性。
(7)本发明的一种流化床反应器的布风装置，布风管的直径从下端到上端逐渐减小，这种直径逐渐减小的结构使得布风管所受的温度应力会有部分转移至在布风管上端的风帽处，布风管的受损减少，而且尽管风帽受损会加剧，但是能够配合使用可拆卸式风帽作为布风管上端的风帽，当风帽发生损坏时可以方便地进行维修或更换。
(8)本发明的一种流化床反应器的布风装置，在其自身具备良好的排渣性能的情况下，物料很难在风帽中发生堵塞和结焦，因此风帽的直径和相邻两层布风管之间的径向距离可以设置的较大，本装置的风帽直径大于200mm，相邻两层布风管之间的径向距离大于400mm，使得该布风装置中需要安装的风帽和布风管数量较少，从而降低了整体布风装置的制造难度和成本。
(9)本发明的一种流化床反应器的布风装置，下环板与布风板之间设有间隙，间隙大小可以根据布风板的热膨胀量进行调整，避免了布风板因为受热膨胀与下环板之间相互挤压而发生损伤。
(10)本发明的一种流化床反应器的布风装置的使用方法，通过上述流化床反应器的布风装置，在反应器工作时能够实现合理均匀布风，提高物料在气化区内的反应速率，且反应后的废渣可以较为顺畅地排出反应器体外。
(11)本发明的一种流化床反应器的布风装置的使用方法，采用预热到600-700℃的气化剂，气化剂的种类可以根据实际情况在空气、富氧空气、纯氧中进行选择或组合，保持气化剂的流速为25-27m/s，可以保证物料与气化剂的混合较为充分，物料的气化反应较为充分且反应速度高。
附图说明
图1为现有技术中布风装置的结构示意图；
图2为本发明布风装置的结构和工作示意图；
图3为图2中布风板的俯视图。
图中：1、壳体；2、上环板；3、下环板；4、布风板；5、排渣管；6、风帽；7、布风管；8、耐磨层；9、隔热层；10、柔性耐火层；11、气化剂进口；12、膨胀节；13、耐火墙。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2所示，一种流化床反应器的布风装置，包括壳体1、上环板2、下环板3、布风板4、排渣管5、风帽6、布风管7、气化剂进口11和耐火墙13。
其中，壳体1为圆筒形结构，布风板4安装在壳体1的内部，布风板4的下方壳体1内壁上设置有耐火墙13，耐火墙13内形成具有气化剂进口11的风室，气化剂从气化剂进口11通入风室，耐火墙13一方面可以防止风室内壁因温度过高而发生损坏，另一方面可以加强风室的密封性，防止气化剂在风室中发生泄漏。布风板4上方形成气化区，物料在气化区内发生气化反应。
布风板4为单块整体式桶状结构，包括上部直段桶体和底部弧形桶底。布风板4的获取较为方便，可以通过冲压方法制得或是直接购买市面上常见的碟形封头作为布风板4使用。上部直段桶体的上端通过上环板2连接到壳体1的内壁上，本实施例中上环板2与壳体1内壁之间采取焊接方式连接，上环板2用于支撑布风板4的重量。底部弧形桶底与安装在耐火墙13上端面的下环板3之间设有缝隙，缝隙大小可以根据布风板4工作时的受热膨胀量进行调整，防止布风板4受热膨胀时与下环板3之间相互挤压发生损坏。底部弧形桶底上设有排渣孔，排渣孔通过排渣管5连通壳体1外，用于将物料反应后的废渣排出反应器外。在布风板4上安装有连通气化区和风室的布风管7，布风管7的顶端装有风帽6，气化剂由气化剂进口11进入风室，并通过布风管7流通至布风板4上方，在风帽6的作用下向气化区内均匀布风，与物料发生反应，使得物料在气化区的反应更加充分和均匀，气化效率更高。
值得一提的是，在壳体1、上环板2、下环板3和布风板4所围成的空间内，填充有一层柔性保温层10，柔性保温层10紧密贴合于壳体1内壁和布风板4的壁面上。因为柔性保温层10本身带有一定的弹性，当布风板4因气化区的高温而发生膨胀变形时，柔性保温层10可以为布风板4提供一个很好的热膨胀补偿空间，防止布风板4膨胀后与壳体1内壁发生相互挤压导致两者连接处产生裂缝，同时柔性保温层10本身具有较好的隔热保温作用，能够阻止气化区内的热量向外散失，从而保证气化区内的温度处于适合反应的状态，提高物料在气化区内的反应速度。
柔性保温层10可以使用市场上常规的各种陶瓷纤维棉作为材料进行制作并使用，但是其效果并不是特别理想，因此本发明对常规的陶瓷纤维棉的组成成分进行了一些优化设计，按质量百分比包括30-40％的氧化铝、20-30％的二氧化硅、10-15％的氧化铁、10-13％的碳化硅、9-12％的氧化铈、6-8％的氧化镁。采用这种组分的陶瓷纤维棉生产的柔性保温层10可以在1500℃的高温下保持正常使用，导热率低，黏附力强，弹性支撑性好，其可以紧密贴合于壳体1内壁和布风板4壁面上，在防止气化区内热量散失的同时可以更好地对布风板4的热膨胀进行弹性补偿，且通过这种陶瓷纤维棉制作的柔性保温层10在经过2-3年的长期高温环境使用下仍然可以保持绝大部分的材料特性，使用价值极高。
本实施例中采用质量百分比为34％的氧化铝、24％的二氧化硅、12％的氧化铁、13％的碳化硅、10％的氧化铈和7％的氧化镁的陶瓷纤维棉作为材料制作柔性保温层10。
综上所述，本实施例的流化床反应器的布风装置，通过在壳体1内壁与布风板4之间填充柔性保温层10，使得布风板4受热膨胀后有一定的弹性空间，不会发生布风板4与壳体1之间相互挤压的问题。而布风板4本身的单块整体式结构使得布风板受热更加均匀，相比较多块布风板的布风装置，不会发生两块布风板之间因受热膨胀而相互挤压导致损坏的问题。另外，布风板4的桶状结构使布风板4可以与柔性保温层10的贴合更加紧密，布风板4受热膨胀时的方向会更加靠近柔性保温层10的方向，两者相互配合可以使得布风板4的使用寿命大大增加。
