热反应器的制作方法

专利名称:热反应器的制作方法
本发明涉及到一种热反应器，更具体地说，涉及到在流化床型或焚烧炉型的热反应器中，对其热能回收工作所做出的一项改进。
业已周知，流化床型的热反应器适用于处置城市拉圾或类似废物，并可用来燃烧煤、油与焦炭之类几种燃料，而这几种燃料所显示出的焚烧率是较低的。
对于上述的一些反应器已发展了几种改进型式，且已知其中结合有循环流化床的一种，能相当有效地从事前面述及的各项工作。例如美国专利号4419330与4452155中已公开了这种类型的反应器，在其流化室内，流化介质即处于循环状态中。
在上述的这类反应器中配置了一种扩散装置，用来在朝上吹向流化介质的流态化气体中形成一种差别，使此扩散装置上方一部分中的介质比另一部分受到较强的流化作用。这样，就使得此种介质作为一个整体在流化室中显现出一种循环或旋转的形式。换言之，在上述的流化床中，存在着一个流化作用较强的区域，其中的介质常呈向上运动;还存在一个流化作用较弱的区域，其中的介质常相对于流化作用较强的另一区域下降，而在这些个区域的上部与下部，各相应部分中的介质则总是沿横向朝这两个区域中的另外部分运动。于是，从总体上说，此流化床便处于循环状态中。还可以用下述方法来促进这种循环，即在该反应器的多孔板与流化室之间设置一种转向装置。
上述这种反应器显示出一些优越的效应。例如在处置城市拉圾或类似废品时，就不需要预破碎作业，而且即使是较轻的物料，由于存在着上述的下降区，也能被夹裹到流化床内，从而能使这类轻量的物料得以有效地在该床内焚烧，而不仅仅是在该床的表面上焚烧。但是当有大宗物料待处置和焚烧或从这宗物料得出的热值有变化时，这时的流化介质有时就会过热到超过一预定的例如800℃的温度极限。
或发生此种过热现象，上述介质由于可能存在的碱金属或类似物质而可能烧结在一起，由此便产生了熔块或结团，或使之粘连到反应器的部件上，从而影响到反应器的运行或者达到不得不停机的阶段。为此，碰到这类情况采取的措施就是往流化介质上喷水，以降低其温度。于是，这种情形下产生的热能便单纯地被损失掉，而不能有效地加以利用。要是打算通过安装这样一种热交换器，例如由一批其中有空气或水循环的管子组成的热交换器，来回收此种热能时，流化作用将因此而受到阻碍，而这些管子将受到磨损或易被侵蚀。
已进行过若干回收此种热能的尝试，例如日本特许公开183937/83号所披露的那种，其中，在主流化室相邻处设有一热能回收室。该项专利中所公开的设备，用来将一部分流化介质供给此热能回收室;但是，供给到此回收室中这部分介质的温度并未有效地升高，这是因为此部分流化介质并非借横向运动供给，而是向上进入此流化室中，实质上几乎没有同流化床中高温区的介质相混合，因而是供向了温度已降低了的回收室部分。由于所述现象，当此种介质返回到主流化床时，它的温度未能得到充分地升高。
此外，传统的流化床反应器仅由间歇式作业所控制。
因此，希望能有一种不存在既有工艺中上述这类缺点的反应器，而且它还能最有效地利用其中发生的热能。
本发明的目的之一即在于提供一种不存在上述缺点的热反应器。
于是，本发明的另一目的便是提供这样一种热反应器，在其中能有效地防止流化介质过热，而且能有效地回收热能而不产生结块。
以上目的可依据本发明予以实现，在本发明中，主流化室附近设置了一个或若干个热能回收室，使得一部分加热了的流化介质能循环经过上述室，而在这些室中设置有热交换装置来回收热能，同时，与此种热能回收室相连在一起的，是一台促进上述介质循环流经这种室的辅助流化装置。
有关
如下图1示意性地解释了本发明的热反应器;
图1A是图1所示反应器的一种改进型式;
图2是图1所示反应器，沿图1中标明之Ⅱ-Ⅱ方向看过去的一部分之示意图;
图3表明，在流态化气体流变化条件下，循环流经一热能回收室中的流化介质量;
图4表明，流化介质在热能回收室中下降速率的变化;
图5中的曲线表示“热传输的综合系数”以及一热交换管的“磨损率”;
图6是图1所示之热能回收室的放大图;
图6A是沿图6A中Ⅵa-Ⅵa方向的视图;
图7是依据本发明以一种级联形式构成的热反应器;
