CN1300638A - 循环流化床反应器中的细小固体再循环 - Google Patents

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Abstract

一CFB炉子或反应器装置能强化最细小反应物颗粒的循环。通过使夹带有细小颗粒的气体从一连接于固体分离器的固体收集器漏斗再循环回到反应器来实现循环的改进。具有一个或多个管道的系统使固体收集漏斗的上部与反应器相连。管道系统配备有使气体从漏斗再循环到反应器的装置。本发明是一低费用的系统,它能使原本随离开分离器的气流被带出的最细小颗粒再循环。

Description

循环流化床反应器中的细小固体再循环
本发明总的涉及循环流化床(CFB)反应器、燃烧室或锅炉，尤其涉及一使最细小颗粒再循环的简单系统，否则的话，这些最细小颗粒被离开这种CFB反应器、燃烧器或锅炉组件中使用的分离器的气流所带出。因此，本发明增强了这种CFB设备中的反应物的使用。
在一CFB反应器、燃烧器或锅炉中有效利用反应物，诸如在一CFB锅炉中燃烧燃料和/或吸附剂的硫酸盐化作用的必要条件是反应物颗粒在提供足够停留时间的单元中循环，以完成反应。这是将固体与离开反应器的气体分离并使这些固体再循环回到单元中来实现的。
固体再循环系统可以是单级的或多级的。对于如图1所示的CFB锅炉，一单级系统通常包括一位于炉子20下游的旋风分离器10和一包括连接于旋风分离器10下部35的竖管30和一非机械装置40的固体再循环环路，以密封分离器的旁路气体。例如，非机械装置40可以是一虹吸阀(syphon valve)。
一双级系统可包括两个串联连接的旋风分离器(图中未示出)，每一个具有自己的再循环环路，或碰撞型颗粒分离器11，如图2所示。碰撞型颗粒分离器11一般是一排设置在炉子出口21的U形梁或类似形状的元件。第二颗粒收集装置31设置在碰撞型颗粒分离器11之后(气流和被带过CFB反应器的颗粒的下游)。一普通的第二颗粒收集器31是一个机械除尘器，诸如一多级旋风或多重收尘器(MDC)。在这类系统中，离开炉子20的固体块由初级颗粒分离器11收集和再循环，而第二级收集经过初级颗粒分离器11的大部分细小颗粒并使它们返回到炉子20。
如果上述颗粒分离/收集装置从烟气中能更有效地收集细小颗粒，那对于这种CFB过程是极有利的。其结果是，较少的细小颗粒在离开CFB装置之前再循环，这样可使颗粒反应的时间较短。尽管细小颗粒所需的反应时间较短，但大部分离开系统的未反应的材料，诸如在CFB锅炉中的未燃烧的碳和未经硫酸盐处理的吸附剂，集中在最细小颗粒中。这些细小颗粒的直径通常在50-70微米以下。
这种尺寸的细小颗粒通常收集在一集尘室或静电沉淀器中。Alexander等人的美国专利5,343,830公开了一种将收集在集尘室或静电沉淀器中的细小颗粒再循环到反应器的再循环方法。但是，这种方法需要安装一复杂的固体再循环系统。
如果可能的话，用增加旋转和输出气体速度来显著提高收集在目前已知的旋风或任何其它惯性式分离装置中的细小颗粒，这样将会出现一个不可接受的高压降，并增加零件的磨损。
或者，如前苏联所公开的在1977年于列宁格勒“Energia”出版的S.I.Mochan编辑的第3版锅炉装置的空气动力学计算(标准方法)中，用一机械除尘器来提高细小颗粒的收集。如其中的87页所示，用一专用鼓风机使气体离开机械除尘器的灰尘漏斗回到机械除尘器的入口。用放置在再循环环路中的高效旋风除尘器清除再循环气流中的灰尘。
以被收集的固体同一方向离开分离器的气流夹带一些最细小颗粒，而这些最细小颗粒本来随离开分离器的气流被带出，从而提高对这些颗粒的收集效率。这种方法不会使收集构件的输出管子中的气体速度增加，这样有利于构件压降的大部分和腐蚀的可能性。
本发明的一个目的是用一简单的低成本的方法和设备提高CFB反应器装置中的反应物的利用。本发明采用一与上述相似的概念，这种相似不仅指在CFB反应器装置的上下文方面，而且还指一资金低、操作成本低的简单装置。
因此，一CFB炉子或反应器装置能强化最细小反应物颗粒的循环。通过使夹带有细小颗粒的气体从一连接于固体分离器的固体收集器漏斗再循环回到反应器来实现循环的改进。具有一个或多个管道的系统使固体收集漏斗的上部与反应器相连。管道系统配备有使气体从漏斗再循环到反应器的装置。
本发明是一低费用的系统，它能使原本随离开分离器的气流被带出的最细小颗粒再循环。
