专利名称：一种操作循环流化床系统的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种操作循环流化床系统的设备和新的方法。
象CFB燃烧器的循环流化床(CFB)系统包括一个里面有一个固体粒子快速流化床的燃烧室。在燃烧室上部的排出口上连接一个分离器，以将从燃烧室排出的废气悬浮物和夹带的固体材料与固体粒子分离开。在粒子分离器和燃烧室下部之间连接有一个回风管，以将粒子分离器中分离出的固体粒子再循环回到燃烧室中。在粒子分离室上没有一个排放废气的气体出口。
旋风分离器经常用作粒子分离器。一个倾斜支路将从旋流器分离出的粒子循环回到燃烧室下部。将一个气密封件，如一个环形密封件，装在倾斜支路上以防止气体从燃烧室中回流进旋流室。该环形密封件非常大并很复杂。曾建议用L形阀当作气体密封件。但是，L形阀也很浪费地方，为形成气体密封，要求在回风管和燃烧室之间用一个相当长的连接通道来充满流化床材料。
循环流化床反应器被用在各种不同的燃烧、传热、化学或冶金过程中。根据该过程，在系统中流化或循环不同的流化床材料。在燃烧过程中颗粒燃料如煤、焦炭、褐煤、木材、垃圾或泥煤，以及其它颗粒材料如沙子、灰、吸附性硫、催化剂或金属氧化物都可以组成该流化床。燃烧室的速度一般在3.5到10m/s的范围内，但也可以稍高一些。
典型的是用燃烧室内的及在粒子分离器之后设置的对流段中的传热表面来从流化床燃烧过程中回收热的。在循环流化床(CFB)的燃烧器或锅炉中，燃烧室的周边壁通常做成膜式水冷壁，其中垂直管与平板材料或肋片结合在一起以形成蒸发表面。附加的传热表面，例如过热器可放在燃烧室上部对蒸气进行过热。
附加的过热表面以及再热器、预热器和空气预热器均被放在对流段中。也曾建议制作传热面的回风管道。
一般要把传热表面设计成最低的负荷下能给出最佳的过热蒸气。通过在对流段中喷射水来控制高负荷的蒸气生产。
在低负荷下的过热经常会产生一个问题。燃烧室内的气体温度随负荷的下降而下降，在对流段中的过热器没有足够的能力来产生所希望的结果。在燃烧室中设置附加的过热器将不适当地给锅炉增加费用和控制问题。在燃烧室内增加传热面将降低废气的温度，这仍会夹带未燃尽的燃料，如在700至750℃的燃料，这会对减少NOX和N2O产生不好的影响。
另一方面，在流化床内的附加的分开的传热表面要承受到高速(3-10m/s或更高)气流和粒子流的作用。锈蚀和腐蚀将产生严重问题。任何放在燃烧室内的传热表面都必须由隔热材料制成，也可由某些防腐材料进行保护。这样的传热表面会很重，也很贵。当燃烧燃料中含有气体氯和碱性成份时，在燃烧室的气体气氛中形成一个严重的问题。
特别是在高压设备中极不希望附加传热表面和增加燃烧器的尺寸，这样会增加压力容器的尺寸。在具有小燃烧室的高压设备中，传热表面彼此已靠得非常紧，因此再在燃烧室内附加传热表面是非常困难的。传热表面的非常紧凑的布置也可以防止燃烧室内的流化材料水平混合并增加燃烧效率。除了空间问题外，如传热表面彼此间靠得太紧，也会产生阻塞问题。
为增加预热能力，建议使用外部换热器(EHE)。在这样的分离热循环固体材料流化床中的过热器中，固体材料由粒子分离器中被引入到该EHE中。但该建议的外部换热器将会很大很贵，并且不易独立于主燃烧过程进行控制。当换热表面受到大的热粒子的流化床作用时，腐蚀也是一个问题。而且当低负荷时，从燃烧室中与废气一起放出并引入该EHE中的固体材料会减少到使过热不能完成的程度。所以需要一个更简单和经济的解决办法。
