[发明专利]旋转炉底部灰分再生体系

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2010年2月11日提交的标题为“ROTARY BOTTOMASH REGENERATION SYSTEM(旋转炉底部灰分再生体系)”的同时待审的美国临时专利申请序列号61/303,491的权益，该申请以引用的方式全文结合到本文中。

技术领域

本发明涉及炉灰分中吸着剂的再活化，更具体地讲，用于冷却、水合和再活化炉底部灰分中未利用的硫治理吸着剂。

背景技术

在燃烧诸如煤炭的含有硫化合物的燃料期间，产生SO₂、SO₃(统称为“SO_x”)气体。除了是温室气体之外，这些气体在释放时与水化合产生硫酸(H₂SO₄)，硫酸对许多生态体系具有危险性。

通常使用粉碎的石灰石来中和并消除SO_x气体。在循环流化床(CFB)炉(其可为锅炉体系的一部分)中，将粉碎的石灰石加到粉碎的燃料中以在燃烧期间中和SO_x气体。燃烧产生石灰石产物，该产物由大量的氧化钙(CaO，未反应的石灰)和硫酸钙(CaSO₄)和少量的碳酸钙(CaCO₃)组成。

大量的石灰石不与SO_x气体反应，因此通常使用约两倍化学计量量的石灰石来实现令人满意的SO_x气体捕获。过量未反应的石灰石与从固体燃料燃烧中产生的灰分一起除去。有两种来自CFB的净排放灰分流，即底部灰分和飞灰。灰分通常含有由未利用的CaO组成的石灰石产物。通常将底部灰分、石灰石副产物和未反应的石灰冷却并作为废料丢弃。

一种这类用于冷却底部灰分的装置为旋转灰分冷却器(RAC)。RAC为一端具有入口且相对端具有出口的旋转圆柱形管路。其具有穿过管路壁的冷却管道。在入口处接收热的底部灰分，随着管路旋转通过内螺旋翅片将热底部灰分移动到出口。等到底部灰分在出口处时，其已被冷却到适当温度。随后将底部灰分与其它废物一起处置。

常规RAC装置几乎没有或没有传感或调节装置。它们经设计而设置，且在发生不可接受的升温时没有灰分的精密温度控制措施。升温可出于许多原因而发生，例如炉操作方面的异常改变、异常工艺条件、变化的燃料供给或其它控制器故障。

过热的底部灰分温度可能破坏灰分处理体系且可能损害该体系。过热的温度还可引起难以用环境可接受的方式运输和处置灰分。

并且，大量未使用的石灰石被废弃，增加了操作成本且产生了需要处置的其它废料。

因此，需要更准确地监测底部灰分和通过重新使用底部灰分中未反应的CaO来增加石灰石利用率的方法和装置。

发明内容

本发明可涵盖用于处理循环流化床炉或功能类似的装置/设备中的底部灰分17的旋转炉底部灰分再生(RBAR)体系100。

其包括旋转圆柱体110，其经调适以在其入口端接收所述灰分；至少一个传感器140，其布置在圆柱体110内，其经调适以测量诸如温度和湿度的物理参数且产生至少一种代表所测量物理参数的输出信号；至少一个喷雾嘴131，其经调适以接收诸如水的再生流体或碱性(碱)水溶液并将其喷射到圆柱体110的不同区域。再生流体调节器135将再生流体提供给喷雾嘴131以在起动时将预定量的再生流体喷射到圆柱体110的所选区域中。

所连接的控制单元170从传感器读取信息并接收关于反应物颗粒10内的未反应核13的质量的输入。控制单元170计算将在各位置处喷射的再生流体的适当量以使反应物颗粒10吸附足以处于“需要含量”范围内的再生流体。随后开动流体调节器135以从喷嘴131中的每一个中喷射所计算的量。需要含量范围为使全部未反应核13完全反应所需再生流体的约5-25％。

本发明还可涵盖处理来自循环流化床炉的底部灰分17的方法。将底部灰分17置于旋转圆柱体110中。

感测沿圆柱体110内部的温度。

将不同量的再生流体喷射到处于圆柱体110内的不同位置的灰分17上以产生所要温度梯度，随后将计算量的水喷射到灰分内的未反应石灰石产物颗粒10上，以使颗粒10再活化，但在灰分17中未产生过量水以便保持灰分处于湿含量的“干燥”范围，其通常为0-5％重量。