CN1973988A - 循环流化床反应器和可转化的燃烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设计成空气进料并且可转化成富氧混合物操作的循环流化床反应器，包括一个被垂直壁水平限定的反应室(1)，至少两个离心分离器(2A、2B)和一个被称做热交换器罩(3)的热回收元件，该反应器也包括用至少一个位于反应室下的风箱(4)将流态化气体引入反应室的装置，保持在所述室中颗粒的循环流化层的装置，将必须除尘的气体从室中传递到分离器中的装置，将从分离器中分离出的颗粒排放的装置，和将来自分离器中的无尘气体传递到交换器罩的装置，根据本发明：所述反应室包括至少一个内部局部垂直隔墙(10)，形成两个相互连接的分室(1A、1B)，每个和至少一个分离器相连；所述交换器罩(3)包括一个内部局部垂直隔墙(30)，形成两个彼此连接的分罩(3A、3B)，每个和至少一个分离器连接；这些隔墙排列以形成一个通道，使烟道气流入与反应室内氧气操作时相对应的一个所述的分室和一个所述的分罩。

Description

循环流化床反应器和可转化的燃烧方法
技术领域
本发明涉及一种循环流化床反应器和一种可转化的燃烧方法。
背景技术
限制温室气体，包括矿物燃料电厂的二氧化碳排放的新规则的发展，正在导致捕获空气燃烧烟道气中存在的二氧化碳的技术的实施。
常用的二氧化碳捕获技术包括使用溶剂洗涤被燃烧空气中的氮气稀释的烟道气，其中溶剂吸收二氧化碳，然后在加热使溶剂再生后作为浓缩的二氧化碳气相流回收。
这种方法消耗相当多的能量并且实质上减少了矿物燃料电厂的效率，也就是说，减少了超过15个百分点的效率。
专利US4498289和US5175995提出在蒸汽发生锅炉中用氧气代替空气作为氧化剂。
用氧气作为氧化剂的优点是减少甚至去除了用于稀释烟道气中二氧化碳以及来自燃烧空气中的氮气的氮气惰性质的排放，并且由于烟道气流速相当于典型的空气燃烧烟道气流速的35％-40％，实质上减少了必需设备的尺寸。
应用于循环流化床锅炉的这种原理在专利US6505567中被公开。根据这篇文献，蒸汽发生器或流化床燃烧室包括将大体纯净的氧气引入到发生器的装置。
循环流化床技术的优点是其允许提取循环固体回路的热量，并且维持低燃烧温度，不依赖于氧化剂中氧气的含量。因此，这种技术特别有吸引力并且使得氧化剂中氧气部分最大化和完全取决于生成的烟道气流率的锅炉尺寸最小化。
然而，根据现有技术，没有提供任何方法使得用空气操作的循环流化床反应器有效的转化为用氧气操作的循环流化床反应器。
发明内容
本发明的目的是提供一种特殊设计的使用空气燃烧操作的循环流化床反应器，在很小结构变形的情况下允许它转化成利用氧气燃烧和循环二氧化碳燃烧有效操作的循环流化床反应器。
为了这个目的，本发明提出一种设计成空气进料并且可转化成与富氧混合物操作的循环流化床反应器，包括一个被垂直壁水平限定的反应室，至少两个离心分离器和一个称做交换器罩的热回收元件，该反应器还包括使用至少一只放置在反应室下部的风箱将流化气体引入反应室，并用于维持上述反应室内颗粒的循环流化层的装置、包括将必须除尘的气体从反应室传递到分离器的装置、将从分离器分离出来的颗粒排放的装置，和将无尘气体从分离器传递到交换器罩的装置，该反应器特征在于：
-所述反应室包括至少一个内部局部垂直的隔墙，形成两个相互连通并且每个和至少一个分离器相连的分室。