表示本发明新颖性的许多特征将在附属于本说明书并作为说明书一部分的权利要求书里描述。为了能较好地理解本发明、它的工作优点及通过使用获得的具体效果，请参看描述本发明较佳实施例的附图和说明性的内容。
图1是已有技术CFB锅炉的剖开的端视图；
图2是另一已有技术CFB锅炉的剖开的端视图；
图3是本发明一CFB锅炉的剖开的端视图；
图4是本发明CFB锅炉的第二实施例的剖开的端视图；
图5是本发明一固体收集漏斗的剖开的端视图；
图6是本发明另一实施例固体收集漏斗的剖开的端视图；
图7是本发明一固体收集漏斗又一实施例的剖开的端视图；
图8是本发明一固体收集漏斗的再一实施例的剖开端视图；
图9是本发明一固体收集漏斗的又一实施例的剖开端视图。
这里所使用的术语CFB燃烧器是指一类会发生燃烧过程的CFB反应器。尽管本发明特别涉及利用CFB燃烧器作为产热装置的锅炉或蒸汽发生器，但应该知道，本发明还可方便地用在不同类型的CFB反应器中。例如，本发明还可用于一种化学反应中而不是燃烧过程中使用的反应器，或将来自其它地方的燃烧过程发生的气体/固体混合物提供给反应器作进一步处理，或反应器仅提供一壳体，其中，夹入气体的微粒或固体不一定是燃烧过程的副产品。
现在参阅附图，附图中，用类似的标号表示相同的或功能类似的部分，图3示出了一类似于图1的已有技术系统所示的具有单级固体再循环系统的CFB装置。如图3所示，本发明的改进包括将旋风除尘器漏斗160连接到炉子120下端的管道150。一使气体从漏斗160再循环到炉子120的装置170设置为管道150的一部分。装置170可以是一鼓风机、喷射器或类似装置。
图3的单级系统包括一位于炉子120下游的旋风除尘器100和一固体再循环环路175，固体再循环环路由一竖管130和一非机械式装置140构成，以密封分离器的旁路气体。例如，非机械式装置140可以是一虹吸阀。
图4示出了一图2所示类型的采用本发明的两级系统。在图4中，一管道150具有串联在漏斗160与炉子120之间的再循环装置170。管道150在第二收集装置131的下面一点与漏斗160的壁穿过并连通，第二收集装置131在图中为一多旋风除尘器。
本发明该实施例所使用的再循环装置170包括一鼓风机、喷射器或类似装置。
管道150设置大概为8英寸至24英寸(具体视装置容量而定)直径的管子。使用一“污物”的鼓风机("dirty"fan)作为一再循环装置将消费较低的辅助动力，而使用一蒸汽或空气喷射器从布置和维修的观点看更具吸引力。
碰撞型分离器通常是一排设置在炉子出口210的U形梁或类似形状的构件。
在图3和4中所示的每一实施例中，较大的被分离的固体通过一位于管道150下面、在漏斗160下部的固体再循环环路175回到炉子120。
夹带最细小颗粒的气体从固体收集漏斗160通过管道150再循环回到炉子120。
图5-9示出了有关管道150怎样连接到漏斗160上部的五个不同的结构或实施例。
在图5中，管道150的端部与漏斗160的侧面齐平并终止在漏斗的侧壁230。在图6中，管道150的端部在漏斗160的出口上形成一弯曲部，并终止在漏斗的顶部235。在图7-9所示的其它的实施例中，至少管道150的一部分或其延伸部分穿过侧壁230进入漏斗160。当从图3的旋风除尘器漏斗160再循环时，这些实施例在使用上是极佳的，那是因为它们的构造降低了再循环气体夹带粗颗粒的潜在可能性。图7的管道150经侧壁230笔直伸进漏斗160，而没有弯曲或改变角度。在图8中，主管道150终止在侧壁，但一板155从侧壁230的内部延伸越过在漏斗160内的管道150的开口。板155可以是平，也可以是弯曲的。最后，在图9中，在漏斗160内延伸的管道150的端部157是朝下弯曲的。
用本发明来再循环气流有利于通过夹带颗粒使最细小固体再循环回到炉子120，而这些颗粒本来是被气体夹带和携带离开分离器的。流回到炉子中的气体所夹带的固体增加了本发明所安装的再循环的总容量。
用管道150再循环细小颗粒简化了再循环过程，降低了在CFB锅炉或反应器装置中使用反应物来提高效率的成本。
尽管已详细示出和描述了本发明特有的实施例，以举例说明本发明的原理的应用，但本领域的技术人员应知道，在不脱离这些原理的情况下，可对被下面的权利要求书所覆盖的本发明进行改变。例如，本发明可用于含有循环流化床反应器或燃烧器的新的结构，或用于替换、修理或改变现有的循环流化床反应器或燃烧器。在本发明的一些实施例中，本发明的某些特征可在不相应使用其它特征的情况下有益地使用。因此，所有这些变化和实施例均落入后面要求保护的范围和等同物里。

