[发明专利]流化床反应器的固体循环密封系统

说明书

本发明涉及流化床反应器及其操作方法，更具体讲是涉及在反应器的炉段中提供有固体循环密封系统的反应器及操作方法。

流化床反应器，诸如燃烧器、气化器、蒸汽发生器等都是公知的。在这些系统中，将空气通过颗粒物的床层，使床层流化，所述颗粒物包括化石燃料如煤，还有吸收煤燃烧后产生的硫化合物的吸收剂，流化后可促进燃料在较低温度燃烧。所夹带的固体颗粒在床的外部分离，并循环回到流化床。流化床产生的热量有不同用途，如发生水蒸汽，使得大量产热、硫捕集率高、氧化氮发散量低、燃料灵活等有利地结合起来。

最常见的流化床反应器是常称的“沸腾”流化床，床中颗粒物粒度较高，有明显限定的床层上表面。

另一类是“循环”流化床。此方法的流化床密度比典型的沸腾流化床低得多，空气速度高得多，并且经过床身的烟气中夹带大量固体颗粒并基本上达到饱和。循环流化床的另一特征是固体物循环量大，使之对燃料释热量变化不敏感，使温度变化最小，结果使发散量稳定在低水平。大量固体循环使气-固分离机械设备提高效率，以使固体物循环，并由于硫收集量增加和燃料停留时间延长，使燃料和吸收剂耗量减小。

然而，在这类流化床反应器中确实存在几方面问题。例如，在低压分离器出口和反应器的高压炉段之间需要密封装置，例如密封槽、“J”阀门、虹吸密封装置、环式密封装置、“L”阀门等等，目的是防止气体和固体物从炉段倒流至分离器出口。

本发明的目的是提供一种流化床反应器及其操作方法并能克服先有技术中的上述缺点。

本发明的目的还包括提供上述类型的反应器和方法，能够在分离器和反应器炉段之间不需要密封装置。

为达到这些目的，本发明的流化床反应器包括一个位于反应器炉段内的密封段，其中包括一个流化床并且与炉段的下段共用同一个炉壁。来自炉段内的流化床的烟气和夹带的颗粒物分开，并且将分出的颗粒物送至该密封段。密封段中的床层物料体积超过预定的量以后，这些物料即流至炉中的流化床中。

上面的简介以及本发明的其他目的、特点和优点，将通过以下详述的优选的但只是阐明性的本发明实施方案并结合附图而能更全面地了解：

图1是本发明的系统的示意图，

图2是沿图1的2-2线的剖面图。

参照附图，10是一个流化床反应器的一部分，其中包括一个炉段，炉段是由直立的封闭室12所构成，由四面墙12a、12b、12c、12d所围成。在其下端有空气室14，用于接收外部送入的空气。在封闭室12的下端和空气室14的交界处有栅格状炉底板16，在其上装有多个流化喷咀17，用于使来自14的加压空气向上方流入封闭室10。

颗粒物床层18支持于炉底板16之上，颗粒物中有煤和颗粒更细小的吸收剂，例如石灰石，其作用是收集煤燃烧后产生的硫化合物。不言而喻，通过炉室的壁有一个或多个入口（未示出），以便向床层供应颗粒物，还有一个放料管（未示出）通过炉底板16的开口而伸出，用于从床层18排出用过的颗粒物。空气从14进入封闭室的速度是受控的，使床层18中的颗粒物流化，形成沸腾或循环流化床。

不言而喻，在封闭室12的壁12a、12b、12c、12d中有多条竖向的水管，并形成环路（未示出），使通过管中的水成为蒸汽。由于这些结构是常规型的，这些壁不必详述。

不言而喻，反应器10包括位于封闭室12之旁的一个或多个分离器，并与之连通，使之接收来自流化床18的烟气和夹带的颗粒物。由于分离器和管道都是常规式的，并且不属于本发明范围，故在图中未示出。

分离器接收来自封闭室12的流化床18的烟气和夹带的颗粒物，并以常规方式操作，在分离器中利用离心力使颗粒物与烟气分离。经分离后的烟气送至热回收工序（未示出）。

从分离器分出的颗粒物通入连接到分离器出口的入口喷咀20。在入口喷咀20中可以配置分布管（未示出）或类似的空气分布装置，用于使固体物流化。入口喷咀20延伸入封闭室12的后下壁部分，以便将分离出的颗粒物排送至位于封闭室12内的密封段，其编号为22。