[实用新型]一种流化床气化炉

说明书

本实用新型公开了一种流化床气化炉，包括进气口、密相区炉膛和出气口，由所述进气口与所述出气口限定了从所述进气口到所述出气口方向的气流通道，所述气流通道经过所述炉膛且所述炉膛具有至少一个截面尺寸减小的缩口段。采用本实用新型提供的气化炉，可在不改变外部旋风分离器也不增加或重新设计复杂的多喷嘴或二次旋流进气的前提下，利用密相区结构的改变，提高气化炉的内循环性能，增加颗粒在其中的停留时间，从而进一步提高床料的转化率和气化效率。

技术领域

本实用新型涉及流化床气化炉领域，尤其涉及一种适用于低活性煤或生物质燃料气化的流化床气化炉。

背景技术

现有流化床气化炉增强颗粒循环的装置主要分为以下三种：1)外部旋风分离器；2)多烧嘴或二次风旋流进气3)串联多级炉膛。

其中，通过外部旋风分离器来实现颗粒强制循环，进而增加煤粉或生物质在气化炉内的停留时间，提高气化效率。旋风分离器为静设备，其颗粒分离性能极大地依赖于操作气速、及颗粒性质、料腿设计等。一旦实际的操作气速偏离实际工况，旋风分离器的分离性能将很受影响，即旋风分离器的操作弹性较小，最终影响颗粒循环、及气化的效果。

有些流化床或气流床气化炉采用多烧嘴、或二次风旋流进气的方式，来增强颗粒内循环。烧嘴安装在气化炉中、下部，气化剂(氧气或空气)通过烧嘴喷射进入气化炉，通常二次旋流进气口安装在气化炉的底部。原则上这种强化颗粒内循环的方式将增加颗粒的停留时间，有利于提高碳转化率。对于此类气化炉，颗粒内循环效果跟烧嘴个数及安装位置关系极大，设计及安装位置不当会引起气流相互影响，反而不利于颗粒内循环。烧嘴安装在远离高温区的气化炉上部，其射流速度无助于提高颗粒内循环。通常气化剂总量受限于气化条件，烧嘴喷射气化剂产生的气体旋流流场完全依赖于喷射速度，只有烧嘴产生足够的射流速度，才能产生足够的颗粒内循环。而烧嘴安装在高温区，高速射流极易损伤烧嘴。烧嘴一旦损坏，气化炉内流场完全改变，颗粒内循环的效果将大幅降低，这样气化效率也随之降低。

而对于多级串联气化炉，则希望通过增加床层高度，来增加颗粒在气化炉内的停留时间，从而提高碳转化率。但实际气流速度很大，单纯增加床层高度增加的停留时间有限，另外增加高温区外的床层高度基本无助于提高气化效率和碳转化率。多级炉膛的气化炉造价也相当高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型气化炉装置，提高气化炉的气固内循环性能，进而提高床料的碳转化率和气化效率。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的气化炉装置，不改变原有气化炉的外部旋风分离器，也不增加或重新设计复杂的多烧嘴或二次旋流进气方式，仅改变流化床气化炉的密相区结构，使其颗粒内循环更加流场，颗粒在其中的停留时间得以增加，最终以进一步提高低活性煤的碳转化率和气化效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种流化床气化炉，包括进气口、炉膛和出气口和旋风分离器，由所述进气口与所述出气口限定了从所述进气口到所述出气口方向的气流通道，所述气流通道经过所述炉膛且所述炉膛具有至少一个截面尺寸减小的缩口段。

需要说明的是，由于本实用新型的一些较优实施例中，进气口不限于一个或几个同轴设置的进气口，因此，虽然由多个进气口所形成的气流通道较为复杂，但依旧可以根据进气口位置判断其大致的气流方向，只要炉膛在该气流方向上设置有缩口，均应理解为符合“所述气流通道经过所述炉膛且所述炉膛具有至少一个截面尺寸减小的缩口段”的描述。

进一步地，还包括旋风分离器，所述旋风分离器设置于所述炉膛外部，并与所述炉膛通过管道贯通连接。在本实用新型的另一些优选实施例中，可对传统的安装有外部分离器的流化床气化炉进行改进，仅仅改变流化床气化炉的密相区结构，使密相区上部出口缩口，即可完成改装。改装后的缩口设计可与外部的旋风分离器配合使用，产生强化气固内循环的协同效应。