一种带涡旋结构的旋流气化床

摘要

一种带涡旋结构的旋流气化床，包括气化室、燃烧室和涡旋结构等。涡旋结构包括涡旋风集箱和连通在涡旋风集箱上的若干组喷束，每组喷束包括一个涡旋风上喷管和一个涡旋风下喷管。涡旋结构的漩涡风集箱和喷束组外部及喷束组任一喷管之间敷设有耐火材料，使涡旋结构和燃烧室的连接以及和气化室顶部的连接形成流线型连接。涡旋上喷管倾斜角α为5°≤α≤45°；涡旋下喷管倾斜角β为10°≤β≤60°。涡旋上喷管出风旋向与涡旋下喷管出风旋向相反；涡旋下喷管出风旋向与主风帽出风旋向相反。涡旋结构设置在燃烧室底部即气化室顶部的喉口处。本发明具有强化扰动和混合程度、减少烟气颗粒物携带量等优点。

权利要求

1.一种带涡旋结构的旋流气化床，包括气化室（12）、设置在气化室（12）上方的燃烧室（13）和设置在气化室（12）底部的一次风系统；所述气化室（12）包括从下到上连接设置的渐扩壁面（4）和渐缩壁面（5）；所述一次风系统包括底一次风室（7）、侧一次风室（8）、布风板和设在布风板上的主风帽（9），及设在渐扩壁面（4）底部的侧风帽（10），其特征在于：所述旋流气化床还包括设置在燃烧室（13）底部的涡旋结构（11）；所述涡旋结构（11）包括涡旋风集箱（1）和连通在涡旋风集箱（1）上的若干组喷束，每组喷束包括一个涡旋风上喷管（2）和一个涡旋风下喷管（3）。

2.根据权利要求1所述的一种带涡旋结构的旋流气化床，其特征在于：所述燃烧室（13）横截面为圆形时，所述涡旋结构（11）设置一组，所述涡旋结构（11）的涡旋风集箱（1）为环形布置。

3.根据权利要求1所述的一种带涡旋结构的旋流气化床，其特征在于：所述燃烧室（13）横截面为矩形时，所述涡旋结构（11）至少设置两组，两组涡旋结构（11）分别设置在燃烧室（13）相对的两侧壁面底部，且两组涡旋风集箱（1）平行布置在同一水平面上。

4.根据权利要求1所述的一种带涡旋结构的旋流气化床，其特征在于：所述涡旋风下喷管（3）的出风方向倾斜向下，所述涡旋风上喷管（2）的出风方向倾斜向上。

5.根据权利要求1或4所述的一种带涡旋结构的旋流气化床，其特征在于：所述涡旋风上喷管（2）与水平面之间夹角α为5°≤α≤45°；所述涡旋风下喷管（3）与水平面之间夹角β为

10°≤β≤60°。

6.根据权利要求5所述的一种带涡旋结构的旋流气化床，其特征在于：所述涡旋风下喷管（3）的出风方向在水平面上投影形成的旋向，与所述主风帽（9）出风旋向相反；所述涡旋风上喷管（2）的出风方向在水平面上投影形成的旋向与所述涡旋风下喷管（3）的出风旋向相反。

说明书

一种带涡旋结构的旋流气化床

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带涡旋结构的旋流气化床，用于多组分、高水分、高挥发分燃料的气化，属于气化燃烧设备领域。

背景技术

[0002] 循环流化床因其具有燃料适应性广、燃烧效率高等特点，在废弃物处理中也受到青睐。但单纯的外循环式燃烧设备炉体结构庞大，初投资高。而单纯的内循环式燃烧设备则往往结构复杂。为解决此问题，“一种变截面型循环流化床燃烧设备”（CN1305074A）提出了一种炉膛类似葫芦形状式的收缩式燃烧设备，炉底设置马蹄状凹形分布的布风板，通过一次风和二次风的同向旋转作用强化布风的内旋效果，实现内外循环兼具。“一种旋流焚烧装置”（CN 104848230 B）提出了一种炉膛中间宽、上下两边窄的旋流焚烧装置，通过两级逆向二次风的设置，强化装置内部的旋流和扰动，改善和强化物料内循环。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种带涡旋结构的旋流气化床，在强化扰动和混合的同时，抑制上行气流颗粒携带量。

[0004] 本发明是通过以下技术方案来实现的：

[0005] 一种带涡旋结构的旋流气化床，包括气化室、设置在气化室上方的燃烧室和设置在气化室底部的一次风系统；所述气化室包括从下到上连接设置的渐扩壁面和渐缩壁面；所述一次风系统包括底一次风室、侧一次风室、布风板和设在布风板上的主风帽，及设在渐扩壁面底部的侧风帽。所述旋流气化床还包括设置在燃烧室底部的涡旋结构；所述涡旋结构包括涡旋风集箱和连通在涡旋风集箱上的若干组喷束，每组喷束包括一个涡旋风上喷管和一个涡旋风下喷管。涡旋结构的漩涡风集箱和喷束组外部及喷束组任一喷管之间敷设有耐火材料，使涡旋结构和燃烧室的连接以及和气化室顶部的连接形成流线型连接。

[0006] 上述技术方案中，所述燃烧室横截面为圆形时，所述涡旋结构设置一组，所述涡旋结构的涡旋风集箱为环形布置。若干组的喷束沿着环形涡旋风集箱1等距或等圆心角设置。

[0007] 上述技术方案中，所述燃烧室横截面为矩形时，所述涡旋结构至少设置两组，两组涡旋结构分别设置在燃烧室相对的两侧壁面底部即气化室顶部喉口处，且所述两组涡旋风集箱平行布置在同一水平面上。