图8是本发明之热反应器的一种改进型式的示意图，其中有一为水管支承的隔墙;
图8A是图8之一部分的放大图;
图9是图8A中所示水管的一种错列配置;
图10是图8中所示热反应器的另一种改进型式;
图11A、11B与11C示明有关的扩散器之各种型式;
图12A、12B与12C分别表明，相应于图11A、11B与11C所示配置型式中的流态化气体之变化趋势;
图13表明图11B、11C中所示配置形式中发生的热传输;
图14A与14B表明有关水管防护件的安装;
现在来参看图1，其中示意地表明了本发明的一种热反应器51。所示明的这种反应器61是用于一台锅炉67的。在此反应器51内，于其下部设有一扩散器52，此扩散器52则通过一导管53连至一鼓风机57之类的压缩空气源，得以由该扩散器52向上吹一种流态化气体，使得在该反应器内部下方扩散器52上方之流化介质得以成为一种流体。
为了能形成一种、保持有本发明背景材料部分提及之美国书中所披露之特征的循环流化床，所述扩散器52最好配置上一批分隔的气体室54、55与56，使得从这些室中上喷之流态化气体的质量流能够以不同的方式调节。除此，在扩散器52的上方还设有隔墙58，这些隔墙与该反应器51的侧墙相邻但相隔开地设置，而每一隔墙有一部分朝上并向内倾斜。倾斜的角度以相对于水平线在10°至60°范围内为宜。利用扩散器52与隔墙58的这种安装形式，当有气体或空气以下述方式上喷时，即在相对端的室54与56中强烈上吹而在中央室55中较平和地上吹时，就今大致形成两个循环区A与B，它们有着为箭头所示的沿相反方向的循环流。这是由于此种流化介质因室54与56中喷出的气体而相当强烈地上吹，而由于隔墙58的影响朝内转向，同时，在室55上方的介质比起由室54与56中气体上吹的那些部分，则以较弱的趋势上吹，这种介质总的行为便使得室54与56上方的介质向上运动，而在流化作用下形成上升的床，这些上升的床中之介质则由于隔墙58的朝内倾斜部分而向内折转，此种导向内部的介质以及室55上方的介质，就会在较弱的流化作用下沉降而构成一种下降床，在此下降床底部的介质则被引向上升床的底部。这样，将在此下降床中焚烧的物料即由于存在着反向循环的区域A与B而被裹带入其中，这两个区域确保能将那怕是轻质的物料也裹入到那里，同时能确保那些通常仅仅加以剖分开且在流化床上表面处焚烧的物料类也能夹裹入其中。因此，这类轻量物料的潜热能也能被利用来提高此流化床的温度。能在两区域A与B中造成此类循环流化床且来自室54、55与56中的每一种流态化气体，它们的合适质量流，对于来自室54与56的，例如为4-12Gmf，较理想的为6-12Gmf;而对于来自中央室55的例如为0.5-3Gmf，较理想的为1-2.5Gmf(这里，1Gmf是使一个床具有最低流化作用，即刚好合乎起始条件时之流态化气体质量流的一个指标)。上述实施例中的这些室的个数为三个，即室54、55与56;不过，此类室的个数并不局限于三个，而可以根据需要设置更多的室，以有效地在此反应器的侧墙邻近形成上升床，并在这些上升床之间于循环方式下产生下降床。
以上所述的循环流也能借倾斜的隔墙58造成。
即使当此种流态化气体是从该扩散器均匀吹出时，这种向上的气流也将沿着那些倾斜的隔墙导向扩散器的上方，而得以在流化介质中形成相似的循环流。这种相似的循环流也可由下述事实造成，即此种气流集中在该上部区域中且于其中加速，使得流化介质有了较大的动量矩。
由倾斜隔墙58上端朝上流动的气体，与裹入的流化介质一起流经此流化床的上表面。在这样的情形下，气流要比非倾斜隔墙时裹入有较大量的流化介质。于是，这种较大量的流化介质即被输送到一热能回收区。
气流与输送的流化介质量之间的关系示于图3中。增加所输送的流化介质量也就提高了所能回收的热能最大量，而在同时也简化了热能的回收工作。
