專(zhuān)利名稱(chēng)：循環(huán)流化床反應(yīng)器的制作方法
本申請(qǐng)是1987年7月13日提交、序號(hào)為72597的申請(qǐng)的部份后續(xù)申請(qǐng)。
本發(fā)明是關(guān)于循環(huán)流化床反應(yīng)器的，其中將固體顆粒與煙氣分離，并循環(huán)回反應(yīng)器室內(nèi)。本發(fā)明也可用于燃?xì)獍l(fā)生器。
在已知的循環(huán)流化床反應(yīng)器中，煙氣是從反應(yīng)器室的上端排出，通過(guò)管道進(jìn)入旋風(fēng)分離器。夾帶的灰塵，未燃燒的固體燃料和其它比較粗糙的顆粒與熱的煙氣分離開(kāi)，并返回到反應(yīng)器室的底部。煙氣在由煙道排出之前，使它通過(guò)一個(gè)適合于去除細(xì)小顆粒的煙塵收集器。早期利用各種裝置已實(shí)現(xiàn)了煙塵顆粒的分離和收集。但這些裝置要求較大的空間和各部件相互連接的復(fù)雜流動(dòng)管線。至今還未實(shí)現(xiàn)將這些不同的部件和功能匯集在一個(gè)緊湊的體系內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明提供的反應(yīng)器，將有關(guān)的部件匯集在一個(gè)由夾帶固體的氣體中分離固體的垂直過(guò)濾管容器內(nèi)。這些管是用帶孔的超級(jí)合金或陶瓷制成，這些管裝在一個(gè)過(guò)濾器內(nèi)，該過(guò)濾器與反應(yīng)器室背對(duì)背安裝，這些過(guò)濾管被用來(lái)凈化煙氣。
在某些應(yīng)用中，將予分離器置于過(guò)濾器之上，而該過(guò)濾器又直接與煙氣排泄管口連接。因此，予分離器與反應(yīng)器室的上端形成背對(duì)背安裝。該予分離器被用來(lái)分離進(jìn)入過(guò)濾管之前的煙氣中比較粗糙的顆粒，并把它們返回到反應(yīng)器室內(nèi)。當(dāng)氣體通過(guò)帶孔管時(shí)，較小的固體顆粒從夾帶固體的氣體中分離出來(lái)。這些固體保留在管內(nèi)，并沿著管的內(nèi)壁由殘余的氣體流動(dòng)通過(guò)管道將其輸送回反應(yīng)器內(nèi)。正如美國(guó)專(zhuān)利US4584003中所述。當(dāng)氣體通過(guò)帶孔的管壁時(shí)，過(guò)濾器裝置的結(jié)構(gòu)和功能起到一個(gè)徹底的凈化作用，該專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容在此作為參考。
此外，按照本發(fā)明，用兩種不同型式的予分離器，保持反應(yīng)器的緊湊性。第一種型式中，過(guò)濾管在傾斜壁上伸入到與煙氣排泄口相連通的區(qū)域內(nèi)。這些管的上端局部密封。以這種方式，在煙氣改變方向時(shí)，將粗糙顆粒分離出，并沉積在形成過(guò)濾器套頂部的傾斜壁上，而后輸送回反應(yīng)器室內(nèi)。夾帶較小固體顆粒的氣體流入過(guò)濾管內(nèi)，并通過(guò)在套內(nèi)形成的多個(gè)間隔層，每個(gè)間隔層都與容器的凈化氣體出口連接。
在另一種型式中，予分離器包括一個(gè)安裝在過(guò)濾器套頂部的旋風(fēng)分離器。入口管與氣體排泄口連通，以切線方向?qū)怏w送入旋風(fēng)分離器內(nèi)。分離器的內(nèi)管向上延伸入旋風(fēng)分離器內(nèi)，并通過(guò)傾斜壁通向與過(guò)濾管連通的室。固體顆粒降落在傾斜壁上而返回到反應(yīng)器室內(nèi)，而氣體流入向上伸出的管內(nèi)，并通過(guò)過(guò)濾管與夾帶的固體顆粒分離開(kāi)。
根據(jù)上文，在某些應(yīng)用中，反應(yīng)器室和過(guò)濾器套與位于過(guò)濾器套頂部的予分離器一起，呈背對(duì)背形式，并以此形成緊湊的整體容器。以這種方式，將可組合在一起形成整體的反應(yīng)器和過(guò)濾器套封閉在一個(gè)加壓容器內(nèi)。
本發(fā)明的另一種型式，一對(duì)過(guò)濾器套可位于反應(yīng)器室的相對(duì)面上。這樣，每個(gè)過(guò)濾器套與中間的反應(yīng)器室形成背對(duì)背的關(guān)系。每個(gè)過(guò)濾器套都有一個(gè)前文所述兩種型式中的任何一種型式的予分離器，視不同用途而定。每個(gè)過(guò)濾器套都有出口導(dǎo)管，可將來(lái)自過(guò)濾管和套之間的干凈氣體從外部輸送到容器內(nèi)。在任一予分離器中被分離的固體顆粒，因重力作用沿傾斜壁落入中心反應(yīng)器室內(nèi)，而由過(guò)濾管中夾帶固體顆粒的氣體中分離出的固體顆粒流向反應(yīng)器室底部，回到反應(yīng)器室內(nèi)。
