[发明专利]用于回收流化锅炉床料的系统和方法

说明书

本发明涉及用于回收流化床锅炉床料的系统，包括：a.用于从流化床锅炉中移除床料的底灰去除装置，b.机械分级器(10)，包括200至1,000μm的筛孔尺寸，设计为分离粗粒径部分和细粒径部分，c.磁力分离器(12)，设计为将来自机械分级器的细颗粒部分磁力分级，d.用于将磁性颗粒部分再循环到锅炉中的装置。本发明允许钛铁矿床料的有效再循环和再利用。

技术领域

本发明涉及在流化床锅炉，如循环流化床锅炉或鼓泡流化床锅炉的床管理循环和用于进行流化床燃烧的相应设置的环境中再循环流化锅炉床料的方法和系统。

背景技术

流化床燃烧是众所周知的技术，其中燃料悬浮于固体颗粒材料，通常是硅砂和/或燃料灰的热流化床中。其他床料也是可能的。在该技术中，流化气体以特定的流化速度通过固体颗粒床料。床料用作质量和热载体以促进快速的质量和热传递。在非常低的气体速度下，床保持静止。一旦流化气体的速度上升到在此速度下流化气体的力与作用于颗粒上的重力平衡的最小流化速度以上时，固体床料在很多方面表现出与流体类似并且认为床被流化。在鼓泡流化床(BFB)锅炉中，流化气体通过床料在床中形成气泡，促进气体传送通过床料，并且允许在与炉排燃烧相比时更好地控制燃烧条件(更好的温度和混合控制)。在循环流化床(CFB)锅炉中，流化气体以流化速度通过床料，其中大部分颗粒被流化气流带走。然后，通过例如旋风分离器，将颗粒从气流中分离，并且通常通过环封再循环回到炉中。通常使用含氧气体，通常是空气或空气和再循环的烟道气的混合物作为流化气体(所谓的一次含氧气体或一次空气)并从床下方或从床的下部通过床料，从而充当燃烧所需的氧气源。进料至燃烧器的一部分床料随着离开锅炉的各种灰流，特别是随着底灰从锅炉中逸出。去除底灰，即床底的灰，通常是连续过程，进行其以从床中除去碱金属(Na，K)和粗无机颗粒/块以及在锅炉运行期间形成的任何附聚物，并且保持床中足够的压差。在典型的床管理循环中，随着各种灰流损失的床料用新鲜床料补充。

由现有技术已知在CFB方法中用钛铁矿颗粒代替部分或全部二氧化硅砂床料(H.Thunman et al.，Fuel 113(2013)300-309)。钛铁矿是一种天然存在的矿物，其主要由铁钛氧化物(FeTiO₃)组成，并可以反复氧化和还原。由于钛铁矿的还原/氧化特性，这种材料可以用作流化床燃烧中的氧载体。与非活性床料，例如100wt.-％的硅砂或燃料灰颗粒相比，采用包含钛铁矿颗粒的床，燃烧过程可以在较低的空气-燃料比下进行。

本发明所要解决的问题是为含钛铁矿的床料提供如上所述的改进的方法和系统。

发明内容

根据本发明的系统包括以下元件：

a.底灰去除装置，用于从流化床锅炉中除去床料，

b.机械分级器，包括200至1,000μm的筛孔尺寸，设计为分离粗颗粒和细颗粒部分，

c.磁力分离器，设计为磁性分级机械分级器中的细颗粒部分，

d.用于将磁性颗粒部分再循环到锅炉中的装置。

首先，在本发明的上下文中解释几个术语。

流化床锅炉是本领域熟知的术语。本发明可以特别适用于鼓泡流化床(BFB)锅炉和循环流化床(CFB)锅炉。

底灰去除装置在本领域中是已知的，并且将锅炉底灰连同床料一起去除。本发明意义上的底灰去除装置可以是用于底灰再循环的现有系统的一部分。

本发明的目的是改善可重复使用的钛铁矿床料与底灰的分离，使得允许将去除的钛铁矿床料有效地再循环/回收返回锅炉中。