与既有工艺中的反应器不同，在每个隔墙58的与区域A和B相对的一侧处，由此隔墙本身、此反应器的侧墙以及设在该室59下部的档板50，共同构成了这个室59。应该注意到，此档板50与隔墙58之下端安排成使它们之间为一间隙63所分开，以便让流化介质可自由地通过该间隙，此档板50则用来阻止此种介质被导引到例如朝外排放。室59的设置是本发明的核心部分之一;此室是用作为一种热能回收室，其中，在流化作用下导入有一部分流化床。在室59内，安排有一个由导热管65组成的热交换器，使其通过导管64而同图2所示意的锅炉67之上部水箱与下部水箱连通，此热交换管65借水一类的流体，从通过室59之加热了的流化介质中回收热能，而水一类的流体则是用泵73使之流过管65的。隔墙58的位置安排成，使得从扩散器52喷注出的流态化气体不会进入室59，并防止导入到室59内的介质有任何可能停滞在该室内而不运动，那样会抑制有效的热交换的。为了避免这种可能性，具为了保证室59内的介质正常运动，在档板50上方装有一台辅助性扩散器62，并通过导管61将鼓风机60之类的适当压缩气体源与该扩散器相连。利用由扩散器62供给的气体，引向室59的介质取决于循环区域A和B的运行条件，周期性地或连续式地朝下运动。依此种方式朝下运动的介质，通过档板50与隔墙58间的间隙63而进入循环区A与B中，由此，区域A与B中加热3的一定量的介质即被恒定地供给室59并通过其中。
循环流经热能回收室59的流化介质依赖于下述条件并受到下述条件控制;即通过辅助性扩散器62供给的气体量、来自扩散器52各分隔室的质量流，尤其是来自产生上升床的那些即来自图1所示实施例中室54与56的那些质量流。流化介质量相对于扩散器52与辅助性扩散器62二者质量流的变化阐明于图3与4中。如图3所示，此流化介质的体积随扩散器52上吹的流态化气体质量流(尤其是来自室54与56用来产生上升床的那些质量流)的增加而增加。在图3中，通过热能回收室59循环的介质量G1，间接地由比例G1/G0所表示，其中G0代表一与这样的流化介质体积相对应的参考体积，这样的流化介质，当反应器51为这种流化介质充填同时处于一种非运行状态(即非流化状态)下时，循环流经室59而达到一高出隔墙58顶端之水平面上之高度L1，并且经受到来自室54与56的3Gmf之气体流的流化作用。图3中的符号“L2”对应于隔墙58内流化介质高度为L2的流化作用情形，而在运行状态下，这时的L2对应于隔墙58的顶端。
由图4可以看到，循环流经该热能回收室59的流化介质量，成正比地，在0-1Gmf范围内随辅助性扩散器62供给的气体质量流的增加而增加，而当此质量流增高到1Gmf之上时，该流化介质的体积实际上将保持到1Gmf程度时的相同水平。通过适当地调节来自扩散器52之流态化气体的质量流以及通过该辅助性扩散器62所供应的气体，就能控制通过热能回收室59循环的流化介质量。
在热能回收室59中，于区域A与B中加热3的流化介质之热能即被传输到一流经热导管65的流体，用来回收热能。此热能回收室的热传输综合系数，表示为图5中相对于吹入室59内之气体质量流的曲线Ⅰ。
为了控制拟回收的热能数量，应对所循环的流化介质量以及热传输的综合系数加以调节。这就是说，假定导向区域A与B的流态化气体就其体积而言保持恒定，则循环流经热能回收室59的流化介质量以及此热传输的综合系数二者，都随鼓入室59的气体量之增加而增加，因而通过加大进入室59的气体流，就能大大提高总的热能回收量。但要是这种气流增加得太，就会发生图5中曲线Ⅰ所示的下降趋势，而这种强烈的气体流将会磨损管65。这种管子的磨损率也绘制在图5中，作为曲线Ⅱ。从曲线Ⅰ与Ⅱ可以看出，来自辅助性扩散器的气体流量最好能高达3Gmf。室59中有效的热能回收也使之有可能抑制住区域A与B中流化介质的过热。
在对此反应器的运行作出说明之前，下面先对与反应器51有关的某几部分结构作进一步的解释。在反应器51的顶部设有一进料口66，用来将城市拉圾一类的待焚烧物质F投入该反应器51中。当此反应器51仅仅用于燃烧目的时，则将煤或油焦之类燃料直接加入区域A与B内。在此反应器的上部还备有一排风口68用来排出废气此种废气的热能在本例中用于锅炉67，如图2所示，此锅炉与热能回收室中的管65通连。在锅炉67的底部，有一个排出灰烬的排卸口。在此反应器51内自然还有用来从反应器中排出不能燃烧之残渣的排卸装置。在反应器的下部，于扩散器52的一侧或其两相对侧的每一侧备有排卸通道69，使这种不可燃烧的残渣可以引向一螺旋输送器70，通过其中螺旋旋向相反的螺旋浆71，将此种残渣输至一排料口72。
