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一種雙流化床氣固燃燒裝置及方法

文檔序號(hào):4549922閱讀:137來源:國知局
一種雙流化床氣固燃燒裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙流化床氣固燃燒裝置及方法,固體燃料和氣體燃料分別被加入還原反應(yīng)器中,在此與氧化態(tài)載氧體發(fā)生反應(yīng),生成主要由CO2和水蒸氣組成的氣體產(chǎn)物以及還原態(tài)載氧體,經(jīng)氣固分離并對(duì)煙氣冷凝即可實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2的富集與捕捉;還原態(tài)載氧體被送入氧化反應(yīng)器重新氧化成為氧化態(tài)載氧體,而后又再次返回到還原反應(yīng)器中參加反應(yīng)。該裝置的還原反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種類型燃料與載氧體的良好適應(yīng)性;該裝置同時(shí)引入分級(jí)流化方法,加強(qiáng)了裝置內(nèi)物料的混合,提高了裝置的反應(yīng)效率;通過裝置底部返料結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì),降低了循環(huán)物料由氧化反應(yīng)器向還原反應(yīng)器流動(dòng)的阻力,可以在可控的前提下實(shí)現(xiàn)較大量的物料循環(huán)。
【專利說明】一種雙流化床氣固燃燒裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料的清潔燃燒和高效利用領(lǐng)域,具體涉及一種雙流化床氣固燃燒裝置及方法,適用于包括煤、生物質(zhì)等的固體燃料以及包括天然氣、煤氣化合成氣等的氣體燃料的燃燒應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的高速發(fā)展,我國的能源消耗量在近些年來有著快速的增長。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局資料,2012年我國能源消費(fèi)總量已經(jīng)達(dá)到36.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,隨之而來的是能源供給和環(huán)境污染等方面日益凸顯的各類問題。作為重要應(yīng)對(duì)手段之一,新能源與清潔能源技術(shù)被越來越多的提出并逐漸得到廣泛應(yīng)用。
[0003]雙流化床燃燒技術(shù)是一種具有突出應(yīng)用前景的清潔高效燃燒技術(shù),它在流化床本身所具有的污染排放低、操作簡單、處理量大等優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上,結(jié)合雙流化床自身特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過雙反應(yīng)器的設(shè)計(jì)對(duì)宏觀表現(xiàn)為燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)整體進(jìn)行解耦,實(shí)現(xiàn)對(duì)熱化學(xué)反應(yīng)中子反應(yīng)的細(xì)化控制從而達(dá)到對(duì)反應(yīng)過程中所生成能量與物質(zhì)的清潔高效利用的目的。
[0004]目前雙流化床燃燒技術(shù)雖然已經(jīng)在氣體燃料和固體燃料的高效清潔利用方面有了一些研究成果,同時(shí)在實(shí)用化與商業(yè)化方面也取得了一定的進(jìn)展,但是現(xiàn)有技術(shù)受限于特定流化床反應(yīng)器的流態(tài)化運(yùn)行參數(shù)限制,缺乏對(duì)復(fù)雜來源燃料的適應(yīng)能力。尤其是在當(dāng)前生物質(zhì)以及可燃固體廢棄物被越來越多利用的背景下,現(xiàn)有雙流化床燃燒技術(shù)還不能滿足當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用要求。此外,考慮到現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)雙流化床間要求能夠?qū)崿F(xiàn)物料較大循環(huán)量,同時(shí)注意到復(fù)雜變化物料對(duì)雙流化床間返料的影響效果差異較大,現(xiàn)有雙流化床燃燒技術(shù)中雙反應(yīng)器間返料循環(huán)裝置的設(shè)計(jì)仍在適應(yīng)性方面存在著在一些不足,由此導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)在此情況下對(duì)物料循環(huán)量的控制難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:針對(duì)現(xiàn)有雙流化床燃燒技術(shù)所存在的難以適應(yīng)燃料種類變化以及在循環(huán)物料變化時(shí)反應(yīng)器間物料循環(huán)量難以控制等缺點(diǎn),本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制方便且適用于多種氣體與固體燃料的雙流化床氣固燃燒裝置及方法。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種雙流化床氣固燃燒裝置,該裝置包括還原反應(yīng)器和氧化反應(yīng)器;