[0008] 上述技术方案中，所述涡旋风下喷管的出风方向倾斜向下，所述涡旋风上喷管的出风方向倾斜向上。所述涡旋上喷管中心线与水平面之间夹角α为5°≤α≤45°；所述涡旋下喷管中心线与水平面之间夹角β为10°≤β≤60°。

[0009] 上述技术方案中，所述涡旋风下喷管的出风方向在水平面上投影形成的旋向，与所述主风帽出风旋向相反；所述涡旋风上喷管的出风方向在水平面上投影形成的旋向与所述涡旋风下喷管的出风旋向相反。

[0010] 本发明具有以下优点及有益效果：涡旋结构的设置，强化了气化床内的扰动和物料混合；反向旋转的气流抑制了上行气流携带的颗粒物；流线型连接减少阻力并防止灰沉积。

附图说明

[0011] 图1为本发明所涉及的一种带涡旋结构的旋流气化床示意图。

[0012] 图2为本发明所涉及的一种带涡旋结构的旋流气化床的燃烧室为圆形时涡旋结构A-A向布置示意图。

[0013] 图3为本发明所涉及的一种带涡旋结构的旋流气化床的燃烧室为矩形时涡旋结构A-A向布置示意图。

[0014] 图4为本发明所涉及的涡旋结构示意图。

[0015] 图中：1－涡旋风集箱；2－涡旋风上喷管；3－涡旋风下喷管；4－渐扩壁面；5－渐缩壁面；6－布风板；7－底一次风室；8－侧一次风室；9－主风帽；10－侧风帽；11－涡旋结构；12－气化室；13－燃烧室。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。

[0017] 本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

[0018] 如图1所示，一种带涡旋结构的旋流气化床，包括气化室12、设置在气化室12上方的燃烧室13和设置在气化室12底部的一次风系统。气化室12包括从下到上连接设置的渐扩壁面4和渐缩壁面5，且气化室12的四个壁面中至少有两个相对的壁面是下部为渐扩壁面4上部为渐缩壁面5的变截面结构。亦即，气化室12的左右或前后壁面为下部为渐扩壁面4上部为渐缩壁面5的变截面结构，余下两个相对壁面为同样结构或者平直壁面结构。一次风系统包括底一次风室7、侧一次风室8、布风板6和设在布风板6上的主风帽9，及设在渐扩壁面4底部的侧风帽10。主风帽9为定向风帽，在布风板6按一定旋转方向布置，使得从底一次风室7进入的一次风的喷出形成水平面上逆时针旋转或者顺时针旋转的布风方向。而侧一次风布风独立于底一次风布风，侧一次风室8风压可以不同于底一次风室7。侧风帽10出风方向倾斜向上，形成高度方向上的扰动。

[0019] 由于底一次风和侧一次风的双向扰动，气化室12内的物料容易随气流携带出气化室12，进入气化室12上方的燃烧室13。为避免后续单元的负担，同时减少物料（灰）损失、保证气化床12维持足够的固体热载体，本发明在燃烧室13底部设置了涡旋结构11。所述涡旋结构11包括涡旋风集箱1和连通在涡旋风集箱1上的若干组喷束，每组喷束包括一个涡旋风上喷管2和一个涡旋风下喷管3。涡旋结构11的涡旋风集箱1和喷束组外部及喷束组任一喷管之间敷设有耐火材料，使涡旋结构11和燃烧室13的连接以及和气化室12顶部的连接形成流线型连接，减少阻力并防止积灰。

[0020] 如图2所示，当燃烧室13横截面为圆形时，所述涡旋结构11设置一组，所述涡旋结构11的涡旋风集箱1在燃烧室13底部贴着内壁面环形布置。若干组的喷束沿着环形涡旋风集箱1等距或等圆心角设置。

[0021] 当燃烧室13横截面为矩形时，所述涡旋结构11至少设置两组，两组涡旋结构11分别设置在燃烧室13相对的两侧壁面底部，且所述两组涡旋风集箱1平行布置在同一水平面上。如图3所示的实施例中，燃烧室13四个壁面底部均设置有涡旋结构11。若干组的喷束沿着涡旋风集箱1等距设置。

[0022] 一方面为了强化扰动和物料混合，另一方面为了防止灰被携带出气化室12，涡旋风下喷管3的出风方向倾斜向下，且涡旋风下喷管3的出风方向在水平面上投影形成的旋向，与所述主风帽9出风旋向相反。即，如主风帽9布风旋向为逆时针，则涡旋风下喷管3出风旋向为顺时针；反之，如主风帽9布风旋向为顺时针，则涡旋风下喷管3出风旋向为逆时针。涡旋风上喷管2一方面为燃烧室13配风，另一方面进一步强化混合效果的同时对气流颗粒物携带形成抑制作用，涡旋风上喷管2的出风方向倾斜向上，且涡旋风上喷管2的出风方向在水平面上投影形成的旋向与涡旋风下喷管3的出风旋向相反。

[0023] 如图4所示，涡旋上喷管2倾斜角，即涡旋上喷管2中心线与水平面之间夹角α为5°≤α≤45°；涡旋下喷管3倾斜角，即涡旋下喷管3中心线与水平面之间夹角β为10°≤β≤60°。

[0024] 由于该旋流气化流化床用于多组分、高水分、高挥发分燃料，热值较低，气化室12的壁面，包括渐扩壁面4和渐缩壁面5均为金属板或水冷壁敷设耐火材料的双层结构，金属板或水冷壁设置在外侧。内层耐火材料的结构可以起到蓄热气化的作用。