现在再来讨论此反应器的流化作用，由于配置了隔墙58，以及由于主扩散器52的质量流相对于水平方向上有差别的结果，便产生了循环区A与B。
但是，上述流化作用的工作方式随着流化床(处于运动中)上部水平面的位置而变化。若是此流化床的上部水平表面低于隔墙58顶部的水平面，则上吹的气体，以及处于此上升床区域内且因隔墙58之倾斜部而改朝上运动到相对侧的那部分流化介质，因而此上升床中的这部分流化介质，便有可能朝上飞到该流化床表面的上方，而到达相对侧的热能回收室。然后，此种气体可以随着它的速度之降低而扩散入安装到反应器51的一块自由板C中，并通过锅炉67外排，在这里，气体的热能被利用来在锅炉中产生蒸汽。前面所说的上飞流化介质，由于其粒度与比重，所有上吹到流化床表面上方的介质，事实上可能到达不了相对侧的室59，除非此反应器的宽度保持到相当地窄，比方说窄到1-2米之下。于是，在流化床(运动中)的上表面低于隔墙58顶部的水平面时，输到热能回收室之流化介质量，当将此介质温度保持在适当程度时，未必足够允许有效地回收热能。
另一方面，要是此运动中之流化床的上表面高出隔墙58顶部的水平面，则由隔墙58倾斜部分而集中在该床中央的流态化气体，将随着一部分流化介质而上吹。这样上吹的流化介质显示出图1中箭头“a”指明的运动形式，由此，在区域A与B中加热了的流化介质将以一定的量供向此热能回收室59，这一定的流化介质量足以有效地回收热能并能将此流化介质的温度维持到合适的程度。随着运动中之流化床上表面的位置变高，升到高出隔墙58之顶部，送入该热能回收室59中的流化介质量也就增多;但是，当流化床的上表面在邻近隔墙58顶部水平面区变化时，这种增加率，是高的，而当此运动中的流化床之上表面变得远离此隔墙58的顶部水平面时，此种增加率即下降。于是，供给该热能回收室的流化介质朝下运动通过室59，而且通过间隙63再次进到区域A和B的上升床，并使此介质再次于这里加热。依此方式，流化介质继续通过室59循环，并在实现热能回收的同时使此流化介质保持到合适的温度。如果在这些室中的介质下降速率很慢，则此种介质可以聚集到由高出室59的一个休止角界定出的最大值，而超过此休止角的过量介质将落入区域A与B中。此种介质在室59内的下降运动，如前面所说明的，受到辅助性扩散器62供给的气体之支持，同时伴随有由扩散器62气体源所提供的较缓和的流化作用。
若是考虑到热传输的综合系数与热交换管的磨耗率，则来自辅助性扩散器62之气体源的质量流应确定在0-3Gmf范围内，而较理想是在0-2Gmf内。确定以上范围的理由是，当此质量流低于3Gmf而该热交换管的磨损率在上述范围内是较低时，此热传输的综合系数如图5中所表明的，可以在最大值与最小值之间变化。此外如果反应器51仅仅用来焚烧加入其中的物料F而且还需要产生蒸气时，这时可使来自辅助性扩散器62的质量流为零，从而如图4所示在室59内基本上没有介质的运动，于是此反应器51可以仅仅用作为焚烧目的而工作。能把来自辅助性扩散室62的质量流控制到保持为零是相当有利的。质量流的这种状态使之能终止热能的回收。在此种反应器开始运转的阶段或在此反应器停机后要求升高流化区的温度时，上述状态可能是需要的。除此，当需要显著地减少所发生的蒸汽时，热能回收就会成为不必要的了。
热能回收室59的上述配置还提供了这样的优点，即热交换管65的表面可以置放到主焚烧区A与B的外面。这意味着此种管的表面可不受到象还原气体一类高腐蚀性气体的影响，而且也可不受到主流化床区域A与B中所发生的严重磨损影响。
事实上，热能回收室59中的气体速度是相当缓慢的，例如当流化介质的温度约为800℃而来自辅助性扩散器中的质量流是在0.5-2Gmf范围内时，此种速度是在0.1-0.4m/sec级的表面速度之间。