[0007]還原反應(yīng)器上部與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器下端與還原反應(yīng)器返料器上部一側(cè)相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器上端與冷凝器相連;還原反應(yīng)器中上部設(shè)置有溢流裝置與返料下降管相連;還原反應(yīng)器返料器通過還原反應(yīng)器返料器返料斜管與氧化反應(yīng)器相連;氧化反應(yīng)器上部與氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器相連接,氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器下端與氧化反應(yīng)器返料器上部一側(cè)相連接;氧化反應(yīng)器返料器與氧化反應(yīng)器底部相連;氧化反應(yīng)器與還原反應(yīng)器由底部通過下返料器連接構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu),螺旋給料器用于給還原反應(yīng)器供料,冷凝器與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器連接,用于分離輸出高濃度C02。
[0008]優(yōu)選的,還原反應(yīng)器與氧化反應(yīng)器分別在不同高度設(shè)置有兩級(jí)氣體噴嘴。
[0009]優(yōu)選的,還原反應(yīng)器通過對(duì)溢料裝置上所設(shè)置的閥門開關(guān)使之分別運(yùn)行于鼓泡流化態(tài)或湍流流化態(tài)或快速流化態(tài)。
[0010]本發(fā)明還提供了一種雙流化床氣固燃燒方法,該方法包括如下步驟,
[0011 ] 固體燃料通過給料口由螺旋進(jìn)料器加至還原反應(yīng)器中,氣體燃料通過還原反應(yīng)器一級(jí)噴嘴加至還原反應(yīng)器中;還原反應(yīng)器內(nèi)混合物料被由還原反應(yīng)器底部及第一噴嘴和第二噴嘴供入的氣體流化,根據(jù)燃料的反應(yīng)特性通過流化氣量的調(diào)節(jié)和溢流裝置閥門的開關(guān)調(diào)整還原反應(yīng)器內(nèi)流化狀態(tài);燃料與被流化的氧化態(tài)載氧體混合發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)得到由C02和水蒸氣組成的氣體產(chǎn)物,氣體產(chǎn)物經(jīng)過旋風(fēng)分離器分離輸出,經(jīng)冷凝器冷卻去除水分后,實(shí)現(xiàn)C02的富集捕捉;還原態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器中部并被由氧化反應(yīng)器底部及第三噴嘴和第四噴嘴供入的氣體流化,通過利用流化氣體中含有的O2發(fā)生氧化反應(yīng)再次得到氧化態(tài)載氧體,隨后經(jīng)氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器氣固分離后,氧化態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器底部;被氧化的載氧體經(jīng)下返料器重新回到還原反應(yīng)器,構(gòu)成雙流化床反應(yīng)器間的循環(huán)。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的特色及優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)本發(fā)明所述雙流化床氣固燃燒裝置通過特殊設(shè)計(jì)使得所述裝置可以分別適應(yīng)鼓泡流化態(tài)、湍流流化態(tài)和快速流化態(tài)的運(yùn)行要求,使得所述裝置能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜來源的燃料,并且通過運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整能夠最大限度的提高反應(yīng)效率,從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)與能量的高效利用;
[0014](2)本發(fā)明所涉及的還原反應(yīng)器與氧化反應(yīng)器采用底部連通式返料器實(shí)現(xiàn)所述裝置的物料循環(huán),由于傳遞阻力相對(duì)較小,能夠保證物料的傳遞量,從而保證整體裝置的反應(yīng)效率,使之適應(yīng)不同燃料與載氧體的應(yīng)用需求;
[0015](3)本發(fā)明對(duì)多類固體燃料和氣體燃料均能適用,具有良好的燃料適應(yīng)性,所述裝置也滿足同時(shí)使用固體燃料與氣體燃料混合燃燒的應(yīng)用要求。
