一种多级流化床集成装置的制作方法

本实用新型属于化工装备器械技术领域，尤其涉及一种多级流化床集成装置。

背景技术：

中国发明专利CN103242907A公开了一种高压多级流化床反应器，包括分别具有气化室的多个容器本体，每个气化室均具有进气口、进料口、出气口和出料口；位于最下游的末级气化室还设有与流化气源相连的流化气进口；相邻两个气化室中，位于上游的气化室的进气口与位于下游的气化室的出气口通过位于容器本体外面的输气管相连，位于上游的气化室的出料口与位于下游的气化室的进料口通过位于容器本体外面的输料管相连，位于最上游的首级气化室的进料口通过高压油煤浆泵或高压煤粉泵与原料煤源相连，末级气化室的进气口与气化剂源相连。该发明的高压多级流化床反应器结构简单、容易维护、容大型化、操作压力高、流化床流化效果好且气化效率高的高压多级流化床反应器。但其使用过程中能量回收率低、也不能够自主调节流化床本体内的气体氛围以满足不同的生产需求。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种多级流化床集成装置，包括均具有排气口、进气口、进料口和出料口的至少三个流化床和分别与所述至少三个流化床连通的至少三个燃烧室。所述多级流化床集成装置还包括至少一个气体混合室和第一旋风分离器。其中，所述气体混合室按照第一级流化床和第二级燃烧室产生的气体混合后进入第二级流化床的方式与第一级流化床、所述第二级燃烧室和所述第二级流化床彼此连通。所述第一旋风分离器的至少两个端口按照将分离的固体产物传输进入第三级流化床的方式分别与第二级流化床的排气口和第三级流化床的进料口连通。

根据一种优选的实施方式，所述多级流化床集成装置还包括废渣收集处理装置和第二旋风分离器。其中，所述第二旋风分离器的至少两个端口按照将分离的固体产物传输进入所述废渣收集处理装置的方式分别与第三级流化床的排气口和废渣收集处理装置的渣料入口的连通。所述废渣收集处理装置的渣料入口还与第三级流化床的出料口连通。

根据一种优选的实施方式，第一级流化床的出料口与第二级流化床的进料口连通，其中，第二级流化床的出料口通过安装密封盘进行封口。

根据一种优选的实施方式，所述多级流化床集成装置还包括预热器，其中，所述预热器与第一级流化床的进料口连通。

根据一种优选的实施方式，所述多级流化床集成装置还包括至少两个换热器。其中，所述第一旋风分离器经第一换热器与所述第二级流化床连通。所述第二旋风分离器经第二热交换器与所述第三级流化床连通。

根据一种优选的实施方式，所述多级流化床集成装置还包括气体收集处理装置。其中，所述气体收集处理装置与所述第一旋风分离器和所述第二旋风分离器均连通。

根据一种优选的实施方式，所述第一级流化床、所述第二级流化床和所述第三级流化床还分别具有将流化气体限定为具有彼此不同的进气速度的第一气体分布器、第二气体分布器和第三气体分布器。

根据一种优选的实施方式，所述多级流化床集成装置还包括与所述至少三个燃烧室均连通的燃料气体供应室和助燃气体供应室。

根据一种优选的实施方式，所述燃料气体供应室内置有储存有天然气的天然气储存器、储存有焦炉气的焦炉气储存器和储存有炼厂气的炼厂气储存器中的至少一种。

根据一种优选的实施方式，所述助燃气体供应室内置有储存有纯氧气的氧气储存器和储存有富氧空气的富氧气储存器中的至少一种。

本实用新型的有益技术效果：

(1)上级流化床中的气体在进入下级流化床之前，与燃烧室中的气体混合，随后一同进入下级流化床，实现了进入流化床内的气氛可调节的技术效果，从而可以依据不同的生产条件，匹配不同的气氛组成。

(2)通过多处换热设备设计，充分回收利用热量，大大降低能耗。

(3)以天然气、煤气、焦炉气、炼厂气等气体为能量来源，代替现有以电能为热量来源的工艺，降低生产成本和能耗。

附图说明

图1是本实用新型多级流化床集成装置的连接关系示意图；和

图2是本实用新型优选的第二级流化床结构示意图。

附图标记列表

1：排气口 2：进气口 3：进料口

4：出料口 5：第一级流化床 6：第二级流化床

7：第三级流化床 8：气体混合室 9：第一级燃烧室

10：第二级燃烧室 11：第三级燃烧室 12：第一旋风分离器

13：废渣收集处理装置 14：第二旋风分离器 15：密封盘

16：预热器 17：第一换热器 18：第二换热器

19：气体收集处理装置 20：第一气体分布器 21：第二气体分布器

22：第三气体分布器 23：燃料气体供应室 24：助燃气体供应室

25：天然气储存器 26：焦炉气储存器 27：炼厂气储存器

28：氧气储存器 29：富氧气储存器

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1和图2所示，多级流化床集成装置包括均具有排气口1、进气口2、进料口3和出料口4的至少三个流化床和分别与至少三个流化床连通的至少三个燃烧室。优选地，第一级燃烧室9与第一级流化床5连通，为第一级流化床5提供流化气体。第二级燃烧室10与第二级流化床6连通，为第二级流化床6提供流化气体。第三级燃烧室11与第三级流化床7连通，为第三级流化床7提供流化气体。