-交换器罩包括一个内部局部垂直的隔墙，形成两个相互连接并且每个和至少一个分离器相连的分罩。
布置这些隔墙以形成一个通道使烟道气流入与反应室内氧气进料操作相对应的一个所述的分室和一个所述的分罩。
根据一个优选的实施方式，其中一个所述分室的横截面是整个反应室横截面的60％到65％，另外一个分室的横截面是35％到40％，所述富氧混合物包括70％的氧气和30％的循环二氧化碳。
优选的，所述风箱被一个与所述反应室内隔墙位于同一平面的壁分隔成两个分箱。
在该方案中，反应器还包括至少两个外部床，每个被设计用来接收经由固体颗粒进料通道后离开分离器的颗粒，并且每个外部床包括一个可以与所述的反应室共用的壁，虹吸管装置在沿着可以与所述的外部床和所述的反应室共用的所述壁的长度方向上至少部分的布置在所述室的内侧，
优选的，为了有增加10％到20％换热面积的空余空间，所述外部床的腔室是超尺寸的。
燃料进料管线优选为超尺寸的。
根据一个示范性的实施方式，反应器包括一个被垂直壁水平限定的反应室，两个离心分离器和一个位于反应室后面的换热器罩，两个分离器是侧向的并且每个均有一个与所述的交换器罩的壁共同的垂直壁，并且所述的室的分隔壁与该反应室前壁垂直，所述交换器罩的分隔壁与所述室的这个分隔壁平行。
根据一个示范性的实施方式，反应器包括一个被垂直壁水平限定的反应室，n个配备有将每两个分离器与后面的热交换罩和一个位于反应室后面的换热器罩相连的烟道气出口管，n大于等于2，反应室各个垂直的侧壁可以与一组n/2个分离器的一个垂直侧壁共用，所述室的所述分隔壁与这个反应室的前壁平行，所述交换器罩的分隔壁与所述室的这个分隔壁平行。
在这个方案中，优选的，将每组所述的分离器与后面的换热器罩相连的两个烟道气出口管配备一个竖直并且平行的分隔壁。
正如前面所指出的，为了允许使用氧气和循环二氧化碳操作反应器，本发明进一步涉及一种可转化的循环流化床反应器，特征在于它包括下述几个转换步骤：
完全并密封地封闭所述的反应室垂直分隔壁，形成两个独立的分室，一个可称为燃烧分室，设计成以氧气为进料的燃烧室，另外一个可称为冷却分室，设计成冷却所述外部床的流化态气体，
完全并密封地封闭所述罩的垂直隔墙，以形成两个独立的分罩。
根据一个优选的实施方式，这个方法还包括下面几个转换步骤：
停止由相应的分离器或分离器组供给固体颗粒，或关闭与所述的冷却分室相连的外部床，
关闭这个或这些外部床与所述冷却分室之间的通道，
在室的每边，连接有所有的外部床的一系列固体颗粒进料通道，其中一个外部床(或床组)通过进料管与所述的燃烧分室相连，
给这些联接配备控制阀。
有利的，本方法包括沿着可能是与所述的外部床和所述的反应室共用的壁的长度方向至少部分放置在所述室的内部的安装虹吸管装置的步骤。
优选的，本方法包括下列转换步骤：
关闭所述的冷却分室内部的虹吸管装置的出口，
在顶板和/或在所述冷却分室内部的虹吸管装置的壁上形成开孔，
虹吸管装置的流化态以便确保在这个装置中的固体纵向传递。
本方法还包括关闭所述的冷却分室的所有的燃料和第二空气进料。
本发明也涉及到一种设计成按照上述方法进行转化的富氧混合物进料的循环流化床反应器。
附图说明
图1和图2是根据本发明的第一实施例的循环流化床反应器的透视图；
图3和图4是根据本发明的第一实施例的循环流化床反应器的透视图，带有一个反应室和一个交换器罩，其敞开以提供一内部视图；
图5A至5B是根据本发明第一实施例中循环流化床反应器上部的水平截面图；