本發(fā)明的另一種型式中，無(wú)論反應(yīng)器室和過(guò)濾器套是呈背對(duì)背關(guān)系，還是過(guò)濾器套跨立在反應(yīng)器室兩邊，粗糙顆粒都可通過(guò)構(gòu)成過(guò)濾器組合裝置的分立管道重新循環(huán)。過(guò)濾器組合裝置的分立管道內(nèi)的粗糙顆?？膳c流過(guò)其它過(guò)濾器管道的粒塵顆粒重新匯合，流入燃料室?；蛘?，將粗糙顆粒和細(xì)小顆粒分別輸入燃燒室內(nèi)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，將反應(yīng)器室和過(guò)濾器套密封在耐壓容器、最好為筒形容器內(nèi)。也可向反應(yīng)器提供壓縮空氣，將被凈化的燃料氣用于燃?xì)廨啓C(jī)。可進(jìn)而理解到本發(fā)明的原理同樣適用于燃?xì)獍l(fā)生器，而不是流化床反應(yīng)器。
在某些流化床反應(yīng)器應(yīng)用中，固體顆?？赡苷硿谶^(guò)濾管的內(nèi)表面上，致使管道被堵塞，使氣體流過(guò)管道時(shí)受阻。在出氣管處提供壓力脈沖，以瞬息間地改變氣體流過(guò)帶孔管的方向，可松動(dòng)粘滯在內(nèi)管表面上的顆粒，說(shuō)明這些顆粒在管子上發(fā)揮了有益的清洗作用。在某些應(yīng)用中，固體顆粒移過(guò)管子時(shí)的清洗作用可凈化管子，并清除掉堵塞在孔隙上的物料。因此，在某些應(yīng)用中，可不使用予分離器，而在另一些應(yīng)用中，被予分離器分離出的較大顆?？捎幸庾R(shí)地引導(dǎo)流過(guò)過(guò)濾管，使其擦拭管的內(nèi)壁，以保持該表面干凈。尤其是，擴(kuò)大帶孔管的入口通道，增加流過(guò)管的顆粒、特別是較大顆粒的量，以達(dá)到凈化管子的目的，最后顆粒又返回到流化床燃燒室內(nèi)。
在本發(fā)明的另一種型式中，過(guò)濾器套是由多個(gè)帶孔板構(gòu)成，這一板在一面上有許多突出的棱，將這些板垂直地一個(gè)個(gè)排列起來(lái)時(shí)，棱的自由邊緣與相鄰板的背面連接，形成許多通道。一些通道與過(guò)濾器頂器的過(guò)濾器套的進(jìn)氣口連通，使氣體流過(guò)通道和孔板，進(jìn)入由鄰近板形成的其它通道中。后面這些通道在過(guò)濾器套的頂部和底部密封住，并有連通導(dǎo)管收集經(jīng)過(guò)這些通道，流向干凈氣體出口的被過(guò)濾的干凈氣體。過(guò)濾器套也可由堅(jiān)硬的多孔的帶孔材料制成，這樣，氣體可流過(guò)與套頂部氣體入口相連通的那些孔，并穿過(guò)帶孔過(guò)濾器套，進(jìn)入那些在套的頂部或底部密封的孔內(nèi)，使干凈氣體流入干凈氣體出口。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體優(yōu)選方案，提供了一循環(huán)流化床反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括限定直立的反應(yīng)器室的裝置，在接近反應(yīng)器頂部處有一個(gè)排氣口，在鄰近反應(yīng)器下部至少有一個(gè)從氣體中分離出的顆粒入口。該方案同時(shí)提供了一個(gè)過(guò)濾器套和構(gòu)成多個(gè)垂直延伸、水平間隔的通道的裝置，這些構(gòu)成通道的裝置一部份由帶孔材料制成，并安裝在套內(nèi)。套和反應(yīng)器室彼此之間背對(duì)背設(shè)置。該套帶有與排氣口連通的進(jìn)氣口和通道，與固體顆粒入口連通的固體顆粒出口，至少一個(gè)干凈氣體出口和位于套中與一個(gè)干凈氣體出口連通，使氣體流過(guò)有一個(gè)干凈氣體出口的通道的帶孔材料的裝置。
在本發(fā)明的某些應(yīng)用的優(yōu)選型式中，進(jìn)氣口包括限定通道入口的開(kāi)口大于通道內(nèi)徑的裝置，以使固體顆粒沿通道的內(nèi)表面進(jìn)行擦拭作用以減少堵塞。入口的開(kāi)口裝置最好用漏斗形部件，與當(dāng)入口開(kāi)口與通道內(nèi)徑相同時(shí)流過(guò)通道的固體顆粒量相比，這樣可增加固體顆粒的流通量，即每個(gè)通道入口的組合橫截面要大于通道的組合橫截面，以增強(qiáng)固體顆粒沿通道內(nèi)表面的擦拭能力。
本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種對(duì)來(lái)自流化床器的、夾帶有固體顆粒的氣體進(jìn)行固體分離的方法，該法包括如下步驟加工由多個(gè)帶孔材料的間隔通道構(gòu)成的過(guò)濾器，將該過(guò)濾器安裝在套內(nèi)，將套與反應(yīng)室背對(duì)背安裝，使夾帶固體顆粒的氣體通過(guò)反應(yīng)器中的排氣口，并進(jìn)入使氣體通過(guò)多孔材料達(dá)到凈化的通道，收集流過(guò)多孔材料的干凈氣體，并把從通道內(nèi)氣體分離出的固體顆粒返回到反應(yīng)室內(nèi)。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種新穎的和改進(jìn)的、帶分離器的緊湊循環(huán)流化床反應(yīng)器，特別是提供一種帶有適用于加壓燃燒或其它工藝過(guò)程的循環(huán)流化床反應(yīng)器，以及使反應(yīng)器運(yùn)行的方法。