Claims (7)

1．一种循环流化床装置，具有一反应器、至少一个设置在反应器下游的固体分离器和一个固体再循环环路，循环流化床装置具有提高最细小反应物颗粒回收的装置，它包括：
一连接于至少一个固体分离器和连接于固体再循环环路的固体收集漏斗；
至少一个将固体收集漏斗连接到反应器的管道，管道的漏斗端位于固体收集漏斗与固体再循环环路的连接处的上面；以及
为至少一个管道而设置的气体再循环装置，使夹带最细小反应物颗粒的气体从固体收集漏斗再循环到炉子。
2．如权利要求1所述的循环流化床装置，其特征在于，该至少一个管道终止在固体收集漏斗的外壳。
3．如权利要求1所述的循环流化床装置，其特征在于，该至少一个管道穿过固体收集漏斗的外壳延伸到固体收集漏斗内。
4．如权利要求3所述的循环流化床装置，其特征在于，该至少一个管道笔直延伸到固体收集漏斗内。
5．如权利要求3所述的循环流化床装置，其特征在于，该至少一个管道的漏斗端朝下弯曲到固体收集漏斗内。
6．如权利要求2所述的循环流化床装置，其特征在于，该至少一个管道的漏斗端包括一从漏斗外壳的内部朝下延伸越过安装该至少一个管道的位置的板。
7．一种用于提高在流化床装置中循环的最细小反应物颗粒的回收并返回到循环流化床装置的反应器中的方法，循环流化床装置有一反应器、至少一个位于反应器下游的固体分离器和一个固体再循环环路，该方法包括：
提供一连接于至少一个固体分离器和连接于固体再循环环路的固体收集漏斗；
提供至少一个将固体收集漏斗连接于反应器的管道；
使该至少一个管道的漏斗端位于固体收集漏斗与固体再循环环路的连接处之上；以及
再循环来自和通过该至少一个管道的气体，使最细小反应物颗粒从固体收集漏斗再循环到炉子。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102319643A (zh) * 2011-08-30 2012-01-18 中国科学院过程工程研究所 一种配合正压状态旋风分离器工作的排料锁风装置
WO2016161822A1 (zh) * 2015-04-10 2016-10-13 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 协同控制cfb锅炉炉内脱硫脱硝的燃烧系统及方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI107758B (fi) * 1999-11-10 2001-09-28 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijureaktori
JP3989838B2 (ja) * 2000-12-21 2007-10-10 ジョー・エンタープライジズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー バイオマスガス化システムおよび方法
TW571049B (en) * 2001-11-12 2004-01-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Circulating fluidized bed boiler
FI114737B (fi) * 2002-04-24 2004-12-15 Tom Blomberg Menetelmä biomassaa polttavien höyrykattiloiden höyrytulistimien asettelemiseksi ja höyrykattila
US6863703B2 (en) * 2002-04-30 2005-03-08 The Babcock & Wilcox Company Compact footprint CFB with mechanical dust collector
US7146916B2 (en) * 2004-05-14 2006-12-12 Eco/Technologies, Llc Starved air inclined hearth combustor
US7547419B2 (en) * 2004-06-16 2009-06-16 United Technologies Corporation Two phase injector for fluidized bed reactor
US7182803B2 (en) * 2004-06-16 2007-02-27 United Technologies Corporation Solids multi-clone separator
JP4081689B2 (ja) * 2005-08-26 2008-04-30 株式会社Ｉｈｉ 反応器一体型サイフォン
FI122778B (fi) * 2008-03-31 2012-06-29 Metso Power Oy Pyrolyysimenetelmä kattilan yhteydessä ja pyrolyysilaitteisto
US9557115B2 (en) 2010-10-28 2017-01-31 General Electric Technology Gmbh Orifice plate for controlling solids flow, methods of use thereof and articles comprising the same
US9617087B2 (en) * 2010-10-28 2017-04-11 General Electric Technology Gmbh Control valve and control valve system for controlling solids flow, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US9527026B2 (en) * 2013-03-14 2016-12-27 Synthesis Energy Systems, Inc. Method and apparatus for recycling ash fines
CN103615714B (zh) * 2013-11-20 2016-09-21 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种采用耐磨物料循环防止锅炉受热面沾污的方法和系统