图6是根据本发明第一实施例中循环流化床反应器的示例性局部透视简图；
图7A和7B是根据本发明第一实施例中循环流化床反应器的垂直和水平的截面图；
图8A和8B也是根据本发明第一实施例中循环流化床反应器的垂直和水平的截面图；
图9是根据本发明的第；实施例的循环流化床反应器的透视图；
图10是根据本发明第二实施例的循环流化床反应器上部的水平截面图；
图11A至11C是根据本发明第二实施例的循环流化床反应器上部的水平截面图；
图12是根据本发明第二实施例中循环流化床反应器底部的截面图；
具体实施方式
根据图1至图8所示的第一实施例，循环流化床反应器为专利文献WO03/038338中描述的类型，在此引入本申请。
反应器包括由垂直壁水平限定的反应室1，两个离心分离器2A和2B，和一个位于反应室后的称为热交换器罩3的热回收元件。该反应器包括将流化的气体引入反应室、以及用一个位于室1下的风箱4将颗粒的循环流化层保持在该室中的装置。它也包括将必须除尘的气体从室1中传递到分离器2A和2B中的装置、将从分离器中分离出的颗粒排放的装置、和将来自分离器中的无尘气体传递到交换器罩3的装置。该反应器也包括两个外部床5A和5B，每个床被设计用来接收经由固体颗粒进料通道离开每个分离器的颗粒，以及每个床都包括和反应室1共用的壁。
两个分离器2A和2B位于侧面，每个都有一个和交换器罩3侧壁共用的垂直壁。
根据本发明，设计成用空气进料的该循环流化床反应器是可转化为能够用富氧混合物进行有效运行的，且其转化操作最小化。
优选的，该富氧混合物包括70％的氧气和30％的二氧化碳。
为此目的，如图3至图5所示，反应室1包括一内部局部垂直隔墙10，将其分成两个连接在一起的分室1A和1B，每个都和一个分离器联接。交换器罩3包括一个内部局部垂直隔墙30，将其分成两个连接在一起的分罩3A和3B，每个和至少一个分离器联接。
反应室的隔墙10垂直于该室的前壁，交换器罩的隔墙30平行于该室的隔墙10。
通常这些隔墙10和30排列用来限定一个所述的分室1B和一个所述的分罩3B的、对应于反应室内富氧进料操作的截面，更有利的，所述的分室1A的截面为室1总截面的60％到65％，另一个分室1B的截面为35％到40％。
图中所示的隔墙10、30从顶板延伸到底部，并在反应室1或交换器罩3的底部留下一个自由通道。作为一个变形，它们也可以在室和/或罩的顶部留下一个自由通道，或者它们也可以包括有几个开口、或不沿它们高度分布的和或不沿它们的整个宽度放置的壁。(或者它们也可以包括有几个开口的壁，这些开口或者沿壁的高度分布或者沿壁的整个宽度放置。)
在罩3中，交换器可以与室1的前壁平行放置，以便它们以一个密封的方式通过罩的隔墙30，如图5A所示。一列收集器C必要的排放在罩3和蒸汽除尘装置(清洁器D)的侧边，蒸汽除尘装置(清洁器D)用来清洁两个分罩和交换器。
交换器也可以与室1的前壁平行放置，以便它们不通过罩的隔墙30，如图5B所示。两列收集器C1、C2是必要的，每个放置在罩3和蒸汽除尘装置(清洁器D)的一个侧边，蒸汽除尘装置(清洁器)D用来清洁两个分罩和交换器。
交换器可以与室1的前壁垂直放置，如图5C中所示。两列收集器C是必要的，放置在罩3和蒸汽除尘装置(清洁器D)的后面，蒸汽或次声除尘装置(清洁器)根据交换器之间的空隙用于清洁两个分罩和交换器。
在图6中可以清楚的看到，风箱4被与所述的反应室1的隔墙10在同一垂直平面上放置的壁40分成两个分箱4A和4B。
