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CN1590843A - 循环流化床反应器 - Google Patents

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Abstract

一种循环流化床反应器、尤其是用燃烧燃料的流化床反应器包括下列部分：一个反应室(2)；至少一个排出装置，用于从反应室(2)排出含有一起输送的固体颗粒的烟气；至少一个旋风分离器(5)，它与用于从烟气中分离固体颗粒的排出装置(4)连接；至少一个用于将从旋风分离器(5)中分离出来的至少一部分固体颗粒回输到反应室(2)中的装置，其中回输装置具有一个虹吸式煤气连接管(7、8、9)、一个用于使分离出的部分流化的装置(10)和一个用于使煤气连接管(7、8、9)与反应室(2)连接的装置(12、13、14)，其中，所述煤气连接管(7、8、9)的提升管(9)在其顶端和圆周侧构成有两个基本上指向反应室(2)方向的出口(11)，并且每个出口(11)通过一个装置(12、13、14)与反应室(2)连接。

Description

循环流化床反应器
技术领域
本发明涉及一种循环流化床反应器。
背景技术
这样的流化床反应器也用于能源或电厂技术。在此，在反应室的沸腾床中燃烧煤或其它燃料，如废物或生物材料。为了分离并将在烟气中含有的固体颗粒的一部分回输到反应室里面，该流化床反应器具有一个离心力分离器，通常是旋风分离器。在此被分离的固体颗粒在回输到反应室里面之前使其流化并输送到燃烧室入口，以便基本均匀地分布到沸腾床宽度上。
由文献EP 0 161 970 B1已知一种这样的流化床反应器。这个文献的技术教导规定，被分离的固体通过一个垂直的竖管从旋风分离器中排出。所述竖管在其下端中间地输送到一个水平的且与燃烧室后壁平行设置的通道，并且从这个水平通道的两个端部分别通过一个首先垂直向上接着倾斜向下的管道输送到燃烧室。为了将固体分布到水平通道的内部并为了继续输送在水平通道里面配有一个流化装置，它具有多个空气室并通过空气室输送流化气体，大多为空气。
对于这种已知的将固体回输到燃烧室的装置存在缺陷，即，由于卸料的水平通道在竖管下面，在这个通道部位需要大的空间并且对此不能实现紧凑的结构形式。这一点对于外围部分、例如添煤输送器的布置起到消极作用，它们必需以相对于卸煤的返回管道更大的距离设置。此外对这种水平通道流化明显比只具有返回管道并由此没有水平通道的设备需要更多的流化空气。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，实现一种流化床反应器，它具有紧凑且节省空间的固体返回管道并且通过这个管道能够将被回输的固体基本上沿燃烧室宽度均匀地分布地输送或给到沸腾床。
上述技术问题通过权利要求1的特征得以解决。
本发明的有利扩展结构在从属权利要求中给出。
通过按照本发明的解决方案实现一个循环流化床反应器，它具有下列优点：
-紧凑的结构形式，
-有利于使煤卸到返回管道的煤输送器的布置，
-更少的流化空气需求量，
-将被回输的烟灰更均匀地分布到两个返回管道。
在本发明的有利扩展结构中，煤气连接-提升管的两个出口设置在相同的高度上且相互间具有60至180°的角度。通过在一个相同高度上的布置能够将固体颗粒均匀地分布到两个管道上。
在本发明特别有利的扩展结构中，煤气连接-提升管的两个出口设置在相同的高度上且相互间具有90°的角度。除了均匀分布固体颗粒以外还实现本发明的特别紧凑的结构。
煤气连接-提升管的两个出口与回输装置纵轴对称地设置是适宜的。除了紧凑的结构形式以外也实现简单的设计方案。
本发明的一个有利扩展结构规定，用于使煤气连接管出口与反应室入口连接的所述各装置从出口开始主要具有一个向下倾斜的且以相对于回输装置纵轴成30至90°角度设置的连接件、一个连接到连接件且垂直向下导引的连接部分和一个连接在其上的向下倾斜的连接部分。通过这种结构保证实现一个简单加工的并在设备运行中特别可靠的设计结构。
本发明的另一有利的扩展结构规定，提升管后面的连接件相互间对称地设置并由此实现构造上和操作上简单的解决方案。
附图说明
下面借助于附图和描述详细解释本发明的实施例。附图中：
图1示意示出流化床反应器沿其高度的截面图；
图2示意示出流化床反应器沿图1中A-A截切的横截面图；
图3示出沿图2中B视向的返回管道一部分的正视图；
图4示出沿图2中C视向的返回管道一部分的侧视图；
图5示出盐图4中D-D截切的返回管道一部分的横截面图。
具体实施方式
图1示意示出一个循环流化床反应器(Wirbelschichtreaktor)1，它具有一个反应室或燃烧室2。所述流化床反应器1可以是一个气化反应器、一个燃烧反应器、一个蒸汽发生器或专业人员熟悉的其它反应器或装置。初级和次级煤气或空气通过未示出的装置经由底部和侧壁输送到反应室2。两个旋风分离器5分别通过一个开孔3与反应室2上端连接。通道4使出口3与旋风分离器5连接。在反应室2中产生的烟气通过出口3并通过通道4从反应室2导入旋风分离器5。在此通道4这样设置，它使富含有固体的烟气沿切向导入旋风分离器5。所述旋风分离器5将热的烟气与固体颗粒分离，固体颗粒通过重力到达分离器室6下端的锥形区域。
两个旋风分离器5的分离室6的下端锥形区域分别与一个竖管7连接，通过竖管将在锥形区域聚集的固体排出并输送到一个虹吸式煤气连接管(Gasverschluss)7、8、9。在此该煤气连接管7、8、9由两个基本垂直的管道构成，一个是竖管7而另一个是提升管9，它们通过水平通道8相互连接并分别相互连通。在此水平通道8的纵轴，它也相当于回输装置纵轴17，在本发明的有利结构中平行于反应室2纵轴16取向。如果结构上的措施要求回输装置纵轴17以一个角度相对于反应室纵轴16设置，同样是可以的。所述煤气连接管7、8、9防止烟气从反应室2通过固体返回管道向着旋风分离器5方向不期望地排出，在煤气连接管中固体一直到提升管9上端的下棱边的高度并聚集于在圆周侧设置的出口11。提升管9的轴向上端密封地构成。
为了使返回的和聚集在煤气连接管7、8、9内的固体颗粒在其中不被压缩和淤积，通过一个装置10主要从煤气连接管或水平通道8的下面送入流化煤气或空气。由此防止固体颗粒被压缩并保持固体向着反应室2方向输送。
按照图2至5提升管9在其上端构成有两个在圆周侧设置的并以有利方式位于相同高度上的出口11。在此出口11基本上设置在反应室2方向上并且从回输装置纵轴17起以有利的方式在两侧以30至90°的角度或以特别有利的45°角度设置，使两个出口11相互间以60至180°或90°的角度设置。从出口11在出口角度延长线上向下倾斜的连接件12通向垂直向下导引的连接部分13，该连接部分又导向向下倾斜的连接部分14。两个连接部分14可以相互平行地以及以本发明的有利扩展结构平行于反应室纵轴16或回输装置纵轴17地设置并相互间隔开距离。各连接部分14的下端分别通向反应室2的入口15，通过入口将借助于返回管道回输的固体颗粒返回到反应室2中。
入口15分别在相同的高度上设置在反应室2的下端并在反应室2宽度上看间隔入口15距离，由此这样构成连接部分14的布置，使回输到反应室2的固体颗粒基本上均匀分布到沸腾床上。除了回输的烟灰或固体颗粒以外使燃料也均匀地分布到燃烧室2中，燃料通过一个输送管18在虹吸式煤气连接管后面也供给到返回管道的连接部分13和14中。
通过按照本发明的返回管道结构和在提升管9上才分出产生返回管道实现一个非常紧凑的结构，因为不再需要宽的固体分布站或者不再需要分布通道并由此使未示出的燃料输送到返回管道的系统彻底简化。此外，在水平通道8上不再需要复杂的流化装置(Fluidisierungs-vorrichtung)10并且与按照现有技术的已知结构相比也极大地减少了流化空气需求量，由此减少了流化压缩机的电能量消耗。
图2示出一个按照本发明的具有两个旋风分离器5的流化床反应器1。根据反应器1的结构或其宽度也可以对反应器1配备一个或多于两个的旋风分离器5。
附图标记清单
1.循环流化床反应器
2.反应室或燃烧室
3.出口
4.反应器出口与旋风分离器之间的通道
5.旋风分离器
6.分离器室
7.竖管
8.水平管道
9.提升管
10.流化用装置
11.出口
12.连接件
13.连接部分
14.连接部分
15.入口
16.反应起室
17.回输装置纵轴
18.燃料输入