本发明的目的在于提供一种能使上述缺点和不足减少到最小的控制循环流化床的方法与设备。
本发明的主要目的在于提供一种循环流化床系统的改进的气密封装置。
本发明的另一个目的在于提供一种在循环流化床系统中回收热能的改进的方法。
本发明还有一个目的在于提供一种控制循环流化床系统中的热能回收的改进方法。
因此本发明再一个目的在于提供一种能在循环流化床锅炉系统中在不同的负荷下改进的过热蒸气的方法。
根据本发明提供的操作CFB的方法包括以下步骤在燃烧室内建立一个固体粒子的快速流化床，这样使包括废气和夹带在其中的固体粒子的悬浮物在燃烧室中向上流动;从所述悬浮物中收集固体粒子;把所收集到的固体粒子引到一个再循环管，该管的上部有一个让固体粒子进入的入口，该管通过入口装置与燃烧室的下部相连;在再循环管中建立一个固体粒子的床，以防止燃烧室中的气体通过入口装置进入循环管;把输送气引入再循环管中，以把来自床内的粒子通过入口装置再进入到燃烧室内，因此来自再循环管的循环粒子通过两个或更多的重叠开口。
这些粒子最好是直接循环进入燃烧室，但是，如有必要，也可以进入一个与燃烧室相连的中间室中。
根据本发明的一个较佳实施例，粒子收集在一个粒子分离器中，并通过一个构成本发明的循环管的回风管再循环到燃烧室中。在回风管的下部设立一个粒子的缓慢发泡床，在该处粒子连续通过入口管进入燃烧室。在回风管中的床形成一个气密封以防止燃烧气体由燃烧室通过入口管回流到回风管中。
该回风管中的床由CFB系统中的循环粒子构成。在这个系统中循环的粒子具有比在该系统中粒子总量的平均尺寸要小的粒子尺寸分布，当床中固体材料再次被引入燃烧室中，新的固体材料连续加到床上时，该床慢慢向下移动。可以通过控制从该处再返回燃烧室的固体材料的量来控制床的高度。
根据本发明，在输送气的帮助下将固体材料再引入燃烧室，气体通过两个或几个使回风管下部直接与燃烧室相连的开口或管子输送。因此，一个在另一个的顶部的两个或几个水平或倾斜的槽形开口或管子形成一个在回风管和燃烧室之间的连接器。该槽形开口也构成一个固体流和气密封。
将输送气体从某些部位引入回风管中的床内，在这些部位大部分输送气体流向入口管，但不流向回风管的上部。因此该气体的流动把床内粒子通过入口管输送到燃烧室内。入口管最好置于回风管内的大约低于床的上部表面的位置，这样床的部分高于入口管就能充分地防止气体向上流进入回风管。床越高，则所形成的防止气体通过回风管反流进入粒子分离器的气密封的压力差就越大。
输送气体可以通过回风管底部的喷嘴或通过回风管侧壁上不同高度上的喷嘴引入。可以通过控制在不同位置上引入的气量来控制粒子再流入燃烧室。通过回风管底部的喷嘴所引入的输送气体主要用来把粒子输送通过最下部的入口管，而从较高处的喷嘴中引入的输送气体将把粒子输送通过回风管内的较高的入口管，也可以沿所希望的方向水平地输送粒子。
可以将有些压力的来自风室的空气或来自分离吹风机的空气，或其它便宜的气体，如循环废气用作输送气体。如果需要惰性、非氧化条件，也可以用惰性气体。
根据本发明的一个较佳的实施例，入口管由几个以一个在另一个上的框形结构的槽形管路或开口组成，这些管路布置在回风管和燃烧室之间的公用壁上，根据本发明的被分成两个或更多个一个在另一个之上的窄槽形管子的入口管，可以在回风管和燃烧室之间以与已知的L阀气密封所需的管相比可用更短的长度制成，因而可以容易地插在常规的隔板壁结构中。已知的L阀气密封仅有一个单一的常规管，它的垂直伸长尺寸很大，而且截面积也很大。为了在管内聚集足够的粒子从而形成固体流密封，防止气体从燃烧室内反流入回风管，该常规管必须伸长。