热能回收室59中的热传输，不仅受到流化介质与热交换管65之间的直接接触影响，而且还受到利用这种向上运动的气体作为一种传输介质，以及通过此流化介质的流化作用方式，在振动作用下而向上运动气体的影响。由于在这种通过气体的热传输中并不存在稳定表面上所具的那种界面层，而那种界面层常常会抑制发生在固态物料上的热传输，且由于这种流化介质已被充分地混合，使流化介质内所发生的热传输量达到一实际上可以忽视的程度，因而在本发明中有可能预期获得相当有效的热传输。据此，在本发明的热能回收室中的热传输综合系数，可以10倍于传统的烧煤气之锅炉所能达到的数值。
按照以上讨论，在热交换管65一类热交换装置与流化介质间的热传输，在很大程度上取决于热能回收室中的流化作用方式，而所利用的流化介质量也可如图4所示，根据辅助性扩散器的气体供应量予以调节。(而且这一介质量如图3所示，也是根据主流化区中的流化作用方式而变化)。由于提供了与主流化区无关的热能回收室，于是就能使此种反应器设计得很紧凑，同时能确保有效地回收热能，而且通过提高与此反应器相联之锅炉所发生之蒸汽的调节比，也使反应器变得容易控制。
除此，在传统类型的锅炉中，是以煤或油焦作为在一种较慢焚烧速率下的燃料的，要想对其中产生的蒸汽量实行快速控制是不容易的而且实际上所给出的这种蒸汽量还仅仅取决于燃烧速率，或在采用流化床的锅炉情形，由于是通过流化床来进行热能回收，情况甚至会更糟;但在配备有本发明之反应器的锅炉中，在热能回收室中的热传输就可通过改变内辅助性扩散器所供给的扩散气体量，使之能在宽广的范围内即时地变化并得到控制。虽然在改变进入到流化床内的热能输入中，由于所加入物料之体积变化，自然会有时间延迟问题，但在这种热能输入变化与回收的热能数量间的反应差，可以由于流化介质的温度的临时改变而吸收。因此，当以本发明的反应器装配到锅炉上时，就能以快速的反应来调节此锅炉所产生的蒸汽量。
在图1所示的前述实施例中，排卸通道69已示明是配置在隔墙58下端与档板50间的间隙63相邻近的下方。但是，此通道69的所在位置并不局限于图1中所示明的。而且，此档板50也不必要按照所示的类似形式设置，只要流化介质被保持在室59中而不直接向排卸通道65排料即可。例如，可用图6与6A所示的一种板50a来取代图1中所示的挡板50，在这种情形下的挡板50是由反应器51的一部分壁所构成。
至于图1中所示的扩散器52，业经解释或阐明为，是由一批都能产生不同量的流态化气体质量流的室54、55与56所组成，由此，得以在反应器侧墙的相邻部分产生上升的流化床，而在其中央部分则生成下降的流化床，从而形成了流化介质整个的循环区A与B。不论该扩散器可任意地具备有更多的室或者构造成只具有单一的一个室，只要可使流态化气体的质量流能有适当变化而得以形成循环流化区A与B即可。这有可能用图1A所示意的只有一个室的扩散器52′来实现，该图中采用了图1内所用的相同参考号，便于指出具有相应功能的部件。
通过改变室52′顶部中孔口的尺寸或是改变这些孔口的分布密度，便有可能在流态化气体中产生所需要的质量流差。同时，图1所示扩散器52的构型呈山形，这可能有助于流化床的循环以及不燃烧的残渣朝向排卸通道69的运动。当待焚化的物料F中含有不燃烧的物质时，上述山形顶部表面可有相对于水平面呈5-15°的倾角。但是，这样一种山形结构并非必须遵守的要求，甚至用具有平顶部表面的扩散器52′也可使流化介质循环，这是由于在存在着上升的流化床与中央的下降床，使得在下降床底部的流化介质能沿横向朝上升流化床的下部运动。同时，要是用这种反应器来焚化不产生任何显著数量之不可燃残渣的物料时，则不必要使扩散器具有图示的山形。相反，这可以是图1A所示扩散器52′情形中的平顶表面，而象通道69这样的排卸通道则可以简化或省去，只要提供一种进入手段来更换流化介质与清洗内部即可。
图7中示意地表明了本发明的另一个实施例，其中的反应器151构造成具有两个流化床室，每一个实质上说都与图1所示的相似。为方便起见，在本实施例中所用的参考数号即沿用图1中的参考数号并在其前面加上1，而由此所代表的部件则看作是图1中无此前缀1的具有相同功能的相应部件。在本实施例中，循环区A′与B′各自产生在两个流化室中。中央的热能回收室159是由一对相邻的隔墙158所形成。图示的扩散器152包括有分隔的室154、155与156;但是，只由一个室组成的扩散器，例如图1A中所示的那种扩散器52′，也是可以选用于图7中之实施例的。