Claims (8)

1.一种循环流化床反应器、尤其是用于燃烧燃料的流化床反应器包括下列部分：
一个反应室(2)，
至少一个排出装置(4)，用于从反应室(2)排出含有一起输送的固体颗粒的烟气，
至少一个旋风分离器(5)，它与用于从烟气中分离固体颗粒的排出装置(4)连接，
至少一个用于将从旋风分离器(5)中分离出来的至少一部分固体颗粒回输到反应室(2)中的装置，其中回输装置具有一个虹吸式煤气连接管(7、8、9)、一个用于使分离出的部分流化的装置(10)和一个用于使煤气连接管(7、8、9)与反应室(2)连接的装置(12、13、14)，
其特征在于，所述煤气连接管(7、8、9)的提升管(9)在其顶端和圆周侧构成有两个基本上指向反应室(2)方向的出口(11)，并且每个出口(11)通过一个装置(12、13、14)与反应室(2)连接。
2.如权利要求1所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述两个出口(11)设置在相同的高度上且相互间具有60至180°的角度。
3.如权利要求1所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述两个出口(11)设置在相同的高度上且相互间具有90°的角度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述两个出口(11)相对于回输装置纵轴(17)对称地设置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述用于使出口(11)与反应室入口(15)连接的各装置，从出口(11)开始主要具有一个向下倾斜的且与回输装置纵轴(17)成30至90°角度设置的连接件(12)、一个连接到连接件(12)上且垂直向下导引的连接部分(13)和一个连接在其上的向下倾斜的连接部分(14)。
6.如权利要求5所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述连接件(12)相互间对称地设置。
7.如权利要求5或6所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述连接部分(14)相对于反应室纵轴(16)或相对于回输装置纵轴(17)平行地设置。
8.如上述权利要求中任一项所述的循环流化床反应器，其特征在于，所述反应室入口(15)设置在反应室(2)的下部区域。
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Owner name: ALSTOM SWITZERLAND LTD.

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Effective date: 20120228

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Owner name: ALSTOM ENERGY SYSTEM SA

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Patentee after: Alston Energy Systems Ltd.

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Patentee before: Alstom (Switzerland) Ltd.

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Effective date of registration: 20120228

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ALSTOM TECHNOLOGY Ltd.

Address before: Stuttgart, Germany

Patentee before: Alston Energy Systems Ltd.

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Patentee before: Alstom Technology Ltd.

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Granted publication date: 20061011

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