L阀型入口管的固体流密封效果依赖于管的垂直尺寸(h)和管的长度(l)之间的比率(h/l)。该比率应为h/l＜0.5，以防止固体不受控制地流过入口管，从而保持在管内有足够高的固体表面高度，以便防止气体通过管回流。管的横截面越大，开口的垂直尺寸(h)也越大，即需要越长的管长。在出口端高于入口端的倾斜管中，管长(l)可进一步减少。入口管的特殊设计使其能够控制回风管内的床表面的高度并因此由该床起气密封作用。
根据本发明的较佳实施例，单个或多个入口管被分成几个槽形开口或管，它们具有更小的垂直尺寸，并一个放在另一个的上部。因此所需的总垂直尺寸htot可分为h1、h2、h3、…，每一个分隔的垂直尺寸正好是所需总h的一部分。每个管的长度(l)可以按垂直尺寸(h)的相同比例减少，入口管的固体流密封的效果不会减少。因此只要长度长到足能够通过公用膜式水冷壁就可以使用短的入口管这无疑使回风管的结构及其与燃烧室的连接以及整个循环流化床系统都更加简单。
本发明的回风管是一个与燃烧室为共用壁的非常简单的通道。在以前曾是很大很复杂的回风管与燃烧室之间的连续，现在就可以是一种简单的框式结构，这种结构就是在锅炉内的常规管板壁中有一组像百叶窗的入口或管子，用以把材料再引回到燃烧室中。
根据本发明的最佳实施例，传热表面可以设置在再循环或回风管的热传导区中以便回收CFB系统中所有循环粒子物质中的热量，因此在回风管中构成一个集成换热器(IHEX)。
传热表面最好设置在床上，但也可以向上延伸超出该床。热可以由布置在回风管壁上的传热表面来回收。从燃烧室流入粒子分离器并流入回风管中的粒子的平均尺寸分布，要小于在燃烧室内的粒子的平均尺寸分布，这是因为由废气夹带的小粒子部分比粗粒子部分要多。在回风管内的平均尺寸低于500μ，典型地是150～250μ的细粒子，为回风管内提供一个致密的床，它的粒子在传递过程中有很高的热传导系数，k＝100～500w/m2k。
如果使用了多个传热表面，那么回风管的下部最好，回风管在延伸部分具有一比其上部大的水平横截面，因此为传热表面及固体粒子床提供更大的空间。
最好在回风管内进行蒸气的过热。在CFB系统中热可以很容易地在循环的物质中进行过热。作为另一个把过热器设置在回风管内的优点是不需要在燃烧室中对燃料气体进行冷却，也不需要在未燃尽燃料和灰被分离之前不利地降低温度。本发明因此在燃烧室内提供更好的除NOX和N2O效果。
在床内的传热区中的气体气氛受到严格的限制;它主要包含无碱、氯和其它腐蚀性成份的清洁空气，该气体气氛为过热提供了很好的条件。过热器可以被加热到比常规的在燃烧室中经常产生腐蚀的情况时的温度更高的温度。当燃料中含腐蚀性燃烧气体成份时也能产生500～550℃的蒸气。
由于不清洁的气体中含有不同种类的腐蚀成份，在废料/RDF燃烧锅炉中利用热进行过热是一个特殊的问题。本发明提供一种系统，其中过热器表面与热循环材料的接触是在安全的气体气氛下进行的。
同样，在气体速度为＜0.5m/s，如10cm/s的缓慢发泡床中的腐蚀为最小，因此与传热表面碰撞的粒子具有很低的接触速度。在常规的燃烧室或循环床中，粒子流动速度在0.5到50m/s范围内，因此对附加的表面产生严重的腐蚀。而且由于在本发明的床中的床材料的粒子尺寸相对较小，则产生的腐蚀也较低。