參照如下說(shuō)明、權(quán)利要求書(shū)和附圖，可更加明確本發(fā)明的上述及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是按本發(fā)明優(yōu)選方案構(gòu)成的循環(huán)流化床反應(yīng)器的垂直截面圖;
圖2是圖1反應(yīng)器中予分離器部份的局部放大截面圖;
圖3是圖1反應(yīng)器由A-A線剖視的截面圖;
圖4是與圖1相似的本發(fā)明的另一實(shí)施方案;
圖5是圖4按C-C線剖視的截面圖;
圖6是與圖1相似的本發(fā)明的另一實(shí)施方案;
圖7是圖6中按D-D線剖視的截面圖;
圖8是與圖1相似的本發(fā)明的又一實(shí)施方案;
圖9是圖8中按E-E線剖視的截面圖;
圖10是與圖1相似的本發(fā)明的又一實(shí)施方案;
圖11是本發(fā)明的又一實(shí)施方案;
圖12是與圖1相似的本發(fā)明的又一實(shí)施方案;
圖13是圖12中按A-A線剖視的放大截面圖。
下面對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提交的和優(yōu)選的實(shí)施方案，實(shí)例如附圖所示。
先對(duì)照附圖，特別是圖1說(shuō)明循環(huán)反應(yīng)器1。反應(yīng)器1包括基本上垂直的反應(yīng)器室2。該反應(yīng)器室有一個(gè)多邊角狀的前壁3(從圖3可清楚看出)和一個(gè)平面的后壁。前壁3和后壁4分別為水冷卻，并由垂直延伸管按常規(guī)方式構(gòu)成。過(guò)濾器套5與反應(yīng)器室2以背對(duì)背方式安裝，因此，反應(yīng)器的后壁4形成了過(guò)濾器套的壁。多邊角狀的半環(huán)形壁6與壁3相似，但與其反向，構(gòu)成套5的水冷卻壁。過(guò)濾器套5包括一塊封住套上端的壁或板8，壁8安裝在反應(yīng)器1頂壁9的下面，并向反應(yīng)器室傾斜。在壁8上設(shè)置多個(gè)開(kāi)口，并做為固定板，固定在多個(gè)過(guò)濾管10的上端，該過(guò)濾管10為氣體通道。如圖所示，管10垂直安裝在套5內(nèi)。套5的底端為帶出口12的漏斗狀底部11，通過(guò)此出口，固體顆粒從套5排出。過(guò)濾管10的底端連接到下結(jié)構(gòu)管板16上。套5由中間管板13、14和15分隔成多個(gè)疊加的間隔層。過(guò)濾管10的上端伸出傾斜板8，管的開(kāi)口由罩17蓋住，如圖2所示。這樣可避免固體顆粒直接進(jìn)入管中。開(kāi)口33設(shè)置在罩17下面的管子上端，使氣體能夠進(jìn)入管中，因此管子的上端被部份地密封。
管10是由燒結(jié)陶瓷材料制成，除了管板8和13之間的部份外都是帶孔的。氣體不能穿透處于管板8和13之間的管。在管板13-16之間間隔層18、19和20處分別設(shè)置排氣口21、22、23。
在反應(yīng)器室較低處設(shè)置循環(huán)固體的入口24。利用立管25和回旋密封26(loopseal26)將過(guò)濾器套底部出口12與反應(yīng)器室固體入口連接起來(lái)。
輸送空氣的導(dǎo)管27與格柵29下面的壓力通氣系統(tǒng)28連接，將外界的壓縮空氣送入通氣系統(tǒng)。圖中標(biāo)號(hào)30和31為供料器，將燃料、如煤和添加劑如石灰石送入格柵29上面的反應(yīng)器內(nèi)。
夾帶著固體顆粒的煙氣通過(guò)反應(yīng)器頂壁9和傾斜的上管板8之間形成的開(kāi)口32，離開(kāi)反應(yīng)器室2，流入由過(guò)濾管10所限定的通道。當(dāng)流入管10中時(shí)，氣體通過(guò)罩17下面的開(kāi)口33，并突然改變方向，分離出氣體中較粗糙的一部份顆粒。這些粗糙固體顆粒集中在傾斜管板8上，然后在重力作用下沿著板表面向下滑動(dòng)，并沿后壁4落入反應(yīng)器室。
進(jìn)入過(guò)濾管并向下沿通道流動(dòng)的一部份煙氣穿過(guò)第一氣體間隔層18中的帶孔管壁，而使固體顆粒沿管內(nèi)側(cè)留下來(lái)。
另一部份煙氣將通過(guò)第二氣體間隔層19中的帶孔管壁，殘余部份的煙氣將通過(guò)第三氣體間隔層20中的帶孔管壁。管外表面和過(guò)濾器套間隔層內(nèi)表面之間空隙中的氣體由干凈氣體出口21、22和23排出，并通過(guò)管道輸送到氣輪機(jī)內(nèi)，(圖中未示出)。
