[发明专利]包含一个蒸汽冷却的旋风分离的流态床蒸汽发生系统

说明书

本发明与流态化床蒸汽发生系统有关，更具体而言，这个系统具有一个由系统产生的蒸汽所冷却的旋风分离器。

液态化床燃烧系统是众所周知的，在这些装置中空气通过细碎粒子床层使该床层流态化，达到促使细颗粒燃料在相对低的温度下燃烧。细碎粒子层包括化石燃料(例如煤)以及能吸附煤燃烧过程放出的硫的吸附剂，水用以参加流态化床层的热交换以产生蒸汽。燃烧系统包含一个分离器，它能使来自燃炉部分的流态化床的烟气中带有的细碎颗粒分离出来，并使这些粒子循环送回流态化床中，于是产生了一系列具有吸引力的效果一高效能燃烧，硫的吸附百分率高，二氧化氮析出量低。以及可以灵活的选用燃料。

在这系统的燃炉部分最典型的流态化床常被称为“鼓泡式”流态化床。细碎粒子床层具有相当高的密度及轮廓分明或界限分明的上表面，其它类型的液态化床利用“循环”流态化床层这种技术，流态化床层的密度可比典型的鼓泡型床层的密度低，空气流速等于或大于鼓泡式床的流速，进气管道来的气体，通过流态化床层时带有数量相当可观的小的固体细颗粒，实际上气体中细颗粒的含量达到了饱和的程度。此外，循环流态化床具有固体粒子的循环使用相对好的特点。该特征使得循环流态化床对燃料的热排放方式不敏感，因此温度的变化减至最小，就使NiO₂的析出降低到最小程度，固体粒子的高效循环提高了用以从气体中分离出粒子使粒子循环使用的机器设备的效率。因此产生的效果一硫的吸附率的提高和燃料滞留时间的延长，减少了吸附剂和燃料的消耗。

然而，这类流态化床也有一些不足，例如常常需要增加昂贵的冷却面积来使锅炉中产生的蒸汽过热，并且控制该系统产生的蒸汽温度范围也有困难。还有，这些类型的流态化床用在系统中，例如用于包含有一个或多个旋风分离器的蒸汽发生器。通常在分离器的下半部连接有料斗用来收集分离器分离出的固体粒子。分离器和料斗外包有一个整体的耐气体冲蚀的绝热耐熔壁，得以使外壳体保持相当低的温度。然而，为了达到隔热的目的，这些壁必须相当厚，因而加大了分离器和料斗的体积重量和价格。还需要相当长的控制起动和停机时间来防止耐熔壁的龟裂。此外，这种设计构造的金属外壳不能与外部进一步隔热，因为这样做会使其温度升到高达1500°F，远远超过了金属外壳所能承受的最高温度。更进一步来看，按上述方式安装的常规分离器在联机使用前需要一个相当长的预热过程来消除耐熔壁的过早龟裂，这是不方便的而且增加了生产过程的耗资。

此外，利用流态化床和旋风分离的系统，在流态化床燃炉和分离器之间，旋风分离器和热回收部分之间都要有相当贵的用高温耐火材料衬里的管道和膨胀连接管，这些装置既复杂耗资又大。

本发明的目的是提供一种利用流态化床锅炉的蒸汽发生系统，该系统克服了以上提到的前系统的一些缺点。

在本发明中，一个旋风分离器设置在蒸汽发生系统中燃炉部分和热回部分之间，旋风分离器壁上装有管子，这些管子可从蒸汽锅简通入蒸汽，蒸汽通往热回收部分之前先通过旋风分离器的壁，使壁得以冷却。燃炉部分产生的带有细碎粒子原料的烟气送入旋风分离器去分离。被分离的细碎粒子被重新送进燃炉部分，而分离过的气体被送到热回收部分。

在上述类型的系统中，可以不需要过热的表面层，对被加热流：体温度范围的控制也得到改善，旋风分离器的外表面也可稳定地保持在相当低的温度。该旋风分离器与常规分离器相比体积小，重量轻，耗资少。

此外，热损失也有所减少，对内部耐熔融热层的要求减到最小限度。因此，对燃炉与旋风分离器之间、旋风分离器与热回收部分之间的昂贵的高温耐火衬里管道和膨胀连接管的设置都减到最小限度。更进一步，上述类型的系统也可实现起动及载荷变化快的要求。

通过以上简明的介绍，再参阅附图对以下结合本发明的最佳但又不仅仅是例证性的实施例的更详尽的描述，将会对本发明的目的、特征和优点能更深入的领会。

图1是表明本发明系统的简图；

图2是图1中沿2-2线的横剖视图，

图3和图4是与图1类似的视图，分别示出按本发明可供选择的实施例，