另一些实施例将进一步说明于下。图8中示出了一种反应器51a，其中由扩散器51a形成的流化作用产生了一个单-的流化区A1。其中具有与图1中相应部件相同功能的那些部件，由图1中相应的参考数号加以后缀“a”表示。上述循环区A1是由扩散器552a所产生，后者包括分隔的室55a与56a，从其中将流态化气体的不同质量流上喷，而来自室56a的气体流则较强于来自室55a中的。这种上喷气流中的差别，在存在具有倾斜部分之隔墙58a的条件下，将产生一循环流化区A1。应该注意到，在这种反应器51a中的墙是按所谓的隔板墙构制成，即一种包含有以辐板连在一起的水管之焊接墙。如图8所示，在此焊接墙内面向循环流化区A1的部分设有一防护件85，用以保护此焊接墙免受流化介质的磨耗影响。隔墙58a也是按照抗磨损的要求制成，在本例中是由水管80支撑就位，这些水管则通过水箱81与82与焊接墙组合。
上述水管80至少有一部分是弯曲的。水管的热膨胀将为这样的弯曲部分所吸收。水管80也是固定在水箱81与82上的，适合于承受住运动中之流化床的剧烈运动。此外，这些水管的直的部分则朝上穿越过流化介质的上表面并达到这样一个高度，使其足以确保这些直的部分能防止不可燃的残余物堆积到隔墙58a上，并可减少流化介质通过这些管子80间隙时的阻力。管子80的直部与间隙63a中的部分可以装配成图9中所示的交错形成Z字形，图中的箭头指出了流化介质的流向。虽然图8中之扩散器52a已然解释为，包含有两个用来产生朝上的不同质量流的扩散室55a与56a，但本例中的扩散器52a，通过援引在图1A中对扩散器52′所用的相似概念，也是可以用单室式扩散器来替代的。
图8中所示的水管80与焊接墙的布置形式也同样可以应用于以前实施例中所示的反应器内的，例如可用于图1与1A中所示的反应器51以及图7中所示的反应器151。
为便于说明，图10中示意性地表明了一种反应器51b。此种反应器51b与前述的反应器51相似，只不过其中加入有结合图8所说明的水管与焊接墙的那种布置形式。在说明本实施例时，将后缀“b”加到那些与图1和图8中所示部件具有相同功能的相应部件之参考数号后面。此同一结构也可用于例如图7中所示之级联式的反应器中，在此情形，环绕中央热能回收室的水管将要连接到附加的一些水箱上，后者可以由一焊接墙支承，以及/或者将水管以下述方式垂直地配置在两个流化室之间，使得其中所设置的每一块自由板相互沟通。
围绕图8a所示之热能回收室的另一种改进型式对应于图8中的这样一个部分，其中的热交换管最好排列成一种交错形式。同时使辅助性扩散器62a装配成一种管形，且最好沿着隔墙58a安装;这种布置方式的优点将在下面解释。
可以考虑若干种方式来将流态化气体引入到室59中。一般地说如图6所示，扩散器62是按水平安装的。如果此扩散器的孔口被加工成在尺寸上一致时，则气体将在室59整个的水平基面上按均匀的质量流供应。于是在本例中，室59中的流化介质，将随着供给扩散器62的气体之质量流的逐渐增加，而逐渐使其作用方式从稳定态改变到流化态。如同结合图5所说明的，热传输的综合系数在接近1Gmf的区域上显示出很大的变化。因而，要是企图用图6中所示的扩散器来控制热的传输量，这在实际上将不可能解决图5中指出之三个等级的，即在邻近1Gmf的点处热传输为最大，在低于1Gmf的点处热传输很小，而在质量流为零的点处热传输最小。
与上述情况相反，当气体是在室59的整个水平基面上以非均匀的质量流供给时，例如此扩散器上的孔口在各个部分上不同，或者它是以倾斜形式安装而这些孔口的尺寸则可以有变化或者无变化，此时的流化作用方式便会有较多的形式。例如，在图11A、11B与11C中已示意地给出了几则这类例子。在图11A中，管或扩散器62沿水平方向设置，其孔口的尺寸从大的(1)变化到中等程度的(m)和小的(s)。在图11B中，管62倾斜设置，它的孔口尺寸均匀，相当于图8a所示情况。图11C表明的一种管子具有不同尺寸的孔口(l，m，s)。为方便起见，每个孔口标以符号①、②或③。为了表明可能存在着不同的流化作用，给出了图12A、12B与12C，它们分别与图11A、11B与11C相对应。图12A12B与12C中的每一个，都是相对于中等程度大小的孔口②之质量流而示明的。这里，将质量流与热传输之间的关系，相对于图11B与11C的配置形式，示明于图13中。从图13可知，图11C的配置最佳，表现在2Gmf处所有的孔口都喷送出相同值的质量流，而且此热交换管在进行有效的热传输时只受到微小的磨损。