從氣體中分離出來(lái)的細(xì)小顆粒向下降落或由向下流動(dòng)的氣體或較粗糙顆粒推動(dòng)到過(guò)濾器套的底部，從固體顆粒出口12排出。固體顆粒通過(guò)立管25和回旋密封26返回到反應(yīng)器室2內(nèi)。主要由灰塵構(gòu)成的特殊物料從回旋密封或反應(yīng)器室底端通過(guò)導(dǎo)管34和35排出。被除去的物料在灰塵冷卻器36內(nèi)冷卻。
整個(gè)反應(yīng)器室2，過(guò)濾器裝置37、立管25，回旋密封26和灰塵冷卻器36都封裝在耐壓容器7中，由送入反應(yīng)器室內(nèi)的同一空氣給該容器施加壓力、由于作用在這些部件的內(nèi)外壓力相等，所以它們沒(méi)有必要做成耐壓的。過(guò)濾器套的壁由水壁管構(gòu)成，因此具有高熱阻。
圖4和圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施方案，其結(jié)構(gòu)和操作基本與圖1-3所示方案相似。下面將只描述那些與圖1-3所示方案有區(qū)別的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特征。在圖4和圖5使用相同的附圖標(biāo)號(hào)，以標(biāo)明與圖1-3中相同或基本相同的部件。
圖4和圖5所示的本發(fā)明實(shí)施方案包括過(guò)濾器套5和反應(yīng)器室2彼此之間呈背對(duì)背設(shè)置。反應(yīng)器室的壁和過(guò)濾器套壁之間形成一圓柱形截面的容器，如圖5所示。兩個(gè)平行的旋風(fēng)分離器40固定在過(guò)濾器套上，將反應(yīng)器室與過(guò)濾器裝置37有效地連接起來(lái)。每個(gè)旋風(fēng)分離器都包括一個(gè)構(gòu)成環(huán)狀分離器室42的圓周壁41。進(jìn)氣口管43從切線方向連接到每個(gè)分離器室上。分離器入口管43與設(shè)置在反應(yīng)器室后壁4上的兩個(gè)排泄開(kāi)口44連接，以便從反應(yīng)器室排出氣體。分離器室42的上端由頂壁9密封。傾斜壁或板46安裝在過(guò)濾器套上構(gòu)成分離器室的底部。中心管47伸入到每個(gè)分離器通道內(nèi)，并與底連接。在分離器室的圓周壁和位于分離器底附近后壁4上的開(kāi)口48，構(gòu)成被分離固體顆粒的出口。構(gòu)成氣體通道的多個(gè)平行過(guò)濾管10垂直安裝在過(guò)濾器套內(nèi)。這些管的端部連接到上管板13上，形成支撐管10的結(jié)構(gòu)連接。另外兩個(gè)中間管板14和15將過(guò)濾器套分成間隔層。過(guò)濾器套的頂部低于傾斜壁或板46，形成入口室49，它將來(lái)自旋風(fēng)分離器的氣體分配到過(guò)濾管10中。
在運(yùn)行中，夾帶有固體顆粒的煙氣通過(guò)位于反應(yīng)器室上端的排氣口44排出，固體物料中的粗糙部份在分離器室的氣流區(qū)處被分離開(kāi)，并落到室的底壁46處。聚集在底壁46上的物料在重力作用下由傾斜面上滑下，通過(guò)固體口48落到反應(yīng)器室內(nèi)。
已分離出粗糙顆粒的氣體，通過(guò)排氣口管47由分離室42排入過(guò)濾器裝置的入口室49內(nèi)，該裝置將氣體分配到各個(gè)過(guò)濾管。氣體流過(guò)帶孔的過(guò)濾管，在裝置外匯合。較小的顆粒隨著部分氣體再返回到反應(yīng)器室，如對(duì)圖1-3方案中相關(guān)部份的描述。
下面參照?qǐng)D6和7說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。該方案在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上與圖1-3和4-5中的方案相似。下面將只說(shuō)明本方案與其它方案有區(qū)別的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特征。圖6和7中所用標(biāo)號(hào)與圖1-3中所用一致，用來(lái)標(biāo)明相同或基本相同的部件。
圖6中，反應(yīng)器室2為中心室或柱，其下面有一個(gè)格柵29，供料器30和31，將煤或其它燃料送入此處，以便在室內(nèi)燃燒。在格柵29下面，有一個(gè)送風(fēng)系統(tǒng)28，反應(yīng)器室2的上部由壁9密封。
