[发明专利]带气动控制分配阀的循环流化床系统和循环流化床的回路系统

说明书

技术领域

本发明涉及循环流化床技术领域，特别涉及循环流化床的物料循环回路。

背景技术

通常，循环流化床的物料循环回路由主床、气固分离器、返料器组成，大量物料在循环回路中反复循环。不过，出于各种目的，循环回路中还设有内部发生化学反应的反应器部件或内部基本不发生化学反应的热量交换部件，循环物料进入这些部件进行反应或热量交换。例如利用高温的循环物料作为含碳燃料热解的固体热载体时，循环回路中还设有热解炉；将高温循环物料作为高含水物料的直接接触干燥热源时，循环回路中还设有干化器；循环回路中还可以设有外置换热器，循环物料与布置在其中的换热面进行热交换、加热工质等。为了灵活的调节这些部件中的温度和负荷，以及系统的运行工况，可以将循环物料分为两部分，一部分进入这些部件，另一部分直接回到主床。

中国专利ZL 200510102904.6公开了一种循环流化床循环灰气动控制分配阀，包括通过竖直的分流板分隔开的两个进料室，其底部等高；两出料室分别与两进料室底部相通，每个出料室上分别设有一个溢流口，进料室和出料室底部均通入流量可调的流化风；该气动控制分配阀可通过气动控制方式将高温循环灰分为流率可调的两部分。

中国专利ZL 200510102905.0公开了一种气动控制进灰的外置换热器，应用上述气动控制分配阀控制进入外置换热器的高温循环灰量，其余循环灰直接返回炉膛。中国专利ZL200510112902.5公开了一种气动控制的物料循环装置，将上述气动控制分配阀与外置换热器有机结合，通过气动控制方法将循环灰分为两部分，一部分进入外置换热器，另一部分直接返回炉膛。中国专利ZL 200510102965.2和中国专利ZL 200510102966.7公开了采用上述气动控制分配阀的湿污泥焚烧处理装置，通过气动控制分配阀将一部分热灰分配至污泥干化器中干燥湿污泥，另一部分热灰直接返回炉膛。

发表于《化学工程》期刊2010年第9期上的《非对称结构气动分配阀调节特性冷态实验》公开了上述气动控制分配阀用于两侧物料流量相差很大时的变形，物料流量较小的一侧的进料室和出料室通流面积减小、布风板抬高。

上述这些气动控制分配阀的应用中，气动控制分配阀的一侧出料室均与主床的返料口通过管路直接相连。由于返回主床的物料还担负着建立主床密相区、形成蓄热体、参与主床内的物料内循环等任务，因此主床上的返料口通常设在主床密相区与稀相区交界处附近。但是，循环流化床的主床压力一直处于波动和变动状态，特别是主床中物料浓度较高时，返料点压力增加、压力波动幅度大，此时从返料口到分配阀出料室的管路会将返料口的压力波动传递到气动控制分配阀中，导致分配阀的两出料室的压力不平衡、干扰循环物料的分配，导致循环物料不能按照设定的比例分配到两个回路中，影响了气动控制分配阀对循环物料的分配、调节与控制的稳定性与可靠性，严重时还将致使气动分配阀不能正常工作。

例如，采用气动控制分配阀的湿污泥焚烧处理装置，利用气动控制分配阀分配部分高温循环灰进入干化器，干化湿污泥。该系统要求高温循环灰连续、稳定的分配到干化器中，以保证干化系统和污泥焚烧系统在设定负荷下稳定的运行。但由于气动控制分配阀与炉膛直接相连的返料口位于炉膛密相区中，且循环回路中的灰量较大，导致返料口压力高、脉动大，而气动控制分配阀与干化器相连的一侧的压力相对稳定，这导致气动控制分配阀两出料室压力差较大，无法通过调节干化器侧的压力来平衡这种压力差。这干扰了气动控制分配阀的分配特性和运行稳定性，制约了污泥干化焚烧系统的安全、连续、运行。

如果抬高返料口的位置，使其远离密相区，虽然可以减小气动控制分配阀两出料室压差的变化幅度，但物料在炉膛内的停留时间变短，无法满足焚烧无害化的要求，也会使炉膛密相区温度降低，不利于焚烧的稳定。

目前，采取在气动控制分配阀底部加放灰管、外放循环灰的措施，以降低炉膛灰浓度、降低返料口压力、减小该处的压力脉动，以保持气动控制分配阀的稳定运行。但这种方法降低了循环流化床的物料浓度和总循环灰量，降低了气动控制分配阀的调节能力，且进入干化器的高温循环灰量减少，降低了污泥处理能力，也导致炉膛内温度分布不均，特别是炉膛出口温度偏低，不利于污泥的焚烧无害化。此外，外放高温循环灰还使系统能量损失增加，导致污泥处置成本升高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种带有气动控制分配阀的循环流化床的物料循环系统，能够避免主床压力波动对气动控制分配阀的干扰，确保循环物料被稳定可靠的分配、调节与控制。