有关此热交换管所经受的磨损已结合图5考虑过。为了保护邻近隔墙58a的水管80免受磨损，在水管80的上游侧安装有防护件90或91。这种防护件的安装情况见图14A与14B所示。此类防护件90或91是由耐热钢板加工成，且适宜于弯曲成图14A参考数号90处所示的情形，或使之形成半圆筒形的壳92，由一种紧固件接附到水管80之上，或由一种焊接到防护件91上的短壳体92分段式地予以固定。
至于隔墙58a的位置(图8)，最好使此隔墙的下端位于区域A1中的流化介质不会受到那种剧烈流化作用的地方，以便易于控制回收室59a中流化介质的下降速率。当该反应器用于烧煤或焦炭时，最好将这类燃料直接加到流化区域A1中流化介质运动方向朝下的地方，这是因为待焚烧的燃料会为流化介质所刮走，而且这里可使来自加料机66a的任何空气泄漏减到最小限度。此外，在此反应器停止运行时，反应器中的流化介质对于空气漏泄起能到一种密封作用，因而留在该反应器中的物料不需要象燃烧加料部分那样将其焚烧掉，于是不必用室一类的装置来封闭掉加料机与反应器之间的空隙。
顺便指出，在以上所作的说明中，水是利用泵73(图2)从锅炉67中抽出并使之强制循环，然后再返回到锅炉67中的。不过，上述反应器也可用作一种节能器去预热将供给到锅炉中的水，或是用于加热一台独立的锅炉或者用作借锅炉来产生蒸汽的过热器。特别是在它用作一种过热器时，由于能使侵蚀最小化，是颇受欢迎的一种装置。应该指出，可以把油一类的热介质用作为携带热能的循环流体以取代水或蒸汽。
在说明以上所有的实施例中，都对热交换管65与65a等作了描述，但事实上对于焚烧城市拉圾或低等级煤的情形，只需由水管80和/或焊接墙(隔墙)就足以实现热回收的目的，因而前述这类热交换管可能是不需要的了。
本发明已然对照具体的实施例作了详细说明;不过，本发明并不局限于这些说明的内容，而是可以由那些熟悉本领域技术的人，在后附权利要求
书所规定之本发明的精神与适用领域内，作出变动或修改。例如，图11A、11B与11C中所示的配置方式，不仅可以使其在倾斜方向上不同，而且可以使其在垂直于印制以上这些图的纸面之水平方向上不同。
(续上页)文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 1 4 …燃烧煤、油… …燃烧煤、石油…1 18 促进 完成1 19 多孔板 自由板4 8 61是用于… 51具有一矩形的水平截面用于…4 3 11A、11B 11A、65 21 扩散器 扩散器526 5 回收区 回收室6 6 示于图3中。 如同图3中所示。
7 24 相同水平。通过… 相同水平对应于G1。通过热能回收室59下降的流化介质量依赖于G1。
通过…8 12 增加得太， 增加得太猛，8 20 煤或油焦… 煤或石油焦9 18 流化床(运动中) 流化床9 21 运动中之流化床 流化床10 4 增多;但是，… 增多，如图3中所示出的曲线L1和L2，但是…10 2 随着运动中之 随着10 5、6 此运动中的流化床… 此流化床10 13 所说明的，受到… 所说明的，参见图4，受到…
(续上页)文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 10 21 还需要 不需要11 1 这种状态 这种零状态12 6 煤或油焦 煤或石油焦12 21 65 6913 2 侧墙 隔墙15 3 …流向。虽然… …流向。这使不断增长的流化介质量能流动起来。
虽然…16 6 实际上将不可能解 实际上为图5…决图5…16 7 邻近1Gmf 邻近1.5Gmf16 21 图11B 图6
权利要求