[0016](4)本發(fā)明通過采用兩級(jí)氣體噴嘴的特殊設(shè)計(jì),增強(qiáng)了反應(yīng)器內(nèi)部物質(zhì)的混合強(qiáng)度,有利于整體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較高的運(yùn)行效率,更加高效的利用了參加反應(yīng)的物質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明雙流化床氣固燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明涉及的還原反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明涉及的底部返料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中有:第一噴嘴1,第二噴嘴2,還原反應(yīng)器3,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4,還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料器5,還原反應(yīng)器溢料裝置6,還原反應(yīng)器返料器7,還原反應(yīng)器返料器左風(fēng)室流化風(fēng)入口 8,還原反應(yīng)器返料器右風(fēng)室流化風(fēng)入口 9,還原反應(yīng)器返料器返料斜管10,氧化反應(yīng)器11,氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器12,還原反應(yīng)器返料器13,第三噴嘴14,第四噴嘴15,氧化反應(yīng)器底部流化風(fēng)入口 16,下返料器17,還原反應(yīng)器底部流化風(fēng)入口 18,冷凝器19,高濃度C0220,欠氧空氣21,溢流斜管控制閥22?!揪唧w實(shí)施方式】
[0021 ] 下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0022]參見圖1-3,本發(fā)明提供的一種雙流化床氣固燃燒裝置,該裝置包括還原反應(yīng)器3和氧化反應(yīng)器11 ;
[0023]還原反應(yīng)器3上部與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4下端與還原反應(yīng)器返料器7上部一側(cè)相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4上端與冷凝器19相連;還原反應(yīng)器3中上部設(shè)置有溢流裝置6與返料下降管相連;還原反應(yīng)器返料器7通過還原反應(yīng)器返料器返料斜管10與氧化反應(yīng)器11相連;氧化反應(yīng)器11上部與氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器12相連接,氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器12下端與氧化反應(yīng)器返料器13上部一側(cè)相連接;氧化反應(yīng)器返料器13與氧化反應(yīng)器11底部相連;氧化反應(yīng)器11與還原反應(yīng)器3由底部通過下返料器17連接構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu),螺旋給料器5用于給還原反應(yīng)器3供料,冷凝器19與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4連接,用于分離輸出高濃度C0220。
[0024]還原反應(yīng)器3與氧化反應(yīng)器11分別在不同高度設(shè)置有兩級(jí)氣體噴嘴。
[0025]還原反應(yīng)器3通過對(duì)溢料裝置6上所設(shè)置的閥門開關(guān)使之分別運(yùn)行于鼓泡流化態(tài)或湍流流化態(tài)或快速流化態(tài)。
[0026]所述裝置中還原反應(yīng)器設(shè)置有溢料結(jié)構(gòu)和氣固分離裝置,實(shí)現(xiàn)了還原反應(yīng)器對(duì)鼓泡流化態(tài)、湍流流化態(tài)和快速流化態(tài)等多種工作狀態(tài)的良好適應(yīng)性,通過運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整在一個(gè)較大范圍內(nèi)改變混合物料在床內(nèi)的停留時(shí)間與混合特性,使得所述反應(yīng)裝置可以適應(yīng)復(fù)雜種類的燃料。所述雙流化床裝置中還原反應(yīng)器處于快速流化態(tài)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)應(yīng)關(guān)閉溢流管道上的閥門。
[0027]所述裝置中的還原反應(yīng)器與氧化反應(yīng)器分別在不同高度設(shè)置有兩級(jí)氣體噴嘴,通過分級(jí)通入氣體加強(qiáng)了反應(yīng)器內(nèi)的物料的混合程度,使得所述裝置具有較好的反應(yīng)效率。