作为一个变形，它也可以满足在反应器转化中后来部分的预装配。
如图7A和7B中所示，虹吸管装置6沿着反应室1与外部床5A和5B共用的壁的长度方向布置在反应室1内。在未转化操作的情况下，也就是说，用空气运行的情况，它没有起到任何特别的功能，仅提供经由排列在反应室1整个宽度上的出口开口6A从外部床到反应室1的固体通道。然而，它也可以在用空气运行的反应器的装配过程中进行安装，以减少和简化反应器转化过程中的变化。
作为一个变形，该虹吸管装置6也可以在随后的反应器的转化过程中安装。
如图8A和8B所示，外部床5A和5B的腔室长度超大，以便有自由空间。正如下面将要示出的，事实上，蒸发和/或过热交换器将不得不加入到这些床中以转化成用氧气和循环二氧化碳进行操作。
进一步的，燃料进料管线是超尺寸的，用以允许转化后的燃料全部进入反应室1B。其同样应用于燃料传送装置，用以在转换后允许以总的注射流速率进入分室1B。
前面描述的燃烧反应器被设计为用燃烧空气运行。由于在此描述的大量改变，它可以转化为用氧气和循环二氧化碳运行。这种转化的总的原理是使用反应室的单一分室作为火室或燃烧室，使用与之相联接的分离器起到主要分离气体和固体的功能，在交换器罩的一个分罩中回收离开该分离器的气体，在两个外部床中回收离开该分离器的固体，联接所述两个外部床用于固体的并流，在连接在所述燃烧室的出口用于固体的传递，连接在其它称作冷却室的分室的出口用于传递到达那里的流化气体，优选为氮气。
为此目的，上述将循环流化床反应器转化为允许用氧气和二氧化碳操作的方法包括下面的转化步骤：
-反应室的垂直隔墙10完全密封以形成两个独立的分室，一个为1B，称为燃烧分室，其截面为室1截面的35～40％，设计为一个氧气和循环二氧化碳进料的燃烧室；另一个1A，称为冷却分室，设计为用于冷却外部床5A和5B的流化气体；
-封闭罩的垂直隔墙30完全密封以形成两个独立的分罩3A和3B；
-通过与连接到冷却分室3A的外部床5A对应的分离器2A关闭固体颗粒进料；该关闭可以通过关闭在空气运行下控制反应器的固体流控制阀来实行，或者通过拆除该阀并关闭对应的管线实行；
-关闭该外部床5A和冷却分室1A之间的通道；
-串连两个已有的外部床5A、5B的固体颗粒进料管道，从床5B到最初连接到燃烧分室1A的外部床5A；
-用一固体流控制阀实施该装配连接，例如，上述拆除的阀可用于此。阀安装在与燃烧分室1B有一公用壁的外部床5B的进料通道的尾部，以允许另一床5A进料通道的控制进料。
如果带有流化风箱6B的虹吸管装置6已经在转化前被安装在以空气运行的反应器上，则该虹吸管装置可以通过下列操作进行改进，以确保在外部床的出口处外部床的固体环流和流化态气体环流的分离，流化态气体优选氮气：
-关闭冷却分室1A中的虹吸管装置的出口开口6A，
-打开冷却分室1A中的所述虹吸管装置6的顶板和/或一侧壁上的进口开口；
-流态化虹吸管装置6以在该装置中以在从邻近冷却分室的床5B延伸到邻近燃烧分室的床5A的方向产生纵向的固体传递，该流态化可通过循环二氧化碳和/或蒸汽完成。
如果虹吸管装置没有在转化前安装在以空气运行的反应器上，则具有上述特征，即根据分室决定出口开口用于固体和出口开口用于气体的虹吸管装置和其流化风箱6B被安装在反应室内。
在风箱4没有装备有隔墙的方案中，安装有所述壁40。只有位于分室1B下的分箱4B被使用并使用氧气和/或循环二氧化碳使其流态化。
