基于循环流化床锅炉燃烧室高温混合料的热解工艺及装置的制造方法_2

文档序号:9245703阅读:来源:国知局
应于高温的 固体物料的自由滑落;输送。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的结构示意图。图中的序号1为热解煤,2为热解煤坡管,3为循环 气分布板,4为循环气室,5为循环气,6为反应室,7为分离室,8为环型热解半焦仓,9为旋 风分离器,10为高温气,11为粉尘颗粒,12为剩余热半焦,13为热解半焦坡管,14为热解半 焦机械阀,15为循环流化床锅炉燃烧室,16为热烟气,17为旋风分离器,18为热灰,19为U 型返料器,20为煤粉,21为二次风,22为循环流化床分布板,23为风室,24为一次风,25为 高温混合料坡管,26为高温混合料机械阀,27为灰渣。
[0028] 其中Z为锥段区,CFBC为循环流化床锅炉燃烧室,FBPR为流化床热解反应器。
[0029]图2为循环流化床分布板结构示意图。图中序号22-1为风帽,22-2为进风孔,22-3 为进风管,22-4为耐磨层,22-5为冷却水管,22-6为支承板,a为倾斜角。
[0030]图3为坡管。(包括热解煤坡管2、热解半焦坡管13和高温混合料坡管25)结构 示意图,以高温混合料坡管25为例,图中序号25-1为钢管,25-2为过渡层,25-3为刚玉层, 25-4为耐磨层。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而 不是限定。
[0032] 本发明提供的一种基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解装置主要由 两部分组成,一部分为循环流化床锅炉燃烧室CFBC,另一部分为流化床热解反应器FBPR。 CFBC和FBPR通过两个坡管将其联系在一起,实现了原料煤的分级分质利用。
[0033] 参见图1至图3,一种基于循环流化床锅炉燃烧室内高温混合料的热解装置,包括 循环流化床锅炉燃烧室15和设有热解煤坡管2接口的流化床热解反应器FBPR,循环流化 床锅炉燃烧室15内的风室上端倾斜设置有循环流化床分布板22,循环流化床锅炉燃烧室 15的流化床分布板22上方的锥段区的炉墙侧面上设置高温混合料出口,高温混合料出口 通过高温混合料坡管25连接到流化床热解反应器FBPR反应室底部侧面上,流化床热解反 应器FBPR的环型热解半焦仓8通过热解半焦坡管13连接到循环流化床锅炉燃烧室15内。
[0034] 具体的,所述的流化床热解反应器FBPR包括循环气室4、反应室6、分离室7和旋 风分离器9 ;高温混合料出口通过高温混合料坡管25连接到反应室6底部侧面上,反应室 6下方设置有供循环气5进入的循环气室4,循环气室4与反应室6之间设置有循环气分布 板3,循环气分布板3上方的反应室6侧壁上设有热解煤坡管2接口,热解煤坡管2接口上 连接有供热解煤1进入的热解煤坡管2,反应室6上方设有分离室7,反应室6筒体延伸至 分离室7内部,与分离室7筒体底部腔体间形成一个环型热解半焦仓8,环型热解半焦仓8 通过热解半焦坡管13连接到循环流化床锅炉燃烧室15内,分离室7中设有旋风分离器9, 旋风分离器9顶端设有高温气10出口;高温混合料坡管25上设有高温混合料机械阀26, 热解半焦坡管13上设有热解半焦机械阀14 ;所述的旋风分离器9底端设有粉尘颗粒11排 出口,反应室6底部侧面上还设有灰渣27排出口,环型热解半焦仓8上设置有剩余热半焦 出口 12,分离室7直径是反应室6的1. 2~1. 8倍。
[0035] 所述的循环流化床锅炉燃烧室15是由炉墙和水冷壁围成的一定空间,其上部为 方型结构,下部为方锥型结构,循环流化床锅炉燃烧室15上设置有旋风分离器17,旋风分 离器17顶部设置有热烟气16出口,旋风分离器17底部出口分两路,一路排出热灰18, 一 路通过U型返料器19和煤粉20进料管连接到循环流化床锅炉燃烧室15的循环热灰进口 上,循环流化床锅炉燃烧室15底部内风室上端倾斜设置有循环流化床分布板22,循环流化 床锅炉燃烧室15的流化床分布板22上方的锥段区的炉墙侧面上设置高温混合料出口,循 环流化床锅炉燃烧室15底部分布板下面设置有供一次风24进入的风室23,循环流化床锅 炉燃烧室15锥段区的炉墙侧面上还设置有二次风21进口。