[0028]所述裝置的兩反應(yīng)器間的物料循環(huán)通過氣動(dòng)控制的返料器控制,輸送流量可根據(jù)兩側(cè)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)以提高反應(yīng)效率。雙反應(yīng)器之間的下返料器設(shè)置在裝置的底部,由反應(yīng)器底部設(shè)置斜管與下返料器的上端連接,在可控的前提下減小了物料循環(huán)的阻力使得所述裝置能夠適應(yīng)使用不同燃料與載氧體時(shí)返料量的要求。
[0029]所述裝置的還原反應(yīng)器高度為H,氧化反應(yīng)器高度為L(0.8H?1.2H);第一噴嘴高度為0.1H,第二噴嘴高度為0.4H,第三噴嘴高度為0.3L,第四噴嘴高度為0.1L ;還原反應(yīng)器溢料口高度為0.6H?0.7H ;還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料入口應(yīng)設(shè)置在第一噴嘴與第二噴嘴之間,高度為0.2H?0.3H ;由還原反應(yīng)器送回氧化反應(yīng)器的物料入口高度為0.2L,氧化反應(yīng)器螺旋返料器返回的物料入口高度為0.05L ;還原反應(yīng)器內(nèi)徑為D,氧化反應(yīng)器內(nèi)徑為0.8D?D,底部與下返料器連接斜管的內(nèi)徑為0.4D,還原反應(yīng)器溢流管內(nèi)徑為0.3D ;溢料斜管與水平面夾角為45°,底部流化風(fēng)布風(fēng)板與水平面夾角為30°,底部下返料器連接斜管與水平面夾角為45°。
[0030]本發(fā)明還提供了一種雙流化床氣固燃燒方法,該方法包括如下步驟,
[0031]固體燃料通過給料口由螺旋進(jìn)料器5加至還原反應(yīng)器3中,氣體燃料通過還原反應(yīng)器一級(jí)噴嘴I加至還原反應(yīng)器3中;還原反應(yīng)器3內(nèi)混合物料被由還原反應(yīng)器底部18及第一噴嘴I和第二噴嘴2供入的氣體流化,根據(jù)燃料的反應(yīng)特性通過流化氣量的調(diào)節(jié)和溢流裝置閥門的開關(guān)調(diào)整還原反應(yīng)器3內(nèi)流化狀態(tài);燃料與被流化的氧化態(tài)載氧體混合發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)得到由C02和水蒸氣組成的氣體產(chǎn)物,氣體產(chǎn)物經(jīng)過旋風(fēng)分離器4分離輸出,經(jīng)冷凝器19冷卻去除水分后,實(shí)現(xiàn)C02的富集捕捉;還原態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器11中部并被由氧化反應(yīng)器底部16及第三噴嘴14和第四噴嘴15供入的氣體流化,通過利用流化氣體中含有的O2發(fā)生氧化反應(yīng)再次得到氧化態(tài)載氧體,隨后經(jīng)氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器12氣固分離后,氧化態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器11底部;被氧化的載氧體經(jīng)下返料器17重新回到還原反應(yīng)器3,構(gòu)成雙流化床反應(yīng)器間的循環(huán)。
[0032]所述方法要求通過控制流化氣量使得氧化反應(yīng)器運(yùn)行于快速流化態(tài)。還原反應(yīng)器的運(yùn)行狀態(tài)則需要根據(jù)所用燃料的反應(yīng)特性進(jìn)行調(diào)整,對(duì)于反應(yīng)速率相對(duì)較慢的燃料可降低流化氣量使之運(yùn)行于鼓泡流化態(tài),而隨著燃料反應(yīng)速率的提高,還原反應(yīng)器也可以通過增大流化氣量運(yùn)行于湍動(dòng)流化態(tài)和快速流化態(tài)。
[0033]所述方法應(yīng)用流化床內(nèi)分層流化方法,通過合理控制各個(gè)分層的流化氣量加強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)各區(qū)域的氣-固、固-固混合強(qiáng)度,起到提高反應(yīng)效率和加快反應(yīng)速率的效果。
[0034]所述方法要求還原反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度為800?1000°C,氧化反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度為900?1100°C。應(yīng)注意防止溫度過使高燃料灰熔融造成流化操作困難。
[0035]實(shí)施例1
[0036]燃料選擇煤與天然氣(主要成分為CH4),循環(huán)床料選用鐵礦石,其所含載氧體的氧化態(tài)主要以Fe203形式存在,還原態(tài)則主要是以Fe304、FeO和Fe形式存在。由于氧化態(tài)載氧體與煤粉、天然氣在還原反應(yīng)器的設(shè)計(jì)工作條件下反應(yīng)速率相對(duì)較快,通過關(guān)閉還原反應(yīng)器溢流裝置6上設(shè)置的閥門使之作為快速流化床運(yùn)行,還原反應(yīng)器內(nèi)表觀氣速設(shè)定為
