气化剂分布板及流化床气化炉转让专利
申请号 : CN202011172681.1
文献号 : CN112210403B
文献日 : 2021-09-24
发明人 : 祖静茹 , 刘雷 , 李克忠
申请人 : 新奥科技发展有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种气化剂分布板,其特征在于,包括:分布板本体(11),所述分布板本体(11)上开设有通孔(111);和风帽(12),所述风帽(12)设于所述通孔(111)处,所述风帽(12)上设有与所述通孔(111)连通的第一气道(121)和第二气道(122),所述第一气道(121)具有形成于所述风帽(12)顶部的第一射流口(1211),所述第二气道(122)具有形成于所述风帽(12)底部的第二射流口(1221),所述第二射流口(1221)朝向所述分布板本体(11);
沿气化剂在所述第二气道(122)内的流动方向上,所述第二射流口(1221)的口径逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的气化剂分布板,其特征在于,沿气化剂在所述第一气道(121)内的流动方向上,所述第一射流口(1211)的口径逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的气化剂分布板,其特征在于,所述第一气道(121)的轴线方向与所述通孔(111)的轴线方向一致。
4.根据权利要求1所述的气化剂分布板,其特征在于,由所述第二射流口(1221)喷出的气化剂在所述第二射流口(1221)的出口位置形成呈圆锥状的气化区域,所述气化区域的最外边界为所述第二射流口(1221)靠近所述通孔(111)的出口位置与所述风帽(12)的根部的连线时,所述气化区域所在的圆锥的锥角最小。
5.根据权利要求4所述的气化剂分布板,其特征在于,所述分布板本体(11)上开设有多个所述通孔(111),每个所述通孔(111)处设有一所述风帽(12),每一所述风帽(12)的第二射流口(1221)的出口位置形成的气化区域所在的圆锥的锥角大于最小锥角,其中最小锥角为以所述第二射流口(1221)靠近所述通孔(111)的出口位置与所述风帽(12)的根部的连线为最外边界的圆锥的锥角;
至少两个相邻的所述风帽(12)的第二射流口(1221)的出口位置形成的气化区域具有重叠区域。
6.根据权利要求1至5任一项所述的气化剂分布板,其特征在于,所述风帽(12)上设有多个所述第二气道(122),多个所述第二气道(122)沿所述风帽(12)的周向均布。
7.根据权利要求6所述的气化剂分布板,其特征在于,所述第二气道(122)的数量为两个,两个所述第二气道(122)对称设于所述第一气道(121)的两侧,两个所述第二气道(122)均与所述第一气道(121)连通。
8.根据权利要求7所述的气化剂分布板,其特征在于,所述第一气道(121)上设有三通口,所述三通口的其中一个连通口通向所述第一射流口(1211)、另两个连通口分别通向两个所述第二射流口(1221);
其中,所述第一射流口(1211)的直径为所述通孔(111)的直径的0.1~0.4倍,所述第二射流口(1221)的直径为所述通孔(111)的直径的0.3~0.8倍,所述三通口通向所述第一射流口(1211)的直径为所述通孔(111)的直径的0.2~0.55倍,所述三通口通向所述第二射流口(1221)的直径为所述通孔(111)的直径的0.05~0.3倍。
9.一种流化床气化炉,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的气化剂分布板(1)。
说明书 :
气化剂分布板及流化床气化炉
技术领域
背景技术
技术。
板所起的作用包括:均匀分布气化剂流体,保证在气化剂分布板附近形成良好的气固接触
条件,以及保证所有颗粒都处于运动状态,从而消除流动死区。
整体流化状况欠佳,从而导致分布板板面上发生物料堆积结渣的风险较高。
发明内容
而降低气化剂分布板的板面区域由于物料堆积而引起结渣的风险。
成于风帽顶部的第一射流口,第二气道具有形成于风帽底部的第二射流口,第二射流口朝
向分布板本体。
气化区域所在的圆锥的锥角最小。
二射流口靠近通孔的出口位置与风帽的根部的连线为最外边界的圆锥的锥角;至少两个相
邻的风帽的第二射流口的出口位置形成的气化区域具有重叠区域。
第二射流口的直径为通孔的直径的0.3~0.8倍,三通口通向第一射流口的直径为通孔的直