上述布风装置具体工作时，可以采取下面的方法步骤对上述布风装置进行使用，采用以下方法使用布风装置时的气化效率高，气化反应较为均匀：
通过气化剂进口11向风室内通入预热过的气化剂，本实施例中采用被预热到650℃的空气作为气化剂，可以增加物料的反应速率，气化剂通过布风管7进入气化区内，本实施例中气化剂在布风管7中的流速为26m/s，采用这种给风流速使气化剂与气化区上方下落的物料有一个对冲的作用，与物料混合充分，使得物料的反应效率更高；
向气化区内添加物料，物料在下落过程中与气化剂混合并反应，反应生成的废渣落入布风板4表面并沿布风板4的斜面下滑至布风板4底部的排渣口，经排渣管5排出壳体1外，未反应完全的物料则会在落至布风板4表面后沿斜面下滑，下滑过程中进行进一步反应，最终生成的废渣经排渣管5排出壳体1外。本实施例的物料为生物质原料。
实施例2
本实施例的一种流化床反应器的布风装置，在实施例1的基础上，对布风板4进行了部分优化，加强了装置的使用效果。本实施例中的布风板4内侧面上设置有环形的耐磨层8，耐磨层8表面为向下倾斜的排渣斜面，排渣斜面的高度从两边向中间逐渐减小，市面上常见的耐火耐磨材料均可以作为耐磨层8的材料，本实施例采用刚玉砖作为耐磨层8的材料，强度和耐火性均较佳；布风板4与耐磨层8之间设置有隔热层9，常见的多种隔热材料都可以制作隔热层9的材料选择，本实施例选用的隔热材料为离心玻璃纤维棉。
实施例1中的布风装置，当物料在布风板4的表面滑落时，会与布风板4之间产生较大的摩擦力，长期使用后布风板4表面会发生磨损，影响物料在布风板4表面的滑落，且物料反应时的高温会直接对布风板4进行作用，对布风板4造成损坏的可能性增加了不少。而本实施例的布风装置中，物料在耐磨层8上反应并沿排渣斜面滑落，在保证物料排渣顺畅的同时保护布风板4不会发生磨损。隔热层9的设计一方面减少了装置工作时气化区的高温对布风板4的影响，减小了布风板4的热膨胀变形，另一方面也减少了气化区中的热量损失，使得物料在气化区中反应更加充分。
本实施例的一种流化床反应器的布风装置的使用方法与实施例1的使用方法基本相同，区别仅在于由于在布风板4表面设置有耐磨层8，物料在气化区中反应后的废渣会通过耐磨层8的斜面落入排渣口中，最终随排渣管5排出壳体1外。通过这种方法不会对布风板4造成磨损，在耐磨层8受损后只需更换耐磨层8就可以保持装置的正常工作，节约成本且易于维修。
另外，本实施例中，气化剂采用50％空气和50％富氧空气混合的气体，相比较实施例1中的气化剂，可以进一步增加物料的反应速度，气化剂预热温度为600℃，气化剂在布风管中的流速为25m/s。
本实施例中，柔性保温层10的材料为陶瓷纤维棉，按质量比包括36％的氧化铝、22％的二氧化硅、11％的氧化铁、13％的碳化硅、11％的氧化铈和7％的氧化镁。
实施例3
本实施例的一种流化床反应器的布风装置，与实施例2的布风装置结构基本相同，所不同的是，布风管7在布风板4上呈多层环状布置，相邻两层布风管7之间交错布置，布风管7的直径由下至上逐渐减小，其顶端风帽6为可拆卸式风帽。本实施例中风帽6的直径大于220mm，相邻两层布风管7之间的径向距离为430mm。
相比较实施例2，本实施例的布风管7有以下几个优点：
(1)多层环状交错布置，在保证布风装置布风均匀的同时，使得物料在布风板4上反应时不会在相邻两层布风管7之间发生堵塞，提高布风装置的排渣顺畅性；
(2)布风管7由下至上直径逐渐缩小的结构使得布风管7所受的温度应力会有部分转移至布风管7上端的风帽6处，所以布风管7的受损会减少，而且尽管风帽6受损会加剧，但是与之相配合的使用可拆卸式风帽作为布风管7上端的风帽6，当风帽6发生损坏时可以及时进行维修或更换；
(3)由于本实施例的布风装置自身具备良好的排渣性能，物料很难在风帽6中发生堵塞和结焦，因此风帽6的直径和相邻两层布风管7之间的径向距离可以设置的较大，这种布置使得布风装置中需要安装的风帽6和布风管7数量较少，从而降低了整体布风装置的制造难度和成本。
本实施例的一种流化床反应器的布风装置的使用方法，与实施例2中的使用方法相比较仅有部分参数不同，本实施例中，气化剂采用50％空气、30％富氧空气和20％纯氧混合的气体，相比较实施例2中的气化剂，与物料之间的反应速度进一步提高，但是因为纯氧价格较高，使得该气化剂的成本较高，气化剂预热温度为700℃，气化剂在布风管中的流速为27m/s。
本实施例中，柔性保温层10的材料为陶瓷纤维棉，按质量比包括30％的氧化铝、30％的二氧化硅、15％的氧化铁、10％的碳化硅、9％的氧化铈和6％的氧化镁。
实施例4
本实施例的一种流化床反应器的布风装置，与实施例3的布风装置结构基本相同，所不同的是，排渣管5的下部侧面上安装有膨胀节12，此外，其下部相对的两侧分别开设有进水口和出水口，水冷管道穿过进水口和出水口，冷却水在水冷管道中流通与排渣管5进行换热，水冷管道的壁面上进一步安装有螺旋翅片。
