3環(huán)，的環(huán)式結(jié)構(gòu)，每個環(huán)上設(shè)置多個孔或多個噴嘴:所述管式氣體分布器112的開孔面積或噴嘴面積占密相流化床床層段橫截面積的0.1%?20%，優(yōu)選0.1?5%，更優(yōu)選為
2%?
[0059]本實施例中，換熱管束平行于流化床軸向排列；快速流化床內(nèi)換熱管束橫截面積占床層橫截面積的0.1?25%，優(yōu)選0.1?5%，更優(yōu)選為3%?5%;密相流化床內(nèi)換熱管束橫截面積占床層段橫截面積的0.1?25 %，優(yōu)選0.1?5 %，更優(yōu)選為3 %?5 %。
[0060]本實施例中，換熱介質(zhì)為冷卻水、熱水、蒸汽或?qū)嵊偷囊环N或多種；
[0061]本實施例中，氣灰分離器117可以采用旋風(fēng)分離器、絲網(wǎng)過濾器或燒結(jié)管過濾器；
[0062]本實施例中，流化床裝置的材質(zhì)為耐高溫碳鋼或不銹鋼。
[0063]本實施例中，流化床裝置的床層溫度為550 °C?850°C，優(yōu)選650°C?750 °C。
[0064]本實施例中，流化床裝置的床層操作壓力為常壓?0.5MPa，優(yōu)選常壓?0.3MPa。
[0065]本實施例中，流化氣為空氣或氧氣；流化氣同時起到氧化劑作用。
[0066]本實施例中，流化床的具體操作方法為:
[0067]a.氣化灰渣從灰渣入口 101投料入快速流化床，熱灰分從循環(huán)灰入口 104進入快速流化床，流化氣從流化氣入口 102進入快速流化床后經(jīng)氣體分布器103分布后將氣化灰渣和循環(huán)灰混合提升，在提升過程中部分流化氣與灰渣發(fā)生氧化脫碳反應(yīng)，然后混合流體從流體出口 108離開快速流化床；與此同時，換熱介質(zhì)通過換熱介質(zhì)入口 105進入流化床內(nèi)的換熱管束106，吸收反應(yīng)熱后從換熱介質(zhì)出口 107離開快速流化床；
[0068]b.離開快速流化床的混合流體從流體入口 109進入密相流化床床層，流化氣從流化氣入口 115進入密相流化床后經(jīng)氣體分布器112分布后使床層密相流化，流化過程中流化氣與未氧化灰渣繼續(xù)發(fā)生氧化脫碳反應(yīng)，灰分分別經(jīng)循環(huán)灰出口 113和灰分出口 114離開密相流化床，煙氣經(jīng)氣灰分離器117之后由煙氣出口 118離開密相流化床；與此同時，換熱介質(zhì)通過換熱介質(zhì)入口 116進入流化床內(nèi)的換熱管束111，吸收反應(yīng)熱后從換熱介質(zhì)出口 110離開快速流化床。
[0069]根據(jù)本實施例的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)各煤種氣化灰渣氧化脫碳制灰分并回收利用熱能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)從實驗室研究到大規(guī)模工業(yè)化的突破。
[0070]根據(jù)本實施例的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，將快速流化床和湍動流化床組合起來，灰渣氧化脫碳反應(yīng)充分，保證了高脫碳率；流化床處理能力大，換熱能力強。
[0071]以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述組合循環(huán)流化床裝置包括一個快速流化床和一個密相流化床組合而成；密相流化床密相流化床所述快速流化床下端設(shè)置氣化灰渣入口(101)、流化氣入口(102)、循環(huán)灰入口(104)和換熱介質(zhì)入口(105)，上端設(shè)置換熱介質(zhì)出口(107和流體出口 108)，內(nèi)部設(shè)置板式氣體分布器(103)和換熱管束(106);所述密相流化床下端設(shè)置循環(huán)灰出口(113)、灰分出口(114)、和流化氣入口(115)，床層段設(shè)置換熱介質(zhì)入口(116)和換熱介質(zhì)出口(110)，上端設(shè)置流體入口(109)和煙氣出口(118)，內(nèi)部設(shè)置環(huán)管式氣體分布器(112)、換熱管束(111)和氣灰分離器(117)；快速流化床上端所設(shè)置流體出口(108)通過管路與密相流化床上端所設(shè)置流體入口聯(lián)接；密相流化床下端所設(shè)置循環(huán)灰出口(113)與快速流化床下端所設(shè)置循環(huán)灰入口(104)聯(lián)接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述快速流化床內(nèi)部設(shè)置的板式氣體分布器設(shè)置多個孔或多個噴嘴。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述板式氣體分布器的開孔率占分布板橫截面積的0.1%?20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述密相流化床內(nèi)部設(shè)置的管式氣體分布器為環(huán)數(shù)為1?5環(huán)的環(huán)式結(jié)構(gòu)，每個環(huán)上設(shè)置多個孔或多個噴嘴。