1.一种热反应器，包括为一些墙所包围的流化床室；在此反应器底部且与一压缩气体源连通的扩散器装置，此扩散器装置被安排成，以不同的质量流将气体向上吹入此扩散装置上方的不同区域内；一种隔墙装置，装配在上述流化室内，而与上述反应器的所述之墙或另一种隔墙装置相邻并相分开，以构成一种回收室装置，后者的顶部与底部都有与该流化床室相通的一个开口；一种辅助性扩散装置，用来将压缩气体引入上述回收室内；一种安装在此回收室内的热交换装置；以及供给到前述扩散装置上方的一种流化介质；所说的扩散装置配置后形成能在前述流化床室中产生一流化床的循环区。
2.按权利要求
1的一种热反应器，其中设置有两个所述隔墙装置，用来形成两个热能回收室。
3.按权利要求
1中所述的一种热反应器，其中所述的扩散器包括多个气室，这些气室中的每一个被安排成以不同的质量流喷吹气体体。
4.按权利要求
3所述的一种热反应器，其中所述的气室数目为三个，中央的一个室被安排成用来缓慢地吹送气体，而两个相对配置的室则被安排成用来强烈地吹送气体。
5.按权利要求
1至4中任何一项所述的一种热反应器，其中的扩散器之顶部表面相对于水平面在5-15°范围内倾斜。
6.按权利要求
1所述的一种热反应器，其中所述扩散器为一单个气室所构成，而它的顶部表面呈这样的多孔形式在不同的部分上有不同的孔密度，用来在这些部分上分别产生不同的质量流。
7.按权利要求
1申请的一种热反应器，其中叙及的隔墙装置是用一种水管装置悬挂。
8.按权利要求
2申请的一种热反应器，其中所述隔墙装置是用一种水管装置悬挂。
9.按权利要求
7或8所述的一种热反应器，其中所述的水管装置暴露在邻近前述隔墙装置之流化介质流的影响下，由在该介质流上游侧的一种防护装置所复盖。
10.按权利要求
1所述的一种热反应器，其中所说的流化室是以一种级联形式给出而形成前述的三个热能回收室装置。
11.按权利要求
1所述的一种热反应器，其中所述循环流化床是由一个上升床与一个下降床组成，用来形成此上升床的质量流是在4-20Gmf的范围内，而用来形成此下降床的质量流是在0.5-3Gmf范围内。
12.按权利要求
11所述的一种热反应器，其中用来形成该上升床的质量流是在6-12Gmf范围内，而用来形成该下降床的质量流是在1-2.5Gmf范围内。
13.按权利要求
1所述的一种热反应器，其中来自前述辅助性扩散器的质量流是在0-3Gmf范围内。
14.按权利要求
1所述的一种热反应器，其中来自前述辅助性扩散器的质量流是在0.5-2Gmf范围内。
15.按权利要求
1申请的一种热反应器，其中所说的辅助性扩散器装置被安排成，能将非均匀的质量流吹入此回收室内并复盖整个水平基面。
16.一种热反应器，包括为一些墙所包围的流化床室;在此反应器底部且与一压缩气体源连通的扩散器装置，此扩散器装置被安排成，以不同的质量流将气体向上吹入此扩散装置上方的不同区域内;一种隔墙装置，装配在上述流化室内并呈倾斜形式，它与上述反应器的所说之墙或另一种隔墙装置相邻并相分开，以构成一种回收室装置，后者的顶部与底部都有与该流化室相通的一个开口;一种辅助扩散装置，用入将压缩气体引入上述回收室内;一种安装在此回收室内的热交换装置;以及供给到前述扩散装置上方的一种流化介质;所述倾斜隔墙被安排成，能在前述之流化床室中形成一种流化床的循环区。
17.按权利要求
16所述的一种热反应器，其中所述辅助性扩散器装置被安排成，能将非均匀的质量流吹入此回收室内并复盖整个水平基面。
18.按权利要求
17申请的一种热反应器，其中来自所说辅助性扩散器的质量流是在0-3Gmf范围内。
专利摘要
一种流化床型的热反应器，其中设有一种热回收装置，有一部分流化介质供给到此热能回收装置内，从而得以通过此回收装置。在此阶段，此种热能即为设在该回收装置内的一种热交换器装置所回收。
文档编号F23C10/06GK87100380SQ87100380
公开日1987年9月23日 申请日期1987年1月21日
发明者大下孝裕, 肥后勉, 小杉茂, 犬丸直树, 川口一 申请人:株式会社荏原制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan