一种温控流化快床反应器的制作方法

本实用新型涉及一种温控流化快床反应器。

背景技术：

煤气化灰渣包括粗渣（气化炉渣）和细渣（黑水滤饼）两部分，灰渣成分与气化原料煤灰分含量、组成及气化工艺等相关，主要为SiO2、Al2O3、CaO和残余碳等。粗渣的成分与锅炉灰渣相似，可以同锅炉灰渣一并利用，作为建材、建工、道路及回填工程等掺混原料。煤化工企业煤气化后废渣中会产生大量的粗、细渣，其中细渣含碳量较高，一般能达到20%以上，大部分煤化工企业会将这部分废渣直接抛弃，堆放于自然界。这样会使这部分含碳量较高的灰渣不能得到充分利用，造成资源浪费，而且还会造成环境污染。解决这一污染问题已是煤化工企业迫在眉睫的事。

近年来，我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快，并达到了国际水平，先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。在环保产业的高科技领域，我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平，但是水煤浆是一个例外，中国的水煤浆技术优先于国外，这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。

目前国内处理主要有两道路，一是将渣水送往浮选装置，利用重介和悬浮分离技术得到精矿和尾矿，将精矿直接作为原料煤供气化装置使用；二是洗煤厂压滤机压滤后直接送热电锅炉使用煤供气化装置使用，这两条路均为回炉利用，灰渣最后将直接填埋或者铺路。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种温控流化快床反应器，其利用废弃灰渣进行脱碳处理，通过再放热过程，促进灰渣中含碳量降低到可排放的标准，确保节能环保，实现资源的有效利用。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种温控流化快床反应器，包括壳体，其特征在于：所述的壳体为长柱型，壳体的下端外壁上从下到上依次设置有高温气体入口、原料入口和物料循环入口；所述的高温气体入口和原料入口之间的壳体内设置有分布板；壳体的下端外壁上还设置有若干个辅助燃烧器，所述的壳体的外壁上设置有法兰和均匀设置的若干个测温口、火监观察口，所述的壳体内的底部设置有引风机；

所述的壳体的顶部设置有气固出口，通过底部引风机，使固体颗粒循环进入旋风从气固出口出来。

所述的壳体内设置有内取热器，内取热器为管状组，内取热器的顶部通过取热器固定支架与壳体焊接；

所述的内取热器的软水入口和蒸汽出口伸出于壳体外。

所述的壳体的内壁上设置有隔热衬里。

所述的壳体的底部设置有裙座。

所述的壳体与法兰之间设置有密封垫片。

所述的分布板为栅板。

所述的火监观察口处设置有摄像头。

所述的法兰与壳体之间设置有隔热硅酸铝纤维绳。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1) 反应器结构紧凑；

2）操作性强；

3) 能够有效解决环境保护问题；

4）废弃灰渣有效利用。

5）在有效脱碳的同时，充分利用脱碳氧化反应过程的热能，用来生产中压蒸汽和低压蒸汽。

6）利用温度来控制温控氧化反应是本设备的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图说明：1裙座、2高温气体入口、3原料入口、4分布板、5辅助燃烧器、6壳体、7测温口、8内取热器、9密封垫片、10法兰、11、引风机、12隔热硅酸铝纤维绳、13取热器固定支架、14软水入口、15蒸汽出口、16气固出口、17火监观察口、18隔热衬里、19物料循环入口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例提供一种温控流化快床反应器，包括壳体6，所述的壳体6为长柱型，壳体6的下端外壁上从下到上依次设置有高温气体入口2、原料入口3和物料循环入口19；所述的高温气体入口2和原料入口3之间的壳体6内设置有分布板4；壳体6的下端外壁上还设置有若干个辅助燃烧器5，所述的壳体6的外壁上设置有法兰10和均匀设置的若干个测温口7、火监观察口17，所述的壳体6内的底部设置有引风机11；

所述的壳体6的顶部设置有气固出口16，通过底部引风机11，利用微负压操作工况，使固体颗粒循环进入旋风。

所述的壳体6内设置有内取热器8，内取热器8为管状组，内取热器8的顶部通过取热器固定支架13与壳体6焊接；

所述的内取热器8的上端连接有伸出的软水入口14和蒸汽出口15。

所述的壳体6的内壁上设置有隔热衬里18，隔热衬里18的材料为轻质浇注料。

所述的壳体6的底部设置有裙座1。

所述的壳体6与法兰10之间设置有密封垫片9。

所述的分布板4为栅板，防止反应物直接落入底部。

所述的火监观察口17处设置有摄像头。

所述的法兰10与壳体6之间设置有隔热硅酸铝纤维绳12。

所述的火监观察口17为观察设备内部反应设置高温摄像探头。

所述的辅助燃烧器5为物料初始状态的升温提供热源，使反应区域温度迅速升高。

一种温控流化快床反应器的工艺流程为：

废气灰渣由原料入口3进入设备壳体6中，热灰粉由物料循环入口19进入壳体6内部，高温气体由高温气体入口2进入壳体6经分布板4分布后与废气灰渣和循环热灰粉混合，利用辅助燃烧器5提供设备内部热源，随着设备中温度的不断升高物料发生氧化反应，然后未完全反应的混合物料从气固出口16离开设备，与此同时，软水通过软水入口14进入内取热器8，软水吸收反应后发生气化，蒸汽通过蒸汽出口15离开内取热器8，当物料充分发生氧化反应后，关闭高温气体入口，利用设备中物料余热及热灰粉放热燃烧来维持反应器恒温状态，通过测温口7在DCS系统中观察反应内部温度，利用火监观察口17观察反应器内部流化反应状态是否稳定；

通过测温口7观察反应器内部温度温度过低时，通过辅助燃烧器5提供热量，将氧化反应温度控制控制在650℃~750℃；当通过测温口7观察反应器内部温度过高时，通过增大软水入口14的进水量、原料入口3的进料量及物料循环入口19的量来吸收热量，将氧化反应温度控制在控制在650℃~750℃，以达到控温氧化过程。

本实用新型作为氧化脱碳反应器，将氧化反应温度控制在理想的温度范围内，反应过快或温度过高，物料容易熔融烧结，使得残碳被紧密包裹而无法脱除；反应速率过慢，则会因反应放热少无法维持反应体系的温度而导致氧化反应熄火。

本实用新型是将废渣直接变废为宝，脱碳后的灰渣可直接用于建材，余热也可回收利用。这将是以后水煤浆气化灰渣处理的发展趋势。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型的说明书及附图内容所做的等同结构变化，均应包含在实用新型的专利保护范围内。