由粒子传到发泡床的传热区中的过热表面上的热可以通过把流化的气体引入传热区内的至少一部分中来进行控制，以提供粒子靠近过热表面的运动。沿表面增加气体流动将增加表面的热传导。如空气或惰性气体的气体可以通过几个分开的喷嘴引入以控制传热。输送气体也可用于控制传热。
根据本发明，可以由输入到传热区的各个部分的气体的位置和/或流速来控制传热。
为提供合适的热传导要求非常小的气体流动。所需气体可以通过入口管从回风管中与输送气体一起排放，但当传热所需的气流很小时，也可向上流入回风管。特别是如果床内的传热表面处在较高的位置时，最好至少让一部分气体向上流入回风管。通常，从传热来看，床的高度要防止引入的传热气体向上流入粒子分离器。
同样通过控制床的总高度可以在某种程度上控制传热，特别是如果一部分传热表面延伸到高于床时。
传热区和入口管可以布置在回风管的同一部分上，或在回风管的相邻部分上。
根据本发明的最佳实施例，传热区和入口管并列布置。为控制热的回收和通过入口管把循环粒子输送回燃烧室，把气流引入传热区。为把粒子从传热区水平地向相邻的入口管区输送，并将其送入该入口管，最好把输送气体引入传热区。
通过测量返回管中低于床上表面的第一预定高度与另一个高于床上表面的第二预定高度之间的压力差来控制发泡床的高度，这两个预定高度选择在上表面的实际高度和优选高度之间。通过入口管将粒子排出的输送气体的流动可以根据所测的压力差得到控制，从而把床的上表面保持在一个优选的高度。
本发明提供一个非常简单的CFB锅炉结构回风管最好以一个窄的垂直通道来构成，它有一个与燃烧室公用的壁，例如该壁是用在CFB锅炉中的常规膜式水冷壁。对面的壁可以是类似的膜式水冷壁。连接回风管与燃烧室的入口管可以预制成一个具有几个叠放在一起的入口管的框架结构。这样的框架结构会容易地在现场连接到膜式水冷壁上，而不再需要传统的复杂笨重的环密封结构。
本发明提供一种具有负荷范围很宽的锅炉系统，但在现有的负荷极低的，燃烧室速度大约2m/s的新系统中，废气中夹带的粒子太少以致不能在回风管内提供所需的传热能力。在这些情况下，如需要附加的过热时，可以使用沿燃烧室周壁向下流动的粒子。
向下流动的粒子可以被引入到燃烧室侧壁上的垂直窄循环管或套内。该套的上端是开着的，用以收集沿壁流动的粒子。可以在侧壁旁设置一间壁来构成该套，该间壁将循环管或套与燃烧室分开。该套也可以做成象燃烧室内的回风管那样垂直槽。由套收集的粒子在套的下部形成一个床，该床类似于回风管中的床。控制该床在套中向下流动并通过以框架结构布置大间壁上的，如百叶窗式的入口管将粒子再循环回到燃烧室的主要部分中。传热表面，最好是过热表面可置于该套内。气体喷嘴可布置在套的底部以及套的侧面上，以控制粒子和传热的循环。
这样的套结构应置于燃烧室中不太高的位置处，使得在上述负荷情况下，为用于传热可以从沿套上部的壁流动的粒子流中收集到足够的固体粒子。由于过热器中的气体气氛与回风管中的类似并含有极少的腐蚀性气体成份，过热器的表面在套内的床中受到很好的保护。
也可以通过控制引入套中的气流来控制传热。所述的回风管的入口管结构为套提供了固体流动和气体密封，从而防止气体通过入口管回流进入套中。
在这个新系统中传热可很容易地进行控制。在燃烧室本身的传热表面可以按比以前的负载要小的负载进行设计。附加的热，如为进行过热的附加热可以通过回风管和套中的传热表面来获得。所需的附加热量可以通过相应的传热区内的气体流动来进行控制。