当反应器工作时，高温废渣会持续从排渣管5中排出，因此排渣管5会长时间承受一个较高的温度，而当其因受热过久时，排渣管5会与布风板4之间产生热膨胀差，导致排渣管5与布风板4的连接处产生裂缝甚至排渣管5发生脱落。而本实施例中的膨胀节12可以有效补偿排渣管5与布风板4之间的热膨胀差。水冷管道穿过排渣管5下部时，冷却水在水冷管道中流通时会与排渣管5发生换热从而降低排渣管5的温度。水冷管道壁面上螺旋翅片的设计，一方面增加了冷却水的换热面积，另一方面延长了冷却水的停留时间，进一步加强了冷却水与排渣管5之间的换热效果，增加了排渣管5的使用寿命。
本实施例的一种流化床反应器的布风装置的使用方法，与实施例2中的使用方法相同。
本实施例中，柔性保温层10的材料为陶瓷纤维棉，按质量比包括40％的氧化铝、20％的二氧化硅、10％的氧化铁、10％的碳化硅、12％的氧化铈和8％的氧化镁。
将实施例1-4中的陶瓷纤维棉的组分质量比进行对比，总结可以得到如下公式：
M氧化铝＝2×(M氧化铈+M氧化镁)；
M二氧化硅＝2×M氧化铁。
相比较其余不符合该公式组分的陶瓷纤维棉，上述四种组分的陶瓷纤维棉制作得到的柔性保温层10在实际使用过程中均可以起到一个更好的使用效果，因此可推测符合这种公式组分的陶瓷纤维棉制得的柔性保温层10的效果更加突出。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种流化床反应器的布风装置，包括壳体(1)和安装在壳体(1)内的布风板(4)；所述布风板(4)的下方沿壳体(1)内壁上布置有耐火墙(13)，耐火墙(13)围成的空间形成具有气化剂进口(11)的风室，布风板(4)上方空间形成气化区，其特征在于：位于所述耐火墙(13)上方的布风板(4)与壳体(1)内壁之间填充有柔性保温层(10)。
2.根权利据要求1所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风板(4)为桶状结构，包括上部直段桶体和底部弧形桶底。
3.根据权利要求2所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风板(4)的上端通过上环板(2)固定到壳体(1)内壁上，所述耐火墙(13)的上端面安装有下环板(3)，下环板(3)与布风板(4)的底部弧形桶底之间设有间隙；所述柔性保温层(10)填充于壳体(1)、上环板(2)、下环板(3)和布风板(4)围成的空间内。
4.根据权利要求1所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风板(4)内侧面上设置有环形的耐磨层(8)，耐磨层(8)表面为向下倾斜的排渣斜面，布风板(4)与耐磨层(8)之间设置有隔热层(9)。
5.根据权利要求4所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风板(4)底部具有排渣口，排渣口接有排渣管(5)。
6.根据权利要求5所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述排渣管(5)下端通过膨胀节(12)支撑并穿过壳体(1)。
7.根据权利要求1所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风板(4)上装有上端连通气化区和下端连通风室的布风管(7)，布风管(7)的上端装有风帽(6)。
8.根据权利要求7所述的一种流化床反应器的布风装置，其特征在于：所述布风管(7)的直径由下至上逐渐减小。
9.一种流化床反应器的布风装置的使用方法，包括以下步骤：
通过气化剂进口(11)向风室内通入预热过的气化剂，气化剂通过布风管(7)进入气化区内；
向气化区内添加物料，物料在下落过程中与气化剂混合并反应，反应生成的废渣从布风板(4)底部的排渣口排出。
10.根据权利要求9所述的一种流化床反应器的气化方法，其特征在于：所述气化剂为被预热到600-700℃的空气、富氧空气和纯氧中的一种或多种混合气；所述气化剂在布风管(7)中的流速为25-27m/s。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110319698A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-11 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种fc分室煅烧炉底料自动放料装置 |
| CN111996038A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种用于生物质流化床气化炉的正压冷渣系统 |
| CN112361367A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-02-12 | 湖北金炉节能股份有限公司 | 一种高温流化炉 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791724A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-04 | Daikin Ind Ltd | 空気流通パネル用キャンバスダクト及びその製作方法 |
| CN101701762A (zh) * | 2009-11-24 | 2010-05-05 | 山东天力干燥设备有限公司 | 排管式布风装置 |