在位于冷却分室1A下的另一分箱4A的底部提供一台设备用于材料沉积物的间歇萃取。也可以在冷却分室1A的底部和靠近外部床流化态气体穿过的分离器2A出口处的虹吸管装置处提供这样的萃取设备。
转化方法也包括关闭所有的燃料和冷却分室1A的第二燃烧空气进料，无论这些进料是位于燃烧反应室内还是位于虹吸管装置内。燃烧分室1B的第二燃烧空气进料配备有富氧混合物注射棒。
附加的蒸发和/或过热交换剂，大约10～20％，位于外部床5A、5B的自由空间内。在转化后以富氧混合物运行的过程中，这些交换剂取代不再使用的冷却分室1A的内部换热器区域。这些交换剂能排入防护屏回路以避免循环泵的需要。
交换器罩3的下游，初始的烟道气回路用于处理从外部床排出的气体。增加一个单独的回路用于处理包含二氧化碳、蒸汽和来自富氧燃料燃烧回路的烟道气。该增加的回路包括用于压缩输送前二氧化碳处理序列的管、气-气换热器、过滤设备、送风机和冷凝器。
根据图9至图12所示的第二实施例，循环流化床反应器为专利文献WO2004/036118中描述的类型，在此引入本申请。
根据该现有文献，使用模块系统，反应器可以包括由垂直壁水平限定的反应室，n个含有烟道气出口管的离心分离器，所述出口管将每对分离器连接到一个背面的换热器罩和一个置于室后的交换器罩，有每个垂直壁或侧壁的反应室可以与一套n/2个分离器共用同一垂直壁和侧壁。
在该方案特别描述的实施例中n＝4，然而，本发明可应用到n大于等于2的一般的方案中。
该模块反应器包括由垂直壁水平限定的反应室1，根据其尺寸也包括2-6个分离器，这儿描述的例子具有4个离心分离器2A-2D，和一个位于反应室后称为交换器罩3的热回收元件。该反应器包括将流化态气体引入反应室以及在该室中保持颗粒的循环流化层的装置。它也包括将必须除尘的气体从室1中传递到分离器2中的装置，将从分离器2中分离出的颗粒排放的装置，和传送来自位于交换器罩3中的分离器2的无尘气体的装置。该反应器也可以包括2-6个床，该实施例中含有4个外部床5A-5D，每个床被设计用来接收经由固体颗粒进料通道离开每个分离器的颗粒，以及每个床都可能包括和反应室1共用的壁。
反应室1的每个垂直壁或侧壁可能与一对分离器共用同一垂直壁和侧壁。
根据本发明，设计成用空气进料的该循环流化床反应器是可转化为能够用富氧混合物进行有效运行的，且其转化操作最小化。
优选的，该富氧混合物包括70％的氧气和30％的循环二氧化碳。
为此目的，如图10和图11所示，反应室1包括至少一个内部局部垂直隔墙10，形成两个彼此连接的分室1A和1B，每个都和一个侧分离器联接。交换器罩3包括一个内部局部垂直隔墙30，形成两个彼此连接的分罩3A和3B，每个都和分离器联接。
反应室的隔墙10平行于该室的前壁S1，交换器罩的隔墙30平行于该室的隔墙10。
通常这些隔墙10和30排列用来限定一个所述的分室1B和一个所述的分罩3B的、相应于与反应室内富氧进料操作的截面。
更有利的，所述的一个分室1A的截面为室1总截面的60％到65％，另一个分室1B的截面为35％到40％。更有利的，所述的一个分罩3A的截面为交换器罩总截面的60％到65％，另一个分罩3B的截面为35％到40％。
图中所示的隔墙10、30从顶板延伸到底部，并在反应室1或交换器罩3的底部留下一个自由通道。作为一个变化，它们也可以在室和/或罩的顶部留下一个自由通道，或者它们也可以包括具有一些沿或不沿它们高度分布和沿不沿它们的整个宽度放置的开口的壁。