根據(jù)本發(fā)明的這一方案，在反應(yīng)器室2的相對(duì)兩邊安裝一對(duì)過(guò)濾套5，兩者結(jié)構(gòu)完全一樣，互為對(duì)方鏡像。每個(gè)過(guò)濾套5都有多個(gè)直立的過(guò)濾管10，傾斜壁或板8支撐在它們的上端，管10的上端以圖2所示方式，用罩17蓋住。用板13、14、15和16將過(guò)濾套5分隔成單個(gè)疊加的間隔層18、19、20。套5內(nèi)過(guò)濾管10周?chē)目臻g部份與干凈氣體出口21、22和23連通。過(guò)濾套5下部通過(guò)帶有出口12的底部11與反應(yīng)器室連通，出口12又通過(guò)立管25和回旋密封26與反應(yīng)器室連通。
本發(fā)明此型式的運(yùn)行與前述方案類(lèi)似。重要的是過(guò)濾套與反應(yīng)器室2呈跨裝式安裝，每個(gè)過(guò)濾套又都與反應(yīng)器室呈背對(duì)背的形式，以此使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。
下面參照?qǐng)D8和9說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。該方案在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上與圖1-3和4-5的方案類(lèi)似，下面只說(shuō)明該方案與其它方案在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上的不同特征。圖8和9中所用標(biāo)號(hào)與圖1-3中的相同，以標(biāo)明相同或基本相同的部件。
圖8中，反應(yīng)器室和過(guò)濾器套的安裝與圖1-3和4-5中相似，呈背對(duì)背形式。安裝在傾斜壁46頂部的旋風(fēng)分離器40，在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上與圖4方案中的旋風(fēng)分離器相似。在此方案中，安裝在過(guò)濾套上的傾斜壁板46形成分離器室的底部。構(gòu)成氣體通道的多個(gè)平行過(guò)濾管10垂直安裝在過(guò)濾套內(nèi)，與圖4-5方案相似，只是用與其余管10相同的帶孔材料制成的一對(duì)大直徑或截面的管100延伸至套的全長(zhǎng)。管10和100的上端與上管板13連接，形成支撐管10的結(jié)構(gòu)連接。另外兩個(gè)中間管板14和15將過(guò)濾套分成間隔層。在傾斜壁或板46下面的過(guò)濾器套頂部形成入口室49，將來(lái)自旋風(fēng)分離器的氣體分配到各個(gè)過(guò)濾管10內(nèi)。大面積管100的上端穿過(guò)傾斜壁46，以接收滑下壁46的粗糙顆粒。管10和100的下端伸入具有出口12的同一個(gè)漏斗11內(nèi)，該出口12通過(guò)立管25和回旋密封26與反應(yīng)器室連通。
在運(yùn)行中，夾帶有固體顆粒的煙氣通過(guò)位于反應(yīng)器室上端的排泄口44排出，粗糙部份的顆粒在分離器室的氣流區(qū)被分離開(kāi)，落到室的底壁46上。在傾斜壁46上收集的物料在重力作用下滑下傾斜面進(jìn)入到過(guò)濾管100的上部開(kāi)口端。
已分離出粗糙顆粒的氣體，經(jīng)排氣口管47，由分離室43排到過(guò)濾器裝置的入口室49內(nèi)，并被分配到各過(guò)濾管10內(nèi)。氣體流過(guò)帶孔的過(guò)濾管10和100，在裝置外匯集。較小和較大顆粒隨部份氣體通過(guò)漏斗11，出口12，立管25和回旋密封26返回到反應(yīng)器室內(nèi)。粗糙的和細(xì)小的固體顆粒也可被分別送入燃料室內(nèi)。
應(yīng)清楚地理解到，圖4-5，6-7和8-9所示的兩種方案中，這些裝置都可封裝在與圖1方案中相似的壓力容器內(nèi)。
同樣也應(yīng)理解到，本發(fā)明可在沒(méi)有任何從氣體中分離粗糙顆粒的予分離器的情況下實(shí)施。因此，無(wú)論這些予分離器是如圖4-5所示方案中的旋風(fēng)分離器還是圖1-3所示方案中的帶罩過(guò)濾管裝置，都可去掉。粗糙物料可流過(guò)過(guò)濾管，擦拭過(guò)濾面，以此保持過(guò)濾管干凈。
對(duì)那些不需用予分離器的應(yīng)用，仍屬本發(fā)明實(shí)施方案。圖10示出與圖1所示反應(yīng)器類(lèi)似的流化床反應(yīng)器。在圖10所示方案中，一個(gè)入口管結(jié)構(gòu)使大量顆粒流過(guò)帶孔管，從而提高了顆粒向下流過(guò)過(guò)濾管110時(shí)的擦拭清洗作用。這種型式中，與圖1類(lèi)似，反應(yīng)器室102和過(guò)濾器套105也是背對(duì)背地安裝，由壁104隔開(kāi)。過(guò)濾套105包括一個(gè)上傾斜壁或板108。板108上設(shè)置多個(gè)開(kāi)口133，并作為固定板，固定在過(guò)濾管110的上端。輸送夾帶固體顆粒的氣體到管110內(nèi)的開(kāi)口133通常為漏斗狀，上端開(kāi)口較大。漏斗狀開(kāi)口133的向下的較小開(kāi)口與帶孔管110連接。漏斗狀開(kāi)口的這種取向和安排，使大量固體顆粒能夠流入管中并干洗或擦拭管的內(nèi)表面，基本上減少或排除顆粒堵塞帶孔管的現(xiàn)象。位于漏斗133上端的較大開(kāi)口最好與傾斜壁108同高，雖明確知道管入口的擴(kuò)大漏斗部分可伸到傾斜板108之上。與漏斗狀入口133下端管的組合截面相比，漏斗狀開(kāi)口133截面只要增大到能接收氣體和固體顆粒就可以了。這就增加了流速和固體顆粒流過(guò)過(guò)濾管的量，也因此增加了顆粒沿管內(nèi)表面的擦拭或清洗作用。
