专利名称:炉灰分选器的制作方法
本发明涉及一种用于和流化床反应器配合的炉灰分选器。
流化床反应器是熟知的生热装置，形式多样，可进行干燥，焙烤，煅烧，焚化等操作，以及化学，冶金和其他材料加工领域中之固体的气体热处理。还用于产生热气体，包括蒸汽，用以驱动发电设备，或用作加工用热，取暖，或作其他用途。
流化床反应器通常有一个容器，容器有一个基本水平的空气分配器或限流板，在反应室中支承一层颗粒固体，并将反应室和空气分配器下面的风箱隔开。将助燃空气送入风箱，使足够量的空气从空气分配器中通过，取得的气流速度，可使固体层膨胀或流态化，将颗粒固体层在流动气流中悬浮，使每一颗粒进行连续的不规则运动。流化床的外观和性质都与沸腾液体相似。在流化床中进行燃烧反应有重要优点，包括取得基本均匀的床温，燃烧温度相对低，传热速度高。
煤之类固体燃料的燃烧，涉及将燃料的有机成分气化，遗留固体灰粒残渣。随常细的灰粒由反应器中流动的气体淘析，随废气排出烟道。尺寸较大灰粒的大部分，成为流化层的一部分，保持热量，和新燃料颗粒接触，将其点燃从而改善流化床的运转。流化床里的高温和灰粒的连续运动，使灰粒间由于高温在软化状态下产生无数次的碰撞。在这状态下，迅速形成炉灰聚团，这些聚团尺寸增大，以致不能流态化，降落到流化床的底部，停留在空气分配板上。大灰粒和大灰粒团在空气分配板上积累，最后使流化床不流态化，并适成随后的停机，以清除非流态化炉灰的积累。
对这问题的认识已有不少时间，已有各种方案和器件被提出，纠正这种状况。本发明的目的是提出一种简单而有效的装置，从流化床中清除过多的粗灰粒，和尺寸过大的灰粒团，而同时将清出的细粉退回床中，保持床中的流化状态。
本发明的炉灰分选系统，有一个在流化床反应器外面的容器，用于分选包括灰团的粗颗粒，和气流中的细灰粒，将粗颗粒和灰团集聚并处置，而将细灰粒和助燃空气送回流化床。
炉灰分选系统有一个炉灰容器，用导管系统和流化床反应器连接。安排有一根倾斜导管，靠重力送料方式，将床料从流化床底部上移走。倾斜导管和一个垂直分选导管连接，使送料进入垂直管。垂直管通过炉灰容器的顶部向下伸展，终止于顶壁下方，而在炉灰容器底壁的上方。垂直管还向上，伸到和倾斜导管接头的上方，高度达到流化床反应器中的流化床的高度以上。垂直管在其最高点处终止于一个肘管或弯管，有一个向下倾斜的导管，穿过流化床反应器壁，和肘管连接。向下倾斜的导管，和流化床反应器壁上的一个回流孔连接，回流孔的高度刚超过反应器中膨胀流化床的高度。
炉灰容器设有一个围绕容器内垂直管的风箱。空气分配板和炉灰容器的顶部有距离，形成一个风箱。因此风箱由炉灰容器的顶，空气分配板，和炉灰容器的侧壁构成。空气导管穿过炉灰容器壁和风箱接通。在空气分配板下面的炉灰容器容积，构成一个炉灰收集室。炉灰容器底部，有倒置截头圆锥的构形，其最低点与其中有阀装置的垂直下行导管连接。
空气分配板的位置，和在其中通过的气流的方向，及炉灰收集室中的气流方向，使空气分配板中的空气通道被积累固体堵塞的可能性达到最低。
附图是与本发明的炉灰分选器连接的流化床反应器的局部剖视简图。
在附图中所示为是与本发明的炉灰分选系统40连接的一个流化床反应器10。流化床10有一个顶壁12，侧壁14和底壁16。底壁16通过风箱壁14a和侧壁14连接。在流化床反应器10的下部中，放置一个空气分配板18，将空气分配板上方的燃烧室28，和空气配板下方的风箱22隔开。流化床材料26，放在燃烧室28内、空气分配板18的上方。鼓风机34通过导管32和风箱22连接。排气导管36和燃烧室28顶部连接，又与外部的烟道连接(未示)。
炉灰分选系统有一个炉灰容器50，其位置低于流化床反应器10的高度，还有导管组，将流化床反应器和炉灰容器连接。炉灰容器有一个顶壁56、一个侧壁58和底壁62。一个向下倾斜的导管42，将流化床反应器10的下部，高度刚超过空气分配板18的地方，和垂直放置的分选主管46连接。一个阀44放在导管42内，控制从导管中通过的材料流。垂直分选立管46向下伸，从炉灰容器50的顶壁56中通过，在炉灰容器50内，终止于顶壁56和底壁62之间的一个位置上。底壁62可以有倒立圆锥体构形，在其最低点开口，连接从底部垂直下伸的清理导管64。通过导管64的材料流由管中的阀68控制。在炉灰容器50中放置一个多孔空气分配板72，位于炉灰容器顶56和垂直分选立管46端部48之间。空气分配板72和炉灰容器的壁58接触，从而将容器内部分为两个隔室;即在板72上面围绕导管46的风箱74，和板72下方的收集室57。风箱通过导管76和鼓风机78连接。
垂直分选管46向上伸，经过和导管42的接头46a，到达一个比流化床反应器10中流化层材料高度高很多的位置。在分选导管46的上端上，导管有一个弯管52，转折可达135°左右，从而将一个连接弯管52和流化床反应器10侧壁14上的回流化54a的回流管54向下倾斜。
运转时，在流化床反应器10的燃烧室28内，有一堆颗粒材料26，支承在空气分配板18上。空气用鼓风机34，通过导管32，向空气分配板18下方的风箱22供给。来自风箱22的空气，通过空气分配板18上的孔，进入流化床材料26，使其膨胀，使之在燃烧室28中达到相当大的高度。膨胀的流化床材料26不可能有明确的上表面，在整个燃烧室28中可能有密度低的非常细的颗粒，这些最细颗粒的一部分，通过排出导管36离开燃烧室28。流化床材料26的温度很高，通过空气分配18引入的空气，作燃烧室28中的助燃空气，流化床中燃料燃烧时，产生额外的燃烧气体。燃料的不燃烧炉灰成分，一般成为留在流化床中的离散灰粒，从而起热颗粒的有用作用接触进炉燃料颗粒并将其点燃，并且，有助于保持流化床的流化状态。然而，细灰粒由于在流化床中的连续运动而互相接触，并且因为达到白热，便产生某种程度软化细粒的聚团。这些颗粒增大时较不易流态化，倾向于降到流化床的较一下层，停留在空气分配板18上。当这些粗炉灰颗粒在空气分配板18的上面或其附近积累时，便可能发生流化床的不流态化，便要作成本高昂的停机，进行保养作业。
炉灰分选系统40可以从流化床26上，清除一部分混合尺寸的炉灰，将从粗粒部分中取出的细粉分离，而将粗粒部分清除并清理，同时将细粉部分送回流化床内，保持其流态化。因此，一部分流化床材料通过向下倾斜的导管42连续或有间歇地清除。粗细料都沿斜导管42向下移动，阀24控制其量。在导管42及46的接头46a处，床料进入垂直分选导管46，并倾向于垂直向下而落入炉灰容器50中。
鼓风机78通过导管76，将空气引入炉灰容器风箱74中。空气通过风箱74，并通过空气分配板72的孔眼。空气进入炉灰收集室57，垂直向下移动。这气流离开收集室的唯一出路是垂直分选导管46。因此，空气在导管46的端部48处回转，旋转180度垂直上流，进入导管46。于是垂直分选管46中的气流，与流化床反应器的粒团和细粒粉的流向相反。
垂直导管46中的气流速度，可以减低垂直分选导管46中的粗灰粒和灰粒团的下行速度，而不能将下行阻断。粗灰粒和粒团通过向上流动的空气的逆流，进入收集室57。但是导管46中空气的速度，足以将炉灰中的细粉部分淘析，从而将其带在气流中而向上移动。在导管46和导管44的接头处，空气和夹带的细粉选择阻力最小的途径，继续垂直向上。空气利细粉流达到垂直导管46顶部的弯管52，向下转入回流导管54。再由导管54通过回流孔54a，向流化床反应器10的燃烧隔室28排出。于是将细粉重新引入流化床26，而夹带的空气用作燃烧隔室28中的补充助燃空气。
粗炉灰粒团向下落入收集室57，停止在炉灰容器58的底部62上和排出导管64中。阀68不时地开放，以便清除掉一部分粗粒团。