如图1A所示，在罩3中，交换器与室1的前壁S1垂直排布，并以一个密封的方式通过罩的隔墙30。一列收集器C是非常必要的，并且可以排放在罩3的前边或后面。
如图11B所示，交换器也可以与室1的前壁垂直排布，但并不以密封的方式通过罩的隔墙30。两列收集器C1和C2必要的排放在罩3的前边或后面。
如图11C所示，交换器可以与室1的前壁S1平行放置，以便它们不通过罩的隔墙30。两列收集器C1、C2是必要的，每个放置在罩3的一个侧边。
根据该实施例，反应室下部可以为由内壁形成的颠倒的V字形类型，它包括两个流态化的炉床和两个平行的风箱4’和4”，如图9中清楚可见。
每个风箱被与所述的反应室1的隔墙10在同一垂直平面上放置的壁分成两个分箱。
作为一个变化，它也可以满足在反应器转化中后来分段的预装配。
如图12中所示，两个侧面的虹吸管装置6’和6”沿着靠近床的壁或者与反应室1侧面的外部床5A-5D共用的壁的长度方向完全或部分的排列在反应室1内，在未转化操作的情况下，也就是说，用空气运行的情况，它没有起到任何特别的功能，仅提供经由排列在反应室1完全长度上的出口开口从外部床到反应室1的固体通道。它们可以在反应器的装配过程中进行安装，以减少和简化反应器转化过程中所需要的改变。
作为一个变化，该虹吸管装置6也可以在随后的反应器的转化过程中安装。
外部床5A到5D的腔室长度超大，以便有自由空间。如下所示，事实上，蒸发和/或超热交换剂将不得不加入到这些床中以允许转化成用氧气和循环二氧化碳进行操作。
如图10所示，将每一对分离器2A、2B和2C、2D连接到背部交换器罩的两个上部的烟道气出口管装配有垂直的局部隔墙7、8，它们的后边与交换器罩3的隔墙30在同一平面。
进一步的，燃料进料管线是超大的，以允许转化后进入反应室1B的一个燃料完全通道。其同样应用于燃料传送装置，以允许转换后进入分室1B的一个总的注射流速率。
前面描述的反应器被设计为用空气运行。由于在此描述的大量变化，它可以转化为用富氧混合物运行。这种转化的总的规则是使用反应室的一单个的分室作为火室或燃烧室，使用与之相联接的两个分离器起到主要分离气体和固体的功能，在交换器罩的一个分罩中回收离开这些分离器的气体，在两个相应的外部床中回收离开这些分离器的固体，所述两个外部床与其它外部床相连以便固体平行的横向穿过每个相邻的外部床，并和所述燃烧室的出口连接用于固体的传递，并与另一个称作冷却分室的分室的出口连接，用于传递流化气体，其中流化气体优选为为氮气。
为此目的，上述将循环流化床反应器转化为允许用氧气和循环二氧化碳操作的方法包括下面的转化步骤：
-反应室的垂直隔墙10完全密封以形成两个独立的分室，一个1B，称为燃烧分室，其截面为35～40％，设计为一个氧气和循环二氧化碳进料的燃烧室；另一个1A，称为冷却分室，设计为用于冷却外部床5A、5B、5C和5D的流化气体；
-封闭罩的垂直隔墙30完全密封以形成两个独立的分罩3A和3B；
-通过与连接到冷却分室1A的两个外部床5A和5C对应的两个分离器2A和2C关闭固体颗粒进料；该关闭可以通过关闭用于控制反应器以空气运行的阀来实行，或者通过拆除该阀并关闭对应的管线实行；
-关闭两个外部床5A和5C以及冷却分室1A之间的通道；
-在室的每一侧，串连所有已有的外部床的固体颗粒进料通道道，从外部床连接到燃烧分室1B；阀，例如上述拆除的，可安装在与燃烧分室1B有一公用壁的每个外部床的进料管道的出口，以允许一对床中另一床的控制进料，两个相邻的床从而被固体平行的横向穿过；