优选地，多级流化床集成装置还包括用于分离气固混合物的第一旋风分离器12和至少一个气体混合室8。其中，气体混合室8按照将第一级流化床5和第二级燃烧室10产生的气体混合后一同进入第二级流化床6的方式与第一级流化床5、第二级燃烧室10和第二级流化床6彼此连通。优选地，气体混合室具有两个进气端口和一个出气端口，两个进气端口分别通过导管与第一级流化床5的出气口和第二级燃烧室10的出气端口连接，气体混合室的出气端口与第二级流化床6的进气端口连接，从而能够实现将第一级流化床5产生的气体与第二级燃烧室产生的气体混合以调整气体组分后进入第二级流化床6。

如图1所示，第一旋风分离器12的至少两个端口按照将分离的固体产物传输进入第三级流化床7的方式分别与第二级流化床的排气口1和第三级流化床的进料口3连通。优选地，多级流化床集成装置还包括废渣收集处理装置13和第二旋风分离器14。其中，第二旋风分离器14的至少两个端口按照将分离的固体产物传输进入废渣收集处理装置13的方式分别与第三级流化床的排气口1和废渣收集处理装置的渣料入口连通。废渣收集处理装置13的渣料入口还与第三级流化床的出料口4连通。

如图1所示，多级流化床集成装置还包括气体收集处理装置19。其中，气体收集处理装置19与第一旋风分离器12和第二旋风分离器14均连通。优选地，第一旋风分离器12和第二旋风分离器14均具有进气端口、固体出料端口和出气端口。其中，进气端口与流化床的进气口连接以接收从流化床中产生的气固混合物，固体出料端口用于与下一级流化床的进料口或废渣收集处理装置的渣料入口连接以将分离的固体产物送入下级设备中，出气端口与气体收集处理装置19的进气端口连接，以将分离后的气体产物传输至气体收集处理装置19中。

如图1所示，第一级流化床的出料口4与第二级流化床的进料口3连通以将第一级流化床的固体产物传输进入第二级流化床进行下一级处理。其中，第二级流化床的出料口4通过安装密封盘15进行封口，此时，第二级流化床中固体产物通过第二级流化床的流化载气夹带后以气固混合物的形式进入旋风分离器，经旋风分离器分离后传输进入下一级设备中。

如图1所示，多级流化床集成装置还包括预热器16。其中，预热器16与第一级流化床的进料口3连通，优选地，进入第一级流化床的固体物料经预热器16预热至指定温度后进入第一级流化床。优选地，多级流化床集成装置还包括至少两个换热器，其中，第一旋风分离器12经第一换热器17与第二级流化床6连通，第二旋风分离器14经第二换热器18与第三级流化床7连通。流化床产生的气固混合产物从其排气口排出进入下级设备时具有很高的温度，在进入例如是旋风分离器、流化床等下级设备前，通过换热器进行适当降温以回收利用热量，能够达到降低能耗的目的。

如图2所示，第一级流化床5、第二级流化床6和第三级流化床7还分别具有将流化气体限定为具有彼此不同的进气速度的第一气体分布器20、第二气体分布器21和第三气体分布器22。

如图2所示，多级流化床集成装置还包括与至少三个燃烧室均连通的燃料气体供应室23和助燃气体供应室24。优选地，燃料气体供应室23内置有储存有天然气的天然气储存器25、储存有焦炉气的焦炉气储存器26和储存有炼厂气的炼厂气储存器27中的至少一种。助燃气体供应室24内置有储存有纯氧气的氧气储存器28和储存有富氧空气的富氧气储存器29中的至少一种。燃料室用于将燃料气在助燃气体的助燃作用下进行充分燃烧以将燃烧后的气体中的氧化性气体控制在一定范围内。优选地，气体储存器可以是储气钢瓶。

为了便于理解，对多级流化床集成装置中的气态物质和固态物质的转移路径进行论述。

燃料气与助燃气体首先进入第一级燃烧室9中进行燃烧，燃烧产生的气体随后进入第一级流化床5中。固体物料经预热器16预热后进入第一级流化床5中，并在燃烧室产生的流化气体的带动下进行流化，在达到反应温度后进行反应。

燃料气与助燃气体再次进入第二级燃烧室10中进行燃烧，燃烧产生的气体与第一级流化床5的气态产物混合后进入第二级流化床6中。第一级流化床5中反应后生成的固态产物通过出料口4排出后进入第二级流化床6，并在燃烧室产生的流化气体的带动下进行流化，在达到反应温度后进行反应，反应后的固态产物由于体积微小而被反应后产生的气态产物夹带形成气固混合产物。气固混合产物经第一换热器17降温后进入第一旋风分离器12，气态分离产物进入气体收集处理装置19中，固态粉末进入第三级流化床7中。

燃料气与助燃气体再次进入第三级燃烧室11中进行燃烧，燃烧产生的气体进入第三级流化床中作为流化气体。进入第三级流化床7的固态粉末在流化气体的带动下进行流化，并达到反应温度后进行反应。反应产生的固态产物经出料口4进入废渣收集处理装置13中，产生的气固混合产物经第二换热器18降温后进入第二旋风分离器14中，分离得到的气态产物进入气体收集处理装置19，分离后的固态产物进入废渣收集处理装置13。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。