[0036] 其中,所述的循环流化床分布板22包括风帽22-1、进风孔22-2、进风管22-3、耐磨 层22-4、冷却水管22-5和支承板22-6 ;支承板22-6上设置有耐磨层22-4、冷却水管22-5 和进风管22-3,进风管22-3上设置有风帽22-1,风帽22-1上设置有进风孔22-2。热解煤 坡管2、热解半焦坡管13和高温混合料坡管25均包括从外到内依次设置的钢管层25-1,过 渡层25-2,刚玉层25-3和耐磨层25-4。
[0037] 进一步地,所述的流化床分布板22上方0. 3~7米处设有高温混合料出口,循环 流化床锅炉燃烧室15内的风室上端向高温混合料出口排出口倾斜9~20度设置有循环流 化床分布板22。优选的,循环流化床锅炉燃烧室15内的风室上端向高温混合料出口排出口 倾斜13~20度设置有循环流化床分布板22。
[0038] 需要说明的是,CFBC为循环流化床锅炉燃烧室,FBPR为流化床热解反应器。
[0039] 需要说明的是,本发明使用循环流化床锅炉燃烧室CFBC内的高温混合料作为固 体热载体。该高温混合料由高温热半焦、高温煤矸石、灰渣等组成,具有颗粒粒径大,机械强 度高,粉尘含量小的特点。优选的本发明使用的固体热载体为循环流化床锅炉燃烧室CFBC 内的高温半焦,具有颗粒粒径大,机械强度高,粉尘含量小的特点。循环流化床锅炉燃烧室 CFBC是燃料(煤、油页岩等)燃烧的地方。其是由炉墙和水冷壁围成一定的空间,而燃料 在该空间内呈流化态燃烧。炉墙侧面设置有循环热灰进口和二次风进口,以及各种测量仪 表口。炉墙采用非金属耐火耐磨材料砌筑而成,循环流化床燃烧室四周的炉墙内埋藏着许 多平行的管子即水冷壁,用于吸收热量产生蒸汽。一般进入循环流化床锅炉燃烧室的原料 煤,在气流作用下固体颗粒煤在循环流化床锅炉燃烧室内进行了重新分布,颗粒较大的滞 留在循环流化床锅炉燃烧室内,颗粒较小的随气流进入循环流化床锅炉燃烧室顶部旋风分 离器。通常进入循环流化床锅炉顶部旋风分离器(或其他类型的分离器)被分离捕获的颗 粒平均在70~180微米,一部分作为灰渣排至系统外;另一部分回至循环流化床锅炉燃烧 室反复燃烧;小于70微米的细颗粒被热烟气带到了后系统脱除。而大于180微米的颗粒 仍然滞留在循环流化床锅炉燃烧室内,由于磨损和破碎,颗粒的粒径在不断的变为细颗粒, 而最终被排出系统,没有破碎的大颗粒由底部直接排出。一般沉积在循环流化床锅炉锥段 区的高温混合料颗粒平均粒径在1~8mm,温度在850~900°C。在循环流化床锅炉燃烧室 锥段区的炉墙侧面设置高温混合料出口,通过坡管将其输送至流化床热解反应器底部循环 气分布板上。优选的高温半焦出口位置距离为循环流化床锅炉的气体分布板上方〇. 3~7 米。本发明的循环流化床锅炉的循环流化床分布板需向高温热半焦排出口倾斜9~20度, 优选的倾斜度数为13~20度。
[0040] 本发明的流化床热解反应器FBPR,其热解煤和高温混合料经由热解煤坡管、高温 混合料坡管从热解反应器反应室底部侧面进入,高温混合料的流量由高温混合料坡管上的 机械阀控制其大小,原料煤由熟知的方法进行控制。循环气(煤气或C02)经流化床热解反 应器底部循环气室上的分布板进入反应室。在反应室内由高温混合料提供热量,与热解煤 和循环气快速传热,使其热解煤迅速达到500~600°C,热解煤发生热分解反应,生成的高 温油气和被加热的循环气混合形成了 500~600°C高温气。经传热降温后的高温混合料与 热解煤发生热分解反应生成的半焦混合组成500~600°C的热解半焦,并在高温气流提升 作用下,上升至热解反应器分离室。分离室直径是反应室的1. 2~1. 8倍,反应室筒体延伸 至分离室内部,与分离室筒体构成一个环型热解半焦仓,在分离室内分离的热解半焦存储 在环型热解半焦仓内,一部分经由环型热解半焦仓底的热解半焦坡管进入循环流化床燃烧 室,进行再循环燃烧、加热和颗粒粒径再分布。剩余部分经环型热解半焦仓底排料口排出, 经由成熟的冷却工艺冷却后作为半焦产品进行储存。高温气继续上升,经过旋风分离器脱 除粉尘后送出热解装置,经除尘后的高温气采用目前焦化行业已知的成熟稳定工艺进行煤 焦油的回收和煤气的净化处理,旋风分离器脱除的粉尘经由管道排至装置外冷却后送入半 焦仓储存。
[0041]一种基于所述的热解装置的基于循环流化床锅炉燃烧室内高温
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