在高负荷下，所增加的循环粒子量会使回风管中的热回收增加，而在低负荷下，当循环粒子量减少导致在回风管中的传热减小时，套中的热回收会增加。
在已知的系统中，燃烧室的传热面必须设计成保证蒸气在低负荷下也能满足过热要求。在这样的系统中为了防止在高负荷下的过热并控制温度，必须把喷射喷嘴装在对流段内。而在本新系统中，喷射喷嘴仅需要在运行时控制蒸气温度而不用在不同的负荷下控制蒸气的生产。
下面将通过实施例并参考附图对本发明作进一步的详述。
图1是根据本发明的一个示意性实施例的整个流化床设备的垂直剖面结构图。
图2是图1中沿A-A线的回风管下部的部分剖面图。
图3-5是根据本发明与图1类似的三个示意性实施例的详细部分图。
图1中表示一个循环流化床燃烧器10，它具有一个在其内带有一个粒子膨胀流化床的燃烧室。一个粒子分离器14与燃烧室12的上部相连用以把燃烧室中排出的废气和固体材料混合物中所夹带的粒子分离出来。还设有一个将分离器中经分离的粒子再循环到燃烧室下部的回风管16。在分离器14上部设有一个与气体出口20相连的对流段18。
在图1中仅表示了燃烧室12壁面中的壁22和24，同样，也仅表示了粒子分离器的壁26、28以及垂直通道型回风管的壁30、32，这些壁最好由水冷壁或膜式水冷壁构成。水在这些膜式水冷壁中蒸发。在燃烧室12下部的水冷壁板由耐火材料衬33来保护。同样，在回风管16中的该板可以部分地或全部地由耐火材料衬来保护(未显示)。在图1所示实施例中分离器的壁28和回风管的壁32构成了燃烧室的壁24。
回风管16的下部34比回风管上部35具有更大的水平横截面。在该下部34中设有再循环粒子的发泡床36。
把过热器38，最好是把蒸气系统中的最后的过热表面设置在发泡床内，以便对燃烧室12中及回风管16中的板壁22，24，26和30产生的蒸气进行过热。蒸气也可在分离器后的对流段中的过热器40中进行过热。而且用于预热，预热和空气预热的传热表面42，44，46，48也都布置在对流段内。
如图1和图2所示，一个象框架结构60的百叶窗似的入口管或开口50将回风管16的下部与燃烧室12的下部连接起来。床36的高度(在开口50之上)和百叶窗式的入口管结构50，60组成了气密封，这样当燃烧室12中为高压p1时就防止燃烧室气体通过入口管50进入回风管16并进而向上到达发泡床36之上的低压p2的气体空间中。在入口管50之上的床36的高度应最好能提供一个大于压力差p1-p2的压力(头)。
输送气体(如空气，惰性气体，循环废气，或其它类似气体)通过底部的喷嘴52而被引入到回风管16中，喷嘴可以是流化床中常规的喷嘴。附加的输送气体由入口54，56，58和59引入。通过底部喷嘴52引入的输送气体把粒子从床的最底部朝着入口开口50输送。通过入口54和56引入的输送气体主要将床中部的粒子朝着入口管50输送。通过喷嘴58和59引入的输送气体将在床上部的粒子朝着入口管50的上部开口输送。
通过控制布置在底壁和侧壁上的多个喷嘴52，54，56，58，59流出的输送气体的流动，可以控制从床36中再返回到燃烧室12中的粒子量，因此可以控制气密封效果。通过增加流过底部喷嘴52的气流并相对减少流过侧壁喷嘴54，56，58，59的气流，就可以增加粒子流动并且降低床36的高度。通过增加流过上部喷嘴58，59的气流并减少流过底部喷嘴52，54的气流，就可以减少粒子的再循环并增加床36的高度。