從圖10可知板108是傾斜的，這樣顆?？恐亓ρ刂宸祷氐搅骰卜磻?yīng)器102的燃燒室內(nèi)。當(dāng)然，如需要使來(lái)自反應(yīng)器燃燒室的所有顆粒流入到過(guò)濾管內(nèi)的話，板108也可以呈水平狀或向相反方向傾斜。
正如上述各方案，排氣口121和122與由過(guò)濾管110之間的空間或區(qū)域所構(gòu)成的室相連通。因此，流過(guò)帶孔管的一部分氣體進(jìn)入到管之間的室內(nèi)，并通過(guò)排氣口通道121和122從反應(yīng)器排出。流經(jīng)管子的固體顆粒流入漏斗狀底部11并排入立管125和回旋密封內(nèi)。與上述各方案一樣，所述裝置可封裝在耐壓容器內(nèi)。
下面說(shuō)明圖11的方案。反應(yīng)器室202與過(guò)濾器套205呈背對(duì)背安裝，中間由共用壁204隔開(kāi)。在這個(gè)應(yīng)用中，當(dāng)氣體沿著反應(yīng)器上壁209和過(guò)濾器套上板208之間的彎曲通道232送入時(shí)，靠離心力達(dá)到予分離。在此型式中，上板208沿離開(kāi)反應(yīng)器202的方向和氣體流向的反應(yīng)器邊壁一側(cè)，向下傾斜。因此，粗糙固體顆粒沿彎曲壁232與部份氣體經(jīng)通道239返回到反應(yīng)器的燃燒室內(nèi)。此外，氣體和固體顆粒也流經(jīng)設(shè)置在傾斜壁208上的漏斗狀開(kāi)口233。漏斗狀開(kāi)口233相對(duì)于傾斜壁208的安裝設(shè)置與上述方案相同。排氣口室221和222與過(guò)濾管210之間的室相連通。
因此，在運(yùn)行中，氣體一開(kāi)始沿彎曲壁232流動(dòng)就進(jìn)行予分離，使較大或較粗糙的固體顆粒與部份氣體流過(guò)通道239而返回到反應(yīng)器202。另一部份氣體和顆粒進(jìn)入漏斗狀開(kāi)口233，并流入帶孔的過(guò)濾管210內(nèi)。與上述方案一樣，氣體沿著由管限定的通道流動(dòng)，并通過(guò)帶孔管進(jìn)入由板214和215分隔的室內(nèi)，隨后流出排氣口221，223和222。顆粒沿過(guò)濾管的內(nèi)表面流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生洗刷擦拭作用，保持帶孔管的孔基本上沒(méi)有堵塞物料。和上述方案一樣，流過(guò)管210的固體顆粒進(jìn)入漏斗狀區(qū)211，通過(guò)立管和回旋密封返回到反應(yīng)器。
圖11所述方案特別適用于大量顆粒循環(huán)過(guò)程，圖10的方案則較適合于有限量顆粒循環(huán)過(guò)程。
在圖12和13所示方案中，用由一系列帶孔板制成的過(guò)濾器代替過(guò)濾管。圖12中，反應(yīng)器室302與過(guò)濾器套305呈背對(duì)背安裝。與上述方案一樣，過(guò)濾器套305的低端有一個(gè)固體顆粒收集室311和將固體顆粒輸送回反應(yīng)室的立管325。
此型式如圖12所示，過(guò)濾器套305包含一系列基本垂直的延伸板334，每塊板有從板的一面橫向突出的棱332。當(dāng)板與板之間垂直相鄰排列時(shí)，很明顯，棱332的自由邊緣接合在毗鄰板的背面，即與該板上無(wú)棱的一面相接。以此方式，板和棱之間構(gòu)成一系列水平間隔的通道335和336。最好，交錯(cuò)排列通道的上端，即圖12中的333處是開(kāi)口的，向過(guò)濾器套305中的進(jìn)氣口區(qū)域敝開(kāi)。通道335的低端開(kāi)向固體顆粒收集室311。其它通道336(與通道335交錯(cuò))，在其上下底部密封。但出口導(dǎo)管321與每個(gè)密封的通道336連通，以便從通道336中排出干凈氣體，并將其引到未示出的干凈氣體出口。把入口限定到板上的上表面是傾斜的，與上述方案一樣，可予分離較大顆粒，并使其流回到反應(yīng)器室302。
在運(yùn)行中，來(lái)自反應(yīng)室302的煙氣流過(guò)氣體入口到過(guò)濾器套，特別是進(jìn)入過(guò)濾器套上端的通道開(kāi)口335。來(lái)自通道335的氣體通過(guò)垂直的帶孔板進(jìn)入通道336，達(dá)到氣固分離。通道336中的干凈氣體通過(guò)導(dǎo)管321經(jīng)干凈氣體出口排出。通道335中被分離的固體顆粒繼續(xù)向下流到固體顆粒收集室311，并返回到燃燒室內(nèi)。
