CN1513952A - 双速循环流化床煤气发生炉 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种循环流化床煤气发生炉。特别是一种双速循环床煤气发生炉。本发明是这样实现的，气化炉要求由两个不同速度的鼓泡流化床组成，两床之间有隔墙，两室上部为共用的炉室空间。气化用煤首先被投入高气速流化床燃烧室，大颗粒能停留在该室内与自下部风帽通入的空气(氧)和水蒸汽反应产生煤气，小颗粒和微细颗粒被气体夹带进入气化炉上部空间。小颗粒将落入与高速气化室一墙之隔的低速流化床气化室，并在那里与自下部风帽通入的空气(氧)和水蒸汽反应产生煤气。微细颗粒则由炉上部出口进入旋风分离器，气固分离后的颗粒落入水平输送管道返回低速气室。从低速气化室逸出的微细颗粒将再次进入旋风分离器完成循环。

Description

双速循环流化床煤气发生炉
技术领域
本发明是一种循环流化床煤气发生炉。特别是一种双速循环床煤气发生炉。
背景技术
流化床煤气发生炉的优势在于它可以使用粉粒状煤作燃料，这种筛份的煤与现有原煤在粒度上最接近，而流化床煤气发生炉的劣势在于细颗粒的反应条件差，飞出物中含碳高，数量大，指使碳利用率不高。温克勒炉是最早的一种流化床煤气炉，而且仅仅是一个鼓泡床煤气炉。七十年代出现了以鲁奇为代表的循环流化床炉，它实现了细碳粒的循环；Co-gas技术则是将细的飞出物收集回来送入液态排渣炉中燃烬，而所产热烟用于提升和加热载热焦颗粒；U-gas技术为灰团聚技术，即将细的飞出物与氧一起送入密相床底部一个高温区，细颗粒会粘结在大颗粒上，在团聚中得到较好的燃烧。三者都希望解决细颗粒反应问题，但都不尽理想。鲁奇技术使细颗粒循环，循环床炉确实在燃烧过程中明显作用，所以循环床锅炉得到广泛发展。气化则与燃烧有较大的差异，燃烧过程中氧处于过量，而碳处于少量状态，所以循环床炉的各个部分细颗粒都能参与反应；但气化过程则不同，不过量的氧将在首先进入部分与大颗粒反应，由于大颗粒碳浓度很高，氧很快被消耗掉，当再进入细颗粒循环区时已无氧可参与反应。当氧含量些微时，碳只能与水蒸汽或二氧化碳反应，它们都是强吸热反应，将使气固温度迅速降低，当温度过低时，与水蒸汽和二氧化碳间的反应速率迅速下降。Co-gas技术中的液态排渣技术难以掌握，更难以在常压下运行；U-gas技术的高温区的控制、煤种等因素都会带来不稳定。早在七十年代，清华大学张绪袆等人就开发了双床沸腾燃烧技术，即将鼓泡床分为一个高速区和一个低速区，目的是在低速区燃烬部分细颗粒，该技术曾于1987年获得国家发明奖，只因循环床燃烧技术在复杂程度和燃烬效果反面都优于双床沸腾燃烧炉，该技术没得到进一步发展。
张绪袆等人的国家发明奖申报书中发明名称为双床沸腾炉，在发明权利上强调了燃煤，即“两床在合理的沸腾风速和床温为900℃～1050℃状况下进行沸腾燃烧。”本发明则是用双速循环床实现煤的气化。
结合实施例和附图详尽说明其结构：
发明内容
本发明是一种循环流化床煤气发生炉。特别是一种双速循环床煤气发生炉。
本发明内容包括：气化炉要求由两个不同速度的鼓泡流化床组成，两床之间有隔墙，两室上部为共享的炉室空间。气化用煤首先被投入高气速流化床燃烧室，大颗粒能停留在该室内与自下部风帽通入的空气(氧)和水蒸气反应产生煤气，小颗粒和微细颗粒被气体夹带进入气化炉上部空间。小颗粒将落入与高速气化室一墙之隔的低速流化床气化室，并在那里与自下部风帽通入的空气(氧)和水蒸汽反应产生煤气。微细颗粒则由炉上部出口进入旋风分离器，气固分离后的颗粒落入水平输送管道返回低速气室。从低速气化室逸出的微细颗粒将再次进入旋风分离器完成循环。
结合实施例和附图详尽说明其结构：
附图说明：
图一是本发明结构侧视图；
图二是本发明结构顶视图；
具体实施方式：
如附图一所示，粒度≤20mm的气化用煤首先被投入高气速流化床燃烧室(1)，该室采用3～6m/s的操作速度，温度为950℃～1050℃，大颗粒能停留在高速流化床气化室内与自下部风帽通入的空气(氧)和水蒸汽反应产生煤气。小颗粒和微细颗粒被扬析夹带进入气化炉上部空间(2)。小颗粒将落入与高速气化室一墙之隔的低速流化床气化室(3)，微细颗粒则由炉上部出口进入旋风分离器(4)，气固分离后的颗粒落入水平输送管道(5)。水平输送管道的内径为0.2～0.6m，底部分段布有流化用风帽(6)，水平输送管道的下沿高出低速气化室风帽小孔中心线0～50mm。颗粒与被分离返回的微细颗粒都可以从低速气化室底部风帽通入的空气(氧)和水蒸气反应。一般低速气化室内温度可以较高速气化室温度高50℃左右，因而气化反应条件更好。从低速气化室逸出的微细颗粒将再次进入旋风分离器完成循环。低速气化室的操作气速为0.4～1.5m/s.进入两个气化室的空气(氧)量由入炉煤的粒度分布中≥1mm颗粒的份额决定，即高速气化室空气(氧)量占总空气(氧)量的份额与煤中≥1mm颗粒的份额相等或有正负10％的相对偏差。而两室的蒸汽量则由各式温度控制值决定。为防止过大颗粒飞溅到低速气化室内，两室之间的隔墙以2.5～3.5m为宜。高速气化室沿高度的横断面积以逐渐扩大为好，一般在隔墙顶部标高的横断面积是风帽附近底部横断面积的3～4倍。低速气化室沿高度的横断面积可以保持不变。

Claims (5)

1.一种循环流化床煤气发生炉，其特征在于(1)本气化炉要求由两个不同速度的鼓泡流化床组成；(2)两床操作气速分别为3～6m/s和0.4～1.5m/s；(3)两床之间有高度为2.5～3.5m的隔墙；(4)两室上部为共用的炉室空间。
2.依据权利要求1，高速气化室的沿高度的横断面积总体上自下而上扩大，它可以由直段和扩张段组成，在隔墙顶端标高的横断面积是底部风帽附近横断面积的3～4倍。
3.依据权利要求2，进入高速气化室空气(氧)量占总空气(氧)量的份额与煤中≥1mm颗粒的份额相等或有正负10％的相对偏差。
4.依据权利要求2，粒度为0～20mm的气化用煤进入高速气化室。
5.依据权利要求1，从炉室外旋风分离器分离的细颗粒经水平输送管道返回低速气化室，水平输送管道的内径为0.2～0.6m，其下沿标高较低速气化室风帽小孔中心线0～50mm。水平输送管道底部分段布有流化用风帽。
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