入口开口50可以在框架结构60中编成组，该框架结构置于回风管的入口管区62。过热器38位于相邻的传热区64中。在另一个实施例中，区62和64可以重叠。
框架结构60可容易地插入常规的水冷壁32中，当用耐热衬覆盖该壁时，槽形的入口管50可预制在该壁中。在制作时，通常要弯曲板壁32中的管子(图中未表示)，从而为入口管框式结构60提供所有必需的开口。在用耐热衬覆盖该水冷壁32之前，把槽式开口50的模子，例如由STYROX或其它可燃材料制成的模子，插在管间的开口中。在耐热衬受热时该模子被烧掉，在壁上只剩下槽形的入口管或开口50。
入口管50组成水平的或向上倾斜的百叶窗式通道。输送气体流喷嘴52最好离入口管有一定距离，以便防止气体未夹带粒子就直接流入该管。其距离最好至少是两个入口开口间距离的两倍。
在传热区64的底部也开有气体喷嘴66(见图2)以便在传热表面38附近提供气体流动，并且将传热区64中的粒子输向入口管区。如图1所示，将附加的气体喷嘴68，70布置在传热区回风管壁的不同高度上，用以在传热区64的不同位置控制传热。
总的气流量一定时，可以通过改变从喷嘴68，70引入的气体比例来控制传热。通过增加流过传热表面38下面的喷嘴68的气流量能增加传热，而通过增加流过高于最低传热表面38的较高位置处的喷嘴70中的气流量时就可以减少传热。
在某些实例中，需要在回风管16的同一部分内设置传热区和管道区，这样传热表面38就直接布置在入口管50的前面。通过喷嘴52、54、56、68和70的输送气体流对传热和粒子输送都起作用。
但是，通过将大体垂直的间壁31布置在入口管50之前，把在传热段61的床36与输送段71分开，如图3所示，就可以单独地由传热来控制粒子的输送。该间壁31由回风管壁32起向下直到入口管50之下并设置在传热表面38和入口管50之间。输送气体最好通过喷嘴53直接向下引入输送区或通过布置在间壁31上的喷嘴(图中未表示)引入。从喷嘴54，56，68和70引入的气体对传热有作用，但对输送粒子就没多少用或根本没有。如果在回风管内不布置气密封，从喷嘴56，58，68，和70引入的气体将向上流入回风管。
图4表示本发明的一个实施例，其中热是通过从沿燃烧室12侧壁22向下流动的粒子中回收的。在图4中相同的附图标记与在图1和图3中已使用的是同样的。
在图4中，回风管16可以有也可以没有设置传热表面，或者仅通过回风管16的膜式水冷壁30和32来回收热。在燃烧室12内部靠近壁22处设置一个间壁124，因此靠近壁22形成一个套135(或回风管)结构，其中的回风管35是第二回风管。沿壁22上部向下流动的粒子下落到套135中，从而在该套中形成粒子的床136。粒子通过与入口管50相类似的入口管150从套内重新循环到燃烧室12。通过喷嘴152，156和158引入输送气体。
在套135中装有一个传热表面138，例如一个过热器。可以按类似于图2的结构将传热表面138装在靠近输送区的传热区内。如图4所示，为增加套135下部的横截面，侧壁22可以向外弯曲。控制传热的喷嘴152，168和170可以装在套135的底部或在侧壁22上。
图5表示本发明的一个实施例，其中被收集在回风管16中，另外还有被收集在再循环(第二回风)管135′中的粒子聚积在公用的床34′中。在高负荷下，可以防止循环粒子再通过管135′进入床34′，而通过回风管16再循环粒子主要构成床34′。可以用一个防止粒子从管流入床内的阀，或通过控制燃烧室12中的床在间壁124处的速度，来控制通过内部再循环管135′的粒子流动。在低负荷下，粒子主要可以流过再循环管135′，以便提供足够的粒子进入床34′内的传热区。