應(yīng)清楚地理解到，其它型式的過(guò)濾器也在本發(fā)明如圖12和13所示的范圍之內(nèi)。例如，可采用彼此之間間隔的、不帶棱的帶孔板，相互交錯(cuò)排列構(gòu)成通道335和336的型式。對(duì)煙氣或干凈氣都可利用板本身帶有通道的帶孔板。例如，可利用制有孔洞的帶孔材料板塊，氣體可從進(jìn)氣口流過(guò)某些孔洞，并通過(guò)帶孔材料進(jìn)入另一些孔洞，然后從過(guò)濾器流出。
應(yīng)清楚地理解到，用結(jié)構(gòu)緊湊并能用于壓力容器中的循環(huán)流化床反應(yīng)器可完全實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)用和優(yōu)選的方案對(duì)本發(fā)明作了描述說(shuō)明，應(yīng)理解本發(fā)明并不受限于所公開(kāi)的方案，恰恰相反，各種改進(jìn)的和等效的裝置都在所附權(quán)利要求的精神范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床反應(yīng)器，包括一直立反應(yīng)器室(2，102，202，302)，該反應(yīng)器室具有--與其上端連接的至少一個(gè)排氣口(32，33，144，244，344)，--與其下端連接的至少一個(gè)被與氣體分離的固體顆粒入口(24，124，224，324)，其特征在于--與所說(shuō)反應(yīng)器室以背對(duì)背方式安裝的過(guò)濾器套(5，105，205，305)，--構(gòu)成多個(gè)基本垂直延伸、水平間隔的通道(10，110，210，335)的裝置，部分由帶孔材料制成，并安裝在所說(shuō)的過(guò)濾器套內(nèi)，和--所說(shuō)的過(guò)濾器套裝有一個(gè)進(jìn)氣口(33，47，133，233，333)，該入口與所說(shuō)的排氣口和所說(shuō)的通道連通，一個(gè)固體顆粒出口(12，112，212，312)與所說(shuō)的固體顆粒入口開(kāi)口和所說(shuō)的通道連通，和至少一個(gè)干凈氣體出口(21，121，221，321)及引導(dǎo)氣體流過(guò)所說(shuō)帶孔材料通道至所說(shuō)干凈氣體出口的連通裝置(18，118，218，336)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的構(gòu)成通道的裝置包括至少一個(gè)帶孔管(10，110，210)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的構(gòu)成通道的裝置包括多個(gè)帶孔管(10，110，210)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的連通裝置包括多個(gè)疊加的間隔層(18，19，20)，帶孔管延伸穿過(guò)該間隔層，該間隔層接收流過(guò)帶孔管的氣體，并使該氣體流入干凈氣體出口(21，22，23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的構(gòu)成通道的裝置包括至少一個(gè)帶孔板(334)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的構(gòu)成通道的裝置包括多個(gè)帶有多個(gè)棱(332)的帶孔板，該棱從板的一面橫向伸出，構(gòu)成部分通道(335)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的帶孔板(334)沿與每塊板的棱(332)基本垂直的方向排列，該棱從板上橫向接合在鄰近板上無(wú)棱的一面上，構(gòu)成多個(gè)通道(335，336)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于，分離裝置(40)安裝在排氣口和進(jìn)氣口之間，以分離套上游的固體和氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的分離裝置包括使被分離的固體返回到反應(yīng)器而向反應(yīng)器室傾斜的壁(46)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的分離裝置(42)包括至少一個(gè)帶旋風(fēng)室的旋風(fēng)分離器(40)，一個(gè)在旋風(fēng)分離室低部并與反應(yīng)器室連通的固體顆粒出口(48)，和一個(gè)伸入旋風(fēng)室內(nèi)的排氣口管(47)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的構(gòu)成通道的裝置包括多個(gè)向上伸出傾斜板(46)的帶孔管(10)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的反應(yīng)器，其特征在于在帶孔管向上伸出部分的端部裝有部分密封的裝置(17)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)通道的進(jìn)氣口(133，233)的開(kāi)口比通道的內(nèi)徑要大，使固體顆粒沿通道的內(nèi)表面進(jìn)行擦拭。