-用一固体流控制阀实施该装配连接。
如果两个虹吸管装置6’和6”已经在转化前安装在反应器上，则这些虹吸管装置可以通过下列操作进行改造，以确保在外部床的出口处，外部床的固体环流和流化态气体环流的分离，流化态气体优选氮气：
-关闭冷却分室1A中的每个虹吸管装置6’和6”的出口开口，
-打开冷却分室1A中的每个虹吸管装置6’和6”的顶板和/或一壁上的进口开口；
-流态化虹吸管装置6’和6”以在这些装置中以从邻近冷却分室的床5A、5C到邻近燃烧分室的床5B、5D的方向，产生纵向的固体传递，该流态化可通过循环二氧化碳和/或蒸汽完成。
如果虹吸管装置没有在转化前安装在以空气运行的反应器上，则拥有上述根据分室决定出口开口用于固体和出口开口用于气体的特性的虹吸管装置和其风箱被安装在反应室内。
如果两个风箱4’和4”没有装备隔墙，则安装该墙。只有两个位于燃烧分室1B下的分箱被使用并用氧气和循环二氧化碳使其流态化。
旋流分离器内的烟道气管的隔墙7、8在它们的尾部0处关闭，以便供应分罩3B的副线内保持部分离开后部旋流分离器2B、2D的烟道气。
在冷却分室1A的底部和位于冷却分室1A下的另一分箱中可以提供一台设备用于沉积物的间歇萃取。也可以在靠近外部床流化态气体横向穿过的分离器2A和2C出口处的虹吸管装置处提供这样的萃取设备。
转化方法也包括关闭所有的燃料和冷却分室1A的第二燃烧空气进料，无论这些进料是位于燃烧反应室内还是位于虹吸管装置内。燃烧分室1B的第二燃烧空气进料配备有富氧混合物注射棒。
附加的蒸发和/或过热交换剂，大约10～20％，安装在外部床5A、5B、5C、5D的自由空间内。在转化后和以富氧混合物运行的过程中，这些交换剂取代不再使用的冷却分室1A的内部换热器区域。这些交换剂能排入防护屏回路以避免循环泵的需要。
交换器罩3的下游，初始的烟道气回路用于处理从外部床排出的气体。加入一个单独的回路用于处理包含二氧化碳、蒸汽和来自富氧燃料燃烧回路的烟道气。该加入的回路包括用于压缩输送前二氧化碳处理序列的管、气-气换热器、过滤设备、送风机和冷凝器。

Claims (15)

1、一种设计成空气进料并可转化成富氧混合物操作的循环流化床反应器，包括一个被垂直壁水平限定的反应室(1)，至少两个离心分离器(2A、2B)和一个被称做热交换器罩(3)的热回收元件，该反应器也包括用至少一个位于反应室下的风箱(4)将流态化气体引入反应室、并在所述室中保持颗粒的循环流化层的装置，将必须除尘的气体从室中传递到分离器中的装置，将从分离器中分离出的颗粒排放的装置，和将来自分离器中的无尘气体传递到交换器罩的装置，其特征在于：
-所述反应室包括至少一个内部局部垂直隔墙(10)，形成两个相互连接的分室(1A、1B)，每个和至少一个分离器相连，
-所述交换器罩(3)包括一个内部局部垂直隔墙(30)，形成两个彼此连接的分罩(3A、3B)，每个和至少一个分离器连接，
这些隔墙排列以形成一个通道，使烟道气流入与反应室内氧气进料操作时相对应的一个所述的分室和一个所述的分罩。
2、如权利要求1所述的反应器，其特征在于：一个所述的分室的截面积是整个所述室的截面积的60％到65％，另一个分室的截面积是35％到40％，所述富氧混合物包括70％的氧气和30％的循环二氧化碳。
3、如前面任一项权利要求所述的反应器，其特征在于：所述的风箱(4)被一个与所述的反应室隔墙(10)位于同一平面的壁(40)分成两个分箱(4A、4B)。
