[发明专利]用于控制固体颗粒流的布置和其方法以及流化床反应器

说明书

一种控制固体颗粒流的方法和一种用于控制固体颗粒流的布置(40)，该布置包括用于在其中向下引导固体颗粒流且具有在水平L0处的底部(50)的竖直入口管(16')、与竖直入口管成颗粒流连接的第一出口滑槽(26')和第二出口滑槽(34')以及用于使由固体颗粒流形成的受控的第一子流和第二子流分别引导到第一出口滑槽和第二出口滑槽的流化器件(60、62、64、68、76)，其中该布置(40)包括分支(42、42'、42'')，该分支(42、42'、42'')与竖直入口管(16')的侧壁上的开口(72)成颗粒流连接，以用于使固体颗粒的第一子流引导到第一出口滑槽(26')，其中开口(72)具有在高于L0的水平L1处的下边缘；以及水平延伸的中间管(46)，该水平延伸的中间管(46)用于使固体颗粒的第二子流引导到第二出口滑槽(34')，该水平延伸的中间管包括用于使流化气体供给到水平延伸的中间管的至少一个喷嘴(60、62、64)且具有在水平L0处与竖直入口管(16')的底部(50)成颗粒流连接的第一端(48)以及与竖直延伸的立管(56)的底端(54)成颗粒流连接的第二端(52)，竖直延伸的立管(56)的上端(70)在高于L1的水平L2处与第二出口滑槽(34')成颗粒流连接。

技术领域

本发明涉及一种用于控制固体颗粒流的布置和其方法。更特别地，本发明涉及将受控的第一子流和第二子流(其由在竖直入口管中向下流动的固体颗粒的初始流在流控制布置中形成)引导到第一出口滑槽和第二出口滑槽。本发明还涉及一种流化床反应器，其带有用于由固体颗粒的初始流形成受控子流的布置。

背景技术

在操作流化床反应器(诸如循环流化床锅炉)时，通常需要控制固体颗粒流，尤其是将固体颗粒的初始流分成两个或更多个子流。尤其地，在使从排自流化床反应器的排出气体中分离的固体颗粒返回时，通常需要使分离的颗粒的受控的部分经由热交换器(作为冷却的颗粒)往回引导到反应器，而分离的颗粒的另一部分不冷却直接返回到反应器。编号为4,312,301的美国专利、编号为4,552,203的美国专利、编号为4,672,918的美国专利、编号为4,473,032的美国专利、编号为5,570,645的美国专利、编号为5,642,676的美国专利、编号为6,264,465 B1的美国专利、编号为5,442,919的美国专利、编号为EP 2 179 218 B1的欧洲专利、韩国专利文献KR 2017 0031407和编号为7,543,553 B2的美国专利示出其中使用机械的流控制装置(诸如塞阀、节流阀或旋转栓)来控制由固体颗粒的初始流形成的两个子流的比率的现有技术解决方案。然而，此类机械的流控制装置通常是非常复杂的结构，且可具有由进入装置移动部分之间的固体颗粒所变卡的趋势。

控制流化床反应器中固体颗粒流的另一常规方式是利用带有单独流化区域的颗粒室来允许或阻碍颗粒流向某些路径(如需要的那样)。欧洲专利EP 0 682 761 B1教导在室中使用单独流化区域来将固体颗粒引导到朝热交换室中出口开口的不同路径。然而，该结构不允许所形成的子流的一定的(definite)独立控制。美国专利5,140,950公开由分隔壁分隔的热交换器中的独立流化区域。此类构造改进子流的独立控制，但使结构更复杂且可引起颗粒停滞于室的转角区域。此外，EP 0 682 761 B1和US 5,140,950的结构不允许热传递表面中热交换效率和颗粒流的独立控制。

编号为4,457,289的美国专利在图6中公开一种流化床反应器，其包括用于将固体颗粒从排自反应器的排出气体中分离的颗粒分离器以及用于使分离的颗粒从颗粒分离器往回返回到反应器的返回管道系统。返回管道系统包括带有非机械的流控制布置的气体密封件，该非机械的流控制布置包括流化床，该流化床在其两个相反端处带有出口，以便将颗粒的初始流分成两个子流。第一子流经过堰直接往回返回到反应器，且第二子流经过另一堰返回到热交换室，第二流可从该热交换室往回返回到反应器。编号为4,457,289的美国专利中示出的分隔气体密封件中的问题在于，两个子流的比率的可控性相对弱。专利文献KR2002 0031687看似示出了向下倾斜的出口滑槽，该出口滑槽直接连接到密封罐的竖直入口管道的下部的侧壁。