虽然已通过描述本发明现在认为是最可行的和最好的实施例来对本发明作了描述，但应该明白本发明并不限制在这些公开的例子内，相反，各种变形和相等同的设计都包含在后面所附的权利要求的范围之中。
权利要求
1.一种操作循环流化床反应器系统的方法，该反应器系统使用了一个具有一个粒子流化床的燃烧室，一个与燃烧室上部的一个排放开口相连接的粒子分离器，一个其上部与分离器相连、而其下部通过入口与燃烧室相连的回风管，其特征在于包括以下步骤(a)在燃烧室内建立一个快速固体粒子的流化床，使得含有废气和其中所夹带的固体粒子的固体悬浮物在燃烧室内向上流动，(b)收集从气体和粒子悬浮物中分离的固体粒子，(c)引导收集到的固体粒子进入回风管，(d)在回风管中建立一个固体粒子的流化床，(e)把输送气体引入回风管，用于将粒子从该管的床中通过入口输送到燃烧室内。
2.如权利要求1所述方法，其中入口包括两个或更多个且按从回风管开向燃烧室的重叠的开口，而其中完成步骤(d)是为了确保粒子床高于入口的高度，而完成步骤(e)是为了直接从床中将粒子引入燃烧室。
3.如权利要求1所述方法，其中粒子床分成传热区和输送区，而其中完成步骤(e)是为了把粒子从输送区输送到传热区，并且从该处通过入口输送到燃烧室。
4.如权利要求1所述方法，其中步骤(e)是通过在回风管中以＜0.5m/s的速度引导输送气体完成的，从而至少在回风管内的部分区中建立一个缓慢发泡的流化床。
5.如权利要求1所述方法，其中步骤(e)是通过在床中至少以水平方向引入一些输送气体完成的，这样可使床中粒子朝着入口运动。
6.如权利要求1所述方法，其中还包括通过控制按步骤(e)引入到回风管中的输送气体的量来控制回风管中固体粒子床的上表面的高度。
7.如权利要求1所述方法，其中还包括通过测量回风管中的低于床上表面的第一预定高度和另一个高于床上表面的第二预定高度之间的压力差并根据在第一和第二高度的压力差控制按步骤(e)引入的输送气体来控制固体粒子床的上表面高度的步骤，这两个选择的高度包括上表面的实际和优选高度。
8.如权利要求1所述方法，其中还包括通过使传热流体再循环到与回风管的传热区内的固体粒子床相关联的传热区中来回收热的步骤。
9.如权利要求8所述方法，其中还包括在回风管中由装在该回风管中的蒸发器和过热器来对蒸气进行蒸发和过热的步骤。
10.如权利要求8所述方法，其中还包括通过使流化气体流过至少一部分传热区来控制在传热区中的热回收的步骤。
11.如权利要求10所述方法，其中还包括通过控制在传热区中被引入的流化气体流的位置，或通过控制在传热区被引入的流化气体的流速，或通过同时控制流化气体的流速和位置来控制回收的步骤。
12.如权利要求10所述方法，其中还包括在至少两个不同的高度上将至少一部分流化气体流引入传热区，以及通过控制不同高度上所引入的气体流的比率来控制在传热区中的热回收的步骤。
13.如权利要求10所述方法，其中还包括至少引入一部分流化气体进入传热区，而另一部分进入入口附近，并且通过控制引入传热区的气体流的比率来控制传热区热回受的步骤。
14.如权利要求10所述方法，其中还包括控制固体粒子流化床高度以防止引入回风管内的大部分流化气体流入回风管内的高于床表面的上部中的步骤。
15.如权利要求1所述方法，其中还包括把由分离器中分离出的粒子再返回到燃烧室内的步骤。