3.5?4m/s,氧化反應(yīng)器內(nèi)表觀氣速設(shè)定為4?4.5m/s。還原反應(yīng)器流化風(fēng)氣量分配為第二噴嘴5%?15%、第一噴嘴45%?55%、底部流化風(fēng)入口 35%?45%,氧化反應(yīng)器流化風(fēng)氣量分配為第四噴嘴15%?25%、第三噴嘴35%?45%、底部流化風(fēng)入口 35%?45%。
[0037]煤經(jīng)由還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料器5被送入還原反應(yīng)器3,還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料速度設(shè)定為0.5m/s,天然氣與流化氣體(水蒸氣)混合經(jīng)第一噴嘴I送入還原反應(yīng)器3中??刂七€原反應(yīng)器3內(nèi)溫度為1000±20°C,控制氧化反應(yīng)器11內(nèi)溫度為900±20°C。
[0038]煤與天然氣加入還原反應(yīng)器3后與第二噴嘴2、第一噴嘴I和還原反應(yīng)器底部18通入的水蒸氣以及氧化態(tài)載氧體共流化,劇烈混合的床內(nèi)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。煤在還原反應(yīng)器中首先發(fā)生熱解生成焦炭,焦炭與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成以H2和CO為主要成分的合成氣,合成氣與天然氣一同與氧化態(tài)載氧體發(fā)生反應(yīng)直接生成C02和水蒸氣;氣體產(chǎn)物(主要是C02和水蒸氣)從還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4輸出,在冷凝器19中分離出水分后輸出高濃度C02,實(shí)現(xiàn)了 C02的分離與捕捉。
[0039]還原態(tài)載氧體經(jīng)過還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4氣固分離后,經(jīng)下降管被送入還原反應(yīng)器返料器中7,隨后經(jīng)還原反應(yīng)器返料器返料斜管10被送回到氧化反應(yīng)器11的中部。在氧化反應(yīng)器中11,還原態(tài)載氧體(Fe304、Fe0和Fe)被由氧化反應(yīng)器第三噴嘴14、第四噴嘴15和氧化反應(yīng)器底部16送入的空氣流化,并且在此過程中被空氣中02所氧化重新生成氧化態(tài)載氧體(Fe203 )。經(jīng)氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器氣固分離后,欠氧空氣由上端逸出,氧化態(tài)載氧體則經(jīng)氧化反應(yīng)器返料器13被送至氧化反應(yīng)器底部,隨后流入下返料器中17,并被輸送回到還原反應(yīng)器3中進(jìn)行再次反應(yīng),形成載氧體的循環(huán)。
[0040]還原反應(yīng)器返料器7為相互連通的雙室結(jié)構(gòu),包括入料室與出料室,可以實(shí)現(xiàn)雙流化床反應(yīng)器間物料的可控循環(huán)并有效防止裝置內(nèi)氣體的竄混,通過通入返料器內(nèi)的流化氣體流量可以控制循環(huán)物料的通量。
[0041]實(shí)施例2
[0042]采用與實(shí)施例1相同的裝置,燃料選擇煤與生物質(zhì)混合燃料,選用鎳基載氧體(NiO)0由于氧化態(tài)載氧體(NiO)與所述混合燃料在還原反應(yīng)器所設(shè)計(jì)工作條件下的反應(yīng)速率相對(duì)較慢,通過打開還原反應(yīng)器溢流裝置6上設(shè)置的閥門使之作為鼓泡流化床運(yùn)行,還原反應(yīng)器內(nèi)表觀氣速設(shè)定為0.4?0.6m/s,氧化反應(yīng)器內(nèi)表觀氣速設(shè)定為4?4.5m/s。還原反應(yīng)器流化風(fēng)氣量分配為第二噴嘴5%?15%、第一噴嘴45%?55%、底部流化風(fēng)入口35%?45%,氧化反應(yīng)器流化風(fēng)氣量分配為第三噴嘴15%?25%、第四噴嘴35%?45%、底部流化風(fēng)入口 35%?45%。
[0043]混合燃料經(jīng)由還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料器5被送入還原反應(yīng)器3,還原反應(yīng)器螺旋進(jìn)料速度設(shè)定為0.5m/s??刂七€原反應(yīng)器3內(nèi)溫度為1000±20°C,控制氧化反應(yīng)器11為900±20°C。
[0044]還原反應(yīng)器生成的氣體產(chǎn)物(主要是C02和水蒸氣)從還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4輸出,在冷凝器19中分離出水分后輸出高濃度C02,實(shí)現(xiàn)C02的分離與捕捉。