PL3186554T3 (pl) 2014-07-04 2020-06-15 Tubitak Sposób działania systemu zgazowania lub spalania z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym
US9989244B2 (en) * 2016-03-01 2018-06-05 The Babcock & Wilcox Company Furnace cooling by steam and air injection
US10011441B2 (en) 2016-03-31 2018-07-03 General Electric Technology Gmbh System and method and apparatus for maintaining a pressure balance in a solids flow loop and for controlling the flow of solids therethrough
BR112019016739B1 (pt) * 2017-02-20 2021-11-03 Nous, Llc Sistemas de leito fluidizado e método
KR101984542B1 (ko) * 2017-12-21 2019-06-03 한국에너지기술연구원 압력과 밀도 차이를 이용하는 유동층 고체순환장치, 및 그 고체순환장치를 갖는 유동층 반응시스템 및 고체순환방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI75505C (fi) * 1985-01-11 1988-07-11 Ahlstroem Oy Foerfarande och anordning foer avskiljning av fast material ur roekgaserna fraon en reaktor med cirkulerande baedd.
DE3702892A1 (de) * 1987-01-31 1988-08-11 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren und einrichtung zur behandlung von koernigen feststoffen in einer wirbelschicht
FI85909C (fi) * 1989-02-22 1992-06-10 Ahlstroem Oy Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
US5345883A (en) * 1992-12-31 1994-09-13 Combustion Engineering, Inc. Reactivation of sorbent in a fluid bed boiler
US5343830A (en) 1993-03-25 1994-09-06 The Babcock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with internal primary particle separation and return
US5463968A (en) * 1994-08-25 1995-11-07 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment variable duty recycle heat exchanger
US5682828A (en) * 1995-05-04 1997-11-04 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and a pressure seal valve utilized therein
JPH10253011A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Hitachi Zosen Corp 燃焼装置
FR2775061B1 (fr) * 1998-02-16 2000-03-10 Gec Alsthom Stein Ind Chaudiere a lit fluidise circulant a reduction d'oxydes d'azote amelioree

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102319643A (zh) * 2011-08-30 2012-01-18 中国科学院过程工程研究所 一种配合正压状态旋风分离器工作的排料锁风装置
CN102319643B (zh) * 2011-08-30 2014-07-02 中国科学院过程工程研究所 一种配合正压状态旋风分离器工作的排料锁风装置
WO2016161822A1 (zh) * 2015-04-10 2016-10-13 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 协同控制cfb锅炉炉内脱硫脱硝的燃烧系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL198530B1 (pl) 2008-06-30
UA70945C2 (uk) 2004-11-15
ES2200606A1 (es) 2004-03-01
PL344546A1 (en) 2001-06-18
CZ20004684A3 (cs) 2001-08-15
US6269778B1 (en) 2001-08-07
PT102539A (pt) 2001-06-29
ES2200606B2 (es) 2004-11-16
RU2000131294A (ru) 2003-01-27
CA2320411C (en) 2004-08-10
CA2320411A1 (en) 2001-06-17
KR20010067318A (ko) 2001-07-12
BG105056A (en) 2001-11-30
RU2302289C2 (ru) 2007-07-10
CN1187117C (zh) 2005-02-02
CZ302726B6 (cs) 2011-09-29

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