16.如权利要求1所述方法，其中还包括收集在燃烧室壁上集累形成向下粒子流的固体粒子，并引导这些被收集的粒子进入回风管并从回风管将粒子返回到燃烧室内的步骤。
17.如权利要求1所述方法，其中完成的步骤(a)-(e)是为了在回风管中建立一个比燃烧室中的粒子平均尺寸分布要小的粒子床。
18.如权利要求1所述方法，其中的步骤(e)的完成是使用了从主要由空气，惰性气体，和循环废气组成的组中选取的气体。
19.一种循回流化床反应系统，包括-一个燃烧室，具有一个快速粒子流化床及一个在室上部的排放开口，-一个与燃烧室上部排放开口相连的粒子分离器，-一个其上部与粒子分离器相连而其下部与燃烧室相连的回风管，-一个粒子分离器的气体出口，-所述回风管包括把从燃烧室中的向上流动的粒子悬浮物中分离出的粒子收集起来以在回风管中建立固体粒子床的装置，-入口装置，包括至少两个重叠的入口开口，这些开口把所述回风管的下部与燃烧室连接起来，及-所设置的与回风管可操作相连接的输送气体喷嘴，用以将粒子从床中向入口装置输送，从而从所述回风管中将粒子排放到所述燃烧室中。
20.如权利要求19中所述的流化床系统，其中所述入口装置包括至少两个置于回风管与燃烧室之间的公用壁上的重叠入口开口。
21.如权利要求19中所述的流化床系统，其中所述入口装置包括至少两个置于回风管与一个室之间的壁上的重叠入口开口，该室进而与燃烧室相连。
22.如权利要求19中所述的流化床系统，其中所述入口装置包括两个或更多的置于回风管与燃烧室公用壁上的重叠的水平或倾斜的槽状入口管。
23.如权利要求22中所述的流化床系统，其中所述水平或倾斜槽状管是百叶窗结构。
24.如权利要求22中所述的流化床系统，其中所述入口管由耐热材料制成。
25.如权利要求22中所述的流化床系统，其中将所述入口管插到一个开口上，该开口是通过将所述燃烧室和回风管之间的共用膜式水冷壁上的水管弯离壁而形成的。
26.如权利要求19中所述的流化床系统，其中还包括置于回风管的床内的传热表面。
27.如权利要求26所述的流化床系统，其中还包括置于回风管床内的过热器和/或蒸发器。
28.如权利要求26中所述的流化床系统，其中还包括置于回风管中的流化固体粒子床的气体喷嘴。
29.如权利要求28中所述的流化床系统，其中所述输送气体喷嘴置于回风管中的两个或更多的不同的高度上以便控制传热。
30.如权利要求28中所述的流化床系统，其中包括-一个或更多个设置在燃烧室和回风管公用壁上的回风管入口管区中的入口管，-设置放在与入口管区有一定距离的传热区中的传热表面;及-用于控制传热的设置在入口管区和传热区的气体引入喷嘴。
31.如权利要求19中所述的流化床系统，其中还包括一个第二回风管，该回风管设置在燃烧室内的一个壁附近处，以便收集从向上流的气体和粒子悬浮物中分离出并沿该壁向下流动的粒子。
全文摘要
与循环流化床反应器相结合的粒子流化床被设置在回风管中使来自粒子分离器的粒子再循环回到燃烧室。有由该粒子床延伸到燃烧室的开口，该粒子床的高度保持比入口高一足够距离以形成一气密封。该床中粒子被流化，为把粒子从床中通过入口开口输送到燃烧室中，在不同的高度上布置了输送气体喷嘴。为从粒子中回收热量，可将换热器(如过热量)设置在床内。
文档编号B01J8/26GK1089188SQ93112910
公开日1994年7月13日 申请日期1993年11月10日 优先权日1992年11月10日
发明者T·希彭伦 申请人:阿尔斯特罗姆公司