径的0.2~0.55倍,三通口通向第二射流口的直径为通孔的直径的0.05~0.3倍。
膛内物料流化;第二气道的作用是向气化剂分布板的板面区域喷射流化气体,特别是向位
于风帽底部的板面区域喷射流化气体,使得气化剂分布板的板面区域特别是风帽底部的流
化得到加强,避免物料在气化剂分布板的板面堆积,从而降低气化剂分布板的板面特别是
风帽底部发生物料堆积结渣的风险。换言之,本发明通过在风帽顶部设置第一气道的第一
射流口及在风帽底部设置第二气道的第二射流口,使得流化床气化炉的气化炉膛内及气化
剂分布板处的流化均得到加强,均具有较好的流化形态,从而使得气化炉膛内的物料得到
很好地返混,进而使得反应更加均匀,并有效改善了气化炉膛内及气化剂分布板特别是风
帽底部发生物料堆积结渣的情况。
附图说明
言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
以相互组合。
例,而不是全部的实施例。
上的开孔进入流化床气化炉的气化炉膛2内,达到均匀布气的目的。
一气道121和第二气道122,第一气道121具有形成于风帽12顶部的第一射流口1211(或称第
一射流出口),第二气道122具有形成于风帽12底部的第二射流口1221(或称第二射流出
口),第二射流口1221朝向分布板本体11。
分布在气化剂分布板1上以及气化炉膛2内。具体而言,第一气道121具有形成于风帽12顶部
的第一射流口1211,第一气道121的作用是向气化炉膛2内喷入流化气体,维持气化炉膛2内
物料流化;第二气道122具有形成于风帽12底部的第二射流口1221,第二气道122的作用是
向分布板本体11的板面区域喷射流化气体,特别是向位于风帽12底部的板面区域喷射流化
气体,使得分布板本体11的板面区域特别是风帽12底部的流化得到加强,从而避免物料在
气化剂分布板1的板面堆积,进而降低气化剂分布板1的板面特别是风帽12底部发生物料堆
积结渣的风险。换言之,本发明的气化剂分布板1,可以使得气化炉膛2内及气化剂分布板1
处的流化均得到加强,均具有较好的流化形态,使得气化炉膛2内的物料得到很好地返混,
进而使得反应更加均匀,同时可以有效改善气化炉膛2内及气化剂分布板1特别是风帽12底
部发生物料堆积结渣的情况。
端的第一射流口1211采用渐缩径结构,一方面为了提高射流的动力,使得气化炉膛2内的物
料得到很好地返混,同时减少气化炉膛2内的物料通过气化剂分布板1上的通孔111反窜至
气室3中的可能;另一方面使得气体通过气化剂分布板1的阻力增大,进而使得出口气体分
布地更加均匀。需要说明的是,第一气道可以整体采用渐缩径结构,也即从第一气道的入口
端到出口端为渐缩径结构;也可以仅位于出口端的第一射流口采用渐缩径结构。
内。进一步优选地,第一气道121为直气道,第一气道121的轴线方向与分布板本体11上的通
孔111的轴线方向一致,这样设置可以使得气体不改变方向喷至气化炉膛2内,从而提高射
流的动力,减少能耗,进而使得气化炉膛2内的物料得到很好地返混,反应更加均匀,同时射
流动力的增加,可以减少气化炉膛2内的物料通过气化剂分布板1上的通孔111反窜至气室3
中的可能。
面,第一气道121的轴线方向与通孔111的轴线方向一致,也即第一气道121的轴线方向也垂
直于分布板本体11的板面。当然,分布板本体11上的通孔111的方向、第一气道121的方向以
及第一射流口1211的方向均不限于上述限定。
第二射流口1221设计为扩大开口结构,这样设置是为了扩大由第二气道122的第二射流口
1221喷射出的气体的影响区域(如图3中的a区域所示,表示由第二射流口1221射流出的气
体的影响区域,也即由第二射流口1221喷出的气化剂在第二射流口1221的出口位置形成的
气化区域),从而确保更大范围的分布板板面区域具有较好的流化形态,进而降低物料在分
布板板面区域堆积结渣的风险。
流口1221的出口位置形成呈圆锥状的气化区域(该气化区域为图3中的a区域),当气化区域
的最外边界为第二射流口1221靠近通孔111的出口位置与风帽12的根部的连线(如图3中a
区域右侧的那根虚线所示)时,气化区域所在的圆锥的锥角最小。换言之,最外边界为第二
射流口1221靠近通孔的出口位置与风帽12的根部的连线的那个圆锥记为最小圆锥,气化区
域所在的圆锥的锥角大于或等于该最小圆锥的锥角。如此设置,使得风帽12的根部位于第
二射流口1221的出口位置形成的气化区域内,也即第二射流口1221相对靠近风帽12中心的