| CN102466224A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院工程热物理研究所 | 流化床的布风装置和具有其的锅炉或气化炉 |
| CN203478230U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-03-12 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种阀体内衬 |
| CN204490823U (zh) * | 2015-02-10 | 2015-07-22 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 气化炉 |
| CN107448932A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-08 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种流化床反应器的布风装置 |
| CN107842850A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-27 | 青岛大学 | 一种流化床燃烧装置 |
| CN209052637U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-07-02 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种流化床反应器的布风装置 |
-
2018
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791724A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-04 | Daikin Ind Ltd | 空気流通パネル用キャンバスダクト及びその製作方法 |
| CN101701762A (zh) * | 2009-11-24 | 2010-05-05 | 山东天力干燥设备有限公司 | 排管式布风装置 |
| CN102466224A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 中国科学院工程热物理研究所 | 流化床的布风装置和具有其的锅炉或气化炉 |
| CN203478230U (zh) * | 2013-08-23 | 2014-03-12 | 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 | 一种阀体内衬 |
| CN204490823U (zh) * | 2015-02-10 | 2015-07-22 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 气化炉 |
| CN107448932A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-12-08 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种流化床反应器的布风装置 |
| CN107842850A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-27 | 青岛大学 | 一种流化床燃烧装置 |
| CN209052637U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-07-02 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 一种流化床反应器的布风装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110319698A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-11 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种fc分室煅烧炉底料自动放料装置 |
| CN111996038A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-27 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种用于生物质流化床气化炉的正压冷渣系统 |
| CN112361367A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-02-12 | 湖北金炉节能股份有限公司 | 一种高温流化炉 |
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| Publication number | Publication date |
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