[0045]還原態(tài)載氧體(Ni)混合有灰分經(jīng)過還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器4氣固分離后,經(jīng)下降管被送入還原反應(yīng)器返料器中7,隨后經(jīng)還原反應(yīng)器返料器的返料斜管10被送回到氧化反應(yīng)器11的中部。在氧化反應(yīng)器中11,還原態(tài)載氧體(Ni)被空氣中02所氧化再生為氧化態(tài)載氧體(NiO)。經(jīng)氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器氣固分離后,欠氧空氣由上端逸出,氧化態(tài)載氧體則經(jīng)氧化反應(yīng)器返料器13被送至氧化反應(yīng)器底部,隨后流入下返料器中17,并被輸送回到還原反應(yīng)器3中進(jìn)行再次反應(yīng),形成載氧體的循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙流化床氣固燃燒裝置,其特征在于,該裝置包括還原反應(yīng)器(3)和氧化反應(yīng)器(11); 還原反應(yīng)器(3)上部與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(4)相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(4)下端與還原反應(yīng)器返料器(7)上部一側(cè)相連接,還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(4)上端與冷凝器(19)相連;還原反應(yīng)器(3)中上部設(shè)置有溢流裝置(6)與返料下降管相連;還原反應(yīng)器返料器(7 )通過還原反應(yīng)器返料器返料斜管(10 )與氧化反應(yīng)器(11)相連;氧化反應(yīng)器(11)上部與氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(12)相連接,氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(12)下端與氧化反應(yīng)器返料器(13)上部一側(cè)相連接;氧化反應(yīng)器返料器(13)與氧化反應(yīng)器(11)底部相連;氧化反應(yīng)器(11)與還原反應(yīng)器(3 )由底部通過下返料器(17 )連接構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu),螺旋給料器(5 )用于給還原反應(yīng)器(3)供料,冷凝器(19)與還原反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(4)連接,用于分離輸出高濃度C02 (20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙流化床氣固燃燒裝置,其特征在于,還原反應(yīng)器(3)與氧化反應(yīng)器(11)分別在不同高度設(shè)置有兩級(jí)氣體噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙流化床氣固燃燒裝置,其特征在于,還原反應(yīng)器(3)通過對(duì)溢料裝置(6 )上所設(shè)置的閥門開關(guān)使之分別運(yùn)行于鼓泡流化態(tài)或湍流流化態(tài)或快速流化態(tài)。
4.一種雙流化床氣固燃燒方法,其特征在于,該方法包括如下步驟, 固體燃料通過給料口由螺旋進(jìn)料器(5)加至還原反應(yīng)器(3)中,氣體燃料通過還原反應(yīng)器一級(jí)噴嘴(I)加至還原反應(yīng)器(3)中;還原反應(yīng)器(3)內(nèi)混合物料被由還原反應(yīng)器底部(18)及第一噴嘴(I)和第二噴嘴(2)供入的氣體流化,根據(jù)燃料的反應(yīng)特性通過流化氣量的調(diào)節(jié)和溢流裝置閥門的開關(guān)調(diào)整還原反應(yīng)器(3)內(nèi)流化狀態(tài);燃料與被流化的氧化態(tài)載氧體混合發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)得到由C02和水蒸氣組成的氣體產(chǎn)物,氣體產(chǎn)物經(jīng)過旋風(fēng)分離器(4)分離輸出,經(jīng)冷凝器(19)冷卻去除水分后,實(shí)現(xiàn)C02的富集捕捉;還原態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器(11)中部并被由氧化反應(yīng)器底部(16)及第三噴嘴(14)和第四噴嘴(15)供入的氣體流化,通過利用流化氣體中含有的O2發(fā)生氧化反應(yīng)再次得到氧化態(tài)載氧體,隨后經(jīng)氧化反應(yīng)器旋風(fēng)分離器(12 )氣固分離后,氧化態(tài)載氧體被送回至氧化反應(yīng)器(11)底部;被氧化的載氧體經(jīng)下返料器(17)重新回到還原反應(yīng)器(3),構(gòu)成雙流化床反應(yīng)器間的循環(huán)。
【文檔編號(hào)】F23C10/00GK103776023SQ201410015069
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】耿察民, 鐘文琪, 金保昇, 邵應(yīng)娟, 陳岱琳 申請(qǐng)人:東南大學(xué)
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