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的反應(yīng)器，其特征在于所說(shuō)的入口的開(kāi)口(133，233)一般為漏斗狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于設(shè)置的水冷卻裝置至少是部分反應(yīng)器室的壁和過(guò)濾器的套。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于將僅說(shuō)的反應(yīng)器室和所說(shuō)的過(guò)濾器套設(shè)置在操作壓力比環(huán)境壓力大的壓力容器(7)內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于設(shè)置連接固體顆粒出口(12)和固體顆粒入口開(kāi)口(24)的立管(25)和回旋密封(26)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器室的第二面上，以背對(duì)背形式設(shè)置第二過(guò)濾器套，而第一過(guò)濾器套以背對(duì)背形式設(shè)置在該反應(yīng)器室的第一面上。
19.一種分離來(lái)自流化床反應(yīng)器室、夾帶有固體顆粒的氣體的方法，其特征在于-制出由多孔材料制成的多個(gè)間隔通道構(gòu)成的過(guò)濾器，-將該過(guò)濾器安裝在套內(nèi)，-將所說(shuō)的套與反應(yīng)器室以背對(duì)背形式安裝，-使夾帶固體顆粒的氣體流過(guò)反應(yīng)器室的排氣口，進(jìn)入通道，然后通過(guò)帶孔材料得到凈化。-收集通過(guò)帶孔材料的干凈氣體，-將在通道內(nèi)與氣體分離的固體顆粒返回到所說(shuō)的反應(yīng)器室。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于氣體流入通道之前，先在套的上游氣體中分離粗糙的顆粒。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于被分離出的粗糙顆粒沿著安裝在套頂部的壁，靠重力返回反應(yīng)器室。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于被分離的粗糙顆粒流過(guò)過(guò)濾器套的至少一個(gè)通道，而較細(xì)的固體顆粒則流過(guò)該套的其它通道。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于被分離的粗糙顆粒和細(xì)小顆粒流過(guò)通道之后，混合返回反應(yīng)器室。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于反應(yīng)器是在比環(huán)境壓力大的壓力下運(yùn)行。
全文摘要
一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器，包括一個(gè)分離和循環(huán)由煙氣夾帶的細(xì)小顆粒的過(guò)濾器裝置，過(guò)濾器裝置的套有多個(gè)垂直安裝有陶瓷過(guò)濾管。反應(yīng)器室和過(guò)濾器套以對(duì)背對(duì)背形式安裝，兩者之間有一個(gè)共同的壁。設(shè)置連接反應(yīng)器室和過(guò)濾器裝置的分離粗糙顆粒的預(yù)分離器。反應(yīng)器、分離器和過(guò)濾器裝置封裝在圓筒狀耐壓容器內(nèi)。反應(yīng)器室和過(guò)濾器套的壁可由水冷卻。另一種型式中，過(guò)濾器由多個(gè)帶棱的帶孔板構(gòu)成，帶棱的板與鄰近板接合構(gòu)成通過(guò)過(guò)濾器的通道。
文檔編號(hào)F23J3/04GK1031485SQ8810601
公開(kāi)日1989年3月8日 申請(qǐng)日期1988年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月13日
發(fā)明者?？恕ざ魉固佚? 于漢尼·伊薩克森 申請(qǐng)人:阿爾斯特羅姆公司