一点继续沿扩展方向延伸形成的延伸线(如图3中a区域右侧的那根虚线所示)与风帽12的
根部相交,或者与风帽12的侧部相交。以确保由第二射流口1221射流出的气体能够影响到
风帽12的根部,从而使得分布板本体11的板面区域尤其是风帽12的根部区域具有较好的流
化形态,进而降低物料在风帽12的根部区域堆积结渣的风险。
一端部与分布板本体11连接(如点焊连接),风帽12的根部也即风帽杆124相对远离风帽头
123的一端部,风帽12的侧部也即风帽杆124的侧部。
二射流口1221的出口位置形成的气化区域所在的圆锥的锥角大于最小锥角,其中最小锥角
为以第二射流口1221靠近通孔111的出口位置与风帽12的根部的连线为最外边界的圆锥的
锥角;至少两个相邻的风帽12的第二射流口1221的出口位置形成的气化区域具有重叠区
域。也即其中一个风帽12的第二射流口1221喷射出的气体的影响区域与另一个风帽12的第
二射流口1221喷射出的气体的影响区域产生重叠。或者说,第二射流口1221相对远离风帽
12中心的一点继续沿扩展方向延伸形成的延伸线(如图3中a区域左侧的那根虚线所示)与
另一风帽12的第二射流口1221相对远离风帽12中心的一点继续沿扩展方向延伸形成的延
伸线相交。如此设置可以有效地避免物料在分布板本体11上及风帽12根部的堆积,也即尽
可能地确保气化剂分布板1的整个板面区域均具有较好的流化形态。由于气化炉膛2内反应
剧烈,在风帽12底部及分布板本体11上的物料堆积容易引起物料板结,进一步恶化导致流
化床内物料大面积结渣,本发明通过上述第二射流口1221的结构设计,可以有效地避免物
料在分布板本体11上及风帽12根部的堆积,从而有效降低流化床内物料大面积结渣的风
险。
域,从而尽可能地确保气化剂分布板1的整个板面区域均具有较好的流化形态。
多个第二射流口1221向风帽12底部的不同部位喷射流化气体,从而确保整个风帽12的底部
均具有较好的流化形态。需要说明的是,此处的多个指的是两个或两个以上。
122的数量,从而提高每个第二气道122的射流的动力,同时使得风帽12的加工更加方便。
1221,第一气道121上设有三通口,三通口的其中一个连通口通向第一射流口1211、另两个
连通口分别通向两个第二射流口1221。
例,对重点结构进行如下限定,如图4所示,第一射流口的直径d1为通孔的直径d的0.1~0.4
倍,第二射流口的直径d4为通孔的直径d的0.3~0.8倍,三通口通向第一射流口的直径d2为
通孔的直径d的0.2~0.55倍,三通口通向第二射流口的直径d3为通孔的直径d的0.05~0.3
倍,如此确保气体经过第一气道121和第二气道122的压降是均匀性,从而确保由第一气道
121和第二气道122射流出的气体的均匀性,进而使得气化炉膛2内的反应更加均匀。具体设
计时,可以根据实际情况在上述范围内进行合理取值,当然,第一气道121和第二气道122的
上述各处的直径也不限于在上述范围内取值,可以根据实际情况进行合理调整。
向不做限定。如此设置使得分布板本体11具有相对较小的开孔率,从而提高第一气道121和
第二气道122的射流的动力,使得气化炉膛2内以及气化剂分布板1上均具有较好的流化形
态,避免物料在气化炉膛2内以及气化剂分布板1的板面区域堆积结渣。当然,分布板本体11
的开孔率不限于上述限定,也可以根据第一气道121及第二气道122的数量、尺寸大小等参
数合理设计分布板本体11的开孔率。
分布板1上的开孔进入气化炉膛2内,达到均匀布气的目的;气化剂分布板1优选为锥形分布
板,锥形分布板的小端设有排渣管4,排渣管4用于排出气化炉膛2内的灰渣。
化床气化炉的气化炉膛2内参与反应。由于通入介质增多,使得不同介质进入气化炉膛2内
后分布通常呈现不均匀的现象,本发明通过风帽12的顶部射流和底部扩口射流设计,使得
气室3中的气体可以进入气化炉膛2内的压降增大,从而使得各类气化剂在气室3内即可满
足较好的混合后再进入气化炉膛2内,进而使得气化炉膛2内的反应更加均匀。
了气化炉膛2内的物料通过气化剂分布板1的通孔111反窜至气室3中的可能,进而为流化床
的稳定运行提供了基础保障。
括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要
素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要
素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。