4、如前面任一项权利要求所述的反应器，还包括至少两个外部床(5A、5B)，每个用来接收经由固体颗粒进料通道后离开分离器的颗粒，并且每个外部床包括一个可以与所述的反应室(1)共用的壁，其特征在于虹吸管装置(6)沿着所述的可以与所述的外部床和所述的反应室共用的壁的长度方向至少部分布置在所述室的内侧。
5、如前面权利要求所述的反应器，其特征在于所述外部床(5A、5B)的腔室是超尺寸的，以便有自由的空间增加10％到20％的换热器面积。
6、如前面任一项权利要求所述的反应器，其特征在于燃料进料管线是超尺寸的。
7、如前面任一项权利要求所述的反应器，包括一个被垂直壁水平限定的反应室，两个离心分离器和一个位于室后面的热交换器罩，所述两个分离器位于侧面并且每个均有一个与所述热交换器罩的侧壁共用的垂直壁，其特征在于所述的室(1)的隔墙(10)与该室的前壁垂直，并且所述交换器罩(3)的隔墙(30)与所述室的隔墙(10)是平行的。
8、如权利要求1至6任一项权利要求所述的反应器，包括一个被垂直壁水平限定的反应室，n个配备有可将每对分离器与一个后面的交换器罩和一个位于室后面的交换器罩相连的烟道气出口管的离心分离器，n大于等于2，反应室各个垂直的侧壁可以与一组n/2个分离器的垂直侧壁是共用的，其特征在于所述的室(1)的隔墙(10)与这个室的前壁平行，所述交换器罩(3)的隔墙(30)与所述室的这个隔墙平行。
9、如权利要求8所述的反应器，其特征在于将每组所述的分离器与后面的交换器罩(3)相连的两个烟道气出口管配备一个竖直的并且平行的隔墙(7、8)。
10、一种用于转化如前面任一项权利要求所述的循环流化床反应器以使其用氧气和循环二氧化碳操作的方法，其特征在于包括下述转化步骤：
-完全并密封地封闭所述的反应室的垂直隔墙(10)，形成两个独立的分室，一个称为燃烧分室(1B)，设计成以氧气为进料的燃烧室，另外一个称为冷却分室(1A)，设计成冷却所述外部床的流化态气体，
-完全并密封地封闭所述罩(3)的垂直隔墙(30)，以形成两个独立的分罩。
11、如前面权利要求所述的方法，结合权利要求4至9中的任一项，其特征在于它还包括下述转换步骤：
-停止由通过关闭分离器或分离器组(2A、2C)供给固体颗粒，或关闭与所述的冷却分室(1A)相连的外部床(5A、5C)，
-关闭这个或这些外部床与所述冷却分室之间的通道，
-在室的每侧，串连全部已有的外部床的固体颗粒进料通道，从外部床的其中一个的进料管连接到所述燃料分室(1B)，
-给这些连接配备控制阀。
12、如前面权利要求所述的方法，其特征在于：当权利要求4所述的反应器没有预先装配时，它包括沿着可以是与所述的外部床和所述的反应室共用的壁的长度方向至少部分放置在所述室(1)内部的虹吸管装置(6)的安装的步骤。
13、如前面权利要求所述的方法，其特征在于它包括下列转换步骤：
-关闭所述的冷却分室(1A)内部的虹吸管装置的出口，
-在顶板和/或在所述冷却分室(1A)内部的虹吸管装置的壁上形成开孔，
-流化虹吸管装置以便确保在该装置中的固体纵向传递。
14、如权利要求10至13任一项所述的方法，其特征在于：它包括关闭所述冷却分室(1A)的所有的燃料和第二空气进料。
15、一种通过权利要求10至14任一项权利要求所述的方法进行转化的富氧混合物进料的循环流化床反应器。
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