在典型运转中，将平均直直在3/4英寸以下的煤块放进流化床燃烧。在反应器中形成，并从流化床上取出的灰粒和聚团，尺寸包括极细的粒以至直径在一英寸以上的颗粒和聚团。一般希望将平均直径约小于0.25英寸的灰粒退回流化床反应器。进入炉灰容器风箱的气流径过调节，使垂直分选导管中空气的速度，达到完成理想分选的需要。
在这里应注意的是空气分配板72的位置靠近炉灰容器50的顶部，提供了作用非常大的优点，板孔几乎不会被床料堵塞。首先，一般没有固体与板接触，其次，通过板孔向下的气流阻止颗粒与板接近，并可迅速将可能已经接近或可能在空气分配板72上停留的游离颗粒清除。
虽然对本发明已结合理想实施方案作叙述，应理解到还可作修改和变化，而不脱离本发明的精神和范围，凡本技术领域：
中擅长者都易于理解。这类修改和变化，都被认为属于本发明和文后权利要求
的权限和范围内。
权利要求
1.一种用于流化床反应器的炉灰分选器，其特征为有一个第一下斜导管，在重力流动的条件下从该反应器接受流化床材料流；一个基本垂直的第二分选导管，和该第一导管连接，接受流流化床材料；一个炉灰容器有一个顶壁一个底壁，该第二导管穿过该顶壁伸入该炉灰容器，该第二导管穿过该顶壁伸入该炉灰容器，该第二导管在该顶壁下方终止，终点在远离该炉灰容器底壁的上方；一个多孔空气分配板在该炉灰器内，位于该容器的该顶壁和该第二导管端之间；该顶壁和该空气分配板之间的区域，构成一个风箱；该第二导管在与该第一导管连接处垂直向上伸展，到达该流化床反应器里的床料高度上方的一个地方，该第二导管在最高点上有一个弯管，从而该第二导管从该最高点向下倾斜，和流化床反应器上的一个孔连接，使细粉流和空气回流入流化床反应器的燃烧室。
2.如权利要求
1中之炉灰分选器，其特征为在该第一导管中设有装置，控制来自该反应器的床料流。
3.如权利要求
2中之炉灰分选器，其特征为在该风箱和该底壁之间的区域，构成一个炉灰收集室，设有导管装置，从该室排出积累的炉灰。
4.如权利要求
3中之炉灰分选器，其特征为在风箱和该底壁之间的区域，构成一个炉灰收集室，设有导管装置，从该室排出积累的炉灰。
5.如权利要求
4中之炉灰分选器，其特征为在该导管装置中设一个阀，控制来自该室的炉灰流。
6.一种灰分选系统，其特征为有一个具有顶壁，底壁和侧壁的炉灰容器，一个基本垂直的导管穿过该顶壁，在该炉灰容器中终止于该底壁的上方，这导管可接受炉灰颗粒和炉灰聚团的重力流，一个基本水平的多孔空气分配板，位于该顶壁和该垂直导管端部之间，和该垂直导管有围绕关系，并和该侧壁接触，该顶壁和该分配板之间的区域构成一个风箱，该风箱和该底壁之间的区域，构成炉灰收集室，有装置将空气流引入该风箱，从而空气从风箱向下通过该多孔分配板流动，进入该炉灰收集室，然后但上转，进入该垂直导管，逆灰粒和灰粒聚团流动方向前进。
7.如权利要求
6中之炉灰分选系统，其特征为设一导管，从炉灰收集室通过该底壁，排出炉灰。
8.如权利要求
7中之炉灰分选器，其特征为该导管装置中有一个阀，控制收回炉灰的速度。
专利摘要
一种装置，用于从工作流化床反应器10，收回一个有相对静态的床料26流，利用重力，将其通过导管42、46送进一个外部的分选室57，有一个向下的空气流被引入该分选室。将空气流在分选器中逆转，向上逆床料流的方向移动，空气的速度使粗床料可通过气流下落，在分选室中集聚，而细粉被向上的空气流夹带，将空气和细粉都引入流化床反应器。
文档编号B01J8/00GK87106550SQ87106550
公开日1988年5月4日 申请日期1987年9月22日
发明者弗雷德里克·亨利·福格特, 斯坦利·安东尼·邦尼, 约翰·保罗·达西埃诺 申请人:多尔-奥利费公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan