[发明专利]循环流化床装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种循环流化床装置及其制造方法，属于循环流化床反应器领域。其中，装置包括：内壳，为拼接而成的多个耐火耐磨材料制作的结构件，各单体结构件之间通过粘结剂粘结；外壳，套设于所述内壳外部；以及填充层，为耐火保温材料材料，填充于所述内壳和外壳之间。本发明的循环流化床采用多段式结构、双层结构，且设置耐火保温材料的填充层，使其外形和整体质量满足小型化要求，适用于高温环境。

技术领域

本发明涉及一种循环流化床反应器，还涉及一种循环流化床反应器的制造方法。

背景技术

循环流化床是一种特殊的气固流化床，自上世纪七十年代发明以来，由于具有气固掺混效率高和反应条件适应性强等优点，现在已广泛的应用在多种气固之间反应的场合，比如：颗粒的干燥、颗粒的均匀湿润、颗粒的快速加热、颗粒的快速冷却等。目前设计制造尺寸非常大的单体装置，如循环流化床锅炉的技术已经相对成熟。然而在小型循环流化床反应器，特别是用于高温状态下的，其设计制造工艺仍然是空白。典型的，使用温度达到800～1000℃，甚至更高；尺寸非常小，提升管直径小于1米、甚至0.5米，高度小于5米；重量要求尽可能小；便于整体拆卸和安装；能够长期连续稳定运行。现有技术无法同时满足这些要求。

一种现有技术是，采用高温合金做结构件，使用高温合金管材和板材，用钣金工艺制造，但是这样制造的循环流化床是一种复杂结构的薄壳体，这种结构的高温膨胀、支撑、定位、焊缝开裂、壁面磨损等问题无法解决；另一种现有技术是，采用水冷结构制造，将其壁面制成有冷却水流动的加层，或者在单层金属壁面的外侧紧贴密集布置的直径比较小的管子，管子中通过冷却水，利用冷却水带走热量，控制金属壁面的温度，从而解决高温膨胀和支撑等问题，但是金属壁面的磨损问题仍然难以解决，同时，小容积的循环流化床具有单位容积的散热表面积很大的特点，水冷结构造成的表面积散热损失使得循环流化床中气固反应所需的热平衡无法维持。第三种现有技术是，采用耐火材料砌筑工艺制造，可以解决高温合金结构和水冷结构的问题，但是现有的耐火材料砌筑工艺决定了耐火材料的壁厚需要300～400毫米，使得高温循环流化床的外形尺寸和整体重量都无法满足要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可用于高温的循环流化床及其制造方法。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

根据本发明的一方面，提供一种循环流化床装置，包括：

内壳，为拼接而成的多个单体结构件，各单体结构件之间通过粘结剂粘结；

外壳，套设于所述内壳外部；以及

填充层，为耐火保温材料，填充于所述内壳和外壳之间。

进一步的，所述单体结构件由耐火材料制备而成。

进一步的，所述多个单体结构件包括提升管、旋风分离器和返料器，所述提升管上端与所述旋风分离器上端连通，所述旋风分离器的下端连接返料器上端，返料器下端再连接至提升管的下端。

进一步的，所述外壳为筒体形状，或者为与所述内壳相匹配的形状。

进一步的，所述外壳由钢板制成。

进一步的，所述耐火保温材料为黏土质、刚玉质、碳化硅质、氮化硅质，或者上述材料的组合。

进一步的，所述粘结剂为高温粘结剂。

进一步的，所述填充层包括紧贴于外壳内壁的纤维保温毡。

进一步的，装置还包括各连通口，连通口包括加料口、排料口、测量口和/或取样口，各连通口穿过外壳、与内壳通过粘结剂连接。

根据本发明的另一方面，提供一种循环流化床装置的制造方法，包括步骤：

(1)将循环流化床内壳的结构拆解为多个单体结构件；