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述管式氣體分布器的開孔面積或噴嘴面積占密相流化床床層段橫截面積的0.1%?20%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述換熱管束平行于流化床軸向排列；快速流化床內(nèi)換熱管束橫截面積占床層橫截面積的0.1?25% ;密相流化床內(nèi)換熱管束橫截面積占床層段橫截面積的0.1?25%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述換熱介質(zhì)為冷卻水、熱水、蒸汽或?qū)嵊偷囊环N或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述氣灰分離器為旋風(fēng)分離器、絲網(wǎng)過濾器或燒結(jié)管過濾器的一種或多種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述流化床裝置的材質(zhì)為耐高溫碳鋼或不銹鋼。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述流化床裝置的床層溫度為550°C?850°C。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述流化床裝置的床層操作壓力為常壓?0.5MPa。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于:所述流化氣為空氣或氧氣；流化氣同時起到氧化劑作用。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，其特征在于: a.氣化灰渣從灰渣入口(101)投料入快速流化床，熱灰分從循環(huán)灰入口(104)進入快速流化床，流化氣從流化氣入口(102)進入快速流化床后經(jīng)氣體分布器(103)分布后將氣化灰渣和循環(huán)灰混合提升，在提升過程中部分流化氣與灰渣發(fā)生氧化脫碳反應(yīng)，然后混合流體從流體出口(108)離開快速流化床；與此同時，換熱介質(zhì)通過換熱介質(zhì)入口(105)進入流化床內(nèi)的換熱管束(106)，吸收反應(yīng)熱后從換熱介質(zhì)出口(107)離開快速流化床； b.離開快速流化床的混合流體從流體入口(109)進入密相流化床床層，流化氣從流化氣入口(115)進入密相流化床后經(jīng)氣體分布器(112)分布后使床層密相流化，流化過程中流化氣與未氧化灰渣繼續(xù)發(fā)生氧化脫碳反應(yīng)，灰分分別經(jīng)循環(huán)灰出口(113)和灰分出口(114)離開密相流化床，煙氣經(jīng)氣灰分離器(117)之后由煙氣出口(118)離開密相流化床；與此同時，換熱介質(zhì)通過換熱介質(zhì)入口(116)進入流化床內(nèi)的換熱管束(111)，吸收反應(yīng)熱后從換熱介質(zhì)出口(110)離開快速流化床。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化灰渣氧化脫碳組合循環(huán)流化床裝置，所述快速流化床為提升管式床體，所述密相流化床包括床層段、錐形連接段和擴大段。
【專利摘要】一種煤氣化灰渣氧化脫碳的組合循環(huán)流化床反應(yīng)器裝置，由快速流化床和湍動流化床組合而成；快速流化床下端設(shè)置氣化灰渣入口、流化氣入口、循環(huán)灰入口和換熱介質(zhì)入口，上端設(shè)置換熱介質(zhì)出口和流體出口，內(nèi)部設(shè)置板式氣體分布器和換熱管束；密相流化床下端設(shè)置循環(huán)灰出口、灰分出口和流化氣入口，床層段設(shè)置換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口，上端設(shè)置流體入口和煙氣出口，內(nèi)部設(shè)置環(huán)管式氣體分布器、換熱管束和氣灰分離器；快速流化床上端所設(shè)置流體出口通過管路與密相流化床上端所設(shè)置流體入口聯(lián)接；密相流化床下端所設(shè)置循環(huán)灰出口與快速流化床下端所設(shè)置循環(huán)灰入口聯(lián)接。本發(fā)明裝置具有操作穩(wěn)定、反應(yīng)脫碳率高、反應(yīng)效率高和換熱能力強等優(yōu)勢。
【IPC分類】B01J8/24
【公開號】CN105396518
【申請?zhí)枴緾N201510760993
【發(fā)明人】王金福, 唐強, 鄭妍妍, 王鐵峰, 高光耀, 王建友, 孟小鵬
【申請人】清華大學(xué), 榆林市榆神工業(yè)區(qū)能源科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月10日