[发明专利]一种灰熔聚流化床气化炉用气体分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体分布器，特别涉及一种灰熔聚流化床气化炉用气体分布器。

背景技术

气化是将一次能源如煤、生物质等高效、洁净地转化成二次能源如煤气的主要途径。煤气不仅可以通过燃气—蒸汽联合循环发电，而且可以用于制造高价值化工产品，如合成氨、甲醇等的原料气，实现联合生产电力、清洁能源和高附加值化工产品的多联产能源系统。因此，气化不仅解决了直接燃烧过程中的污染问题，而且能形成高价值的产品，在我国能源战略中占有非常重要的地位。当前国内外气化技术向大型化发展，大型化可提高单路设备的生产能力，以满足大型联合循环电站发电以及大规模多联产能源系统的需求。目前，加压移动床气化炉（鲁奇炉）和加压气流床气化炉（Texaco炉、Shell炉、GSP炉、航天炉等）单炉日处理煤量达到千吨以上，其中Texaco炉最大的一套日处理能力达到2400吨。

流化床气化炉有较高的气固传热速率与传质速率，固体在床内的混合接近于理想状态，因而可获得均匀的固体组成和温度分布，因此流化床气化炉具有燃料适应性广，特别适合处理劣质煤、生物质和城市生活垃圾。但流化床气化炉如高温温克勒（HTW），U-gas炉（灰熔聚炉）和KRW炉都存在大型化问题，最大日处理能力只有800吨，特别是后两种炉型在放大到工业装置时均不成功，其原因之一是,这些炉型均具有中心射流、环管排渣的结构特征，这种结构一般是将排渣管设计成文丘里或渐缩管的形式，在排渣管中心插入一根中心管，中心管和排渣管形成环管，中心管射流带动密相区流化，形成局部高温区域，使灰渣团聚成球，落入环管，在环管内借助重力差异，使灰球和含碳灰球分离，灰渣从环管排出。由于采用这种结构只存在一股中心射流，大型化后，由于床截面积增大，射流影响区域减小，易导致床内四周形成大面积的流化不良和死区，在气化炉运行过程中会造成炉内结焦等问题，直接影响了大型气化炉运行的稳定性。另外目前采用的气体分布器这种中心射流、环管排渣的结构，设计复杂，价格昂贵，由于高温物料冲刷和振动，中心管很容易磨损和断裂，不能满足气化炉的长周期运行。因此对流化床气化炉来说，气体分布器是气化炉的一个关键部件，起着引发流化，形成高温射流区域、维持床层内物料连续运动以及使气体均匀分布的重要作用，直接决定了气化炉的稳定运行。

“一种流化床气化炉分布器”（申请号：200520079695.3）公开了一种流化床气化炉用气体分布器，包括分布器壳体以及设置在壳体内的分布板，壳体与分布板之间形成了与气源相连通的气室，在分布板的下端设置有与气源相连通的中心管，中心管与分布板的间隙形成了环管，且在分布板上开设有与气室相连通的通孔。

“一种流化床气化炉用气体分布器”（申请号：200520105814.8）公开了一种气化炉用气体分布器，包括与气源相连通的中心管以及中心管与气化炉下部椎体部分形成的环管，并且在气化炉炉体上设置有与气源相连通的喷嘴。

“一种流化床气化炉用气体分布器”（申请号：200720031688.5）公开了一种气化炉用气体分布器，包括气化炉椎体、斜椎体、设置在椎体上与气源相连接的喷嘴、设置在气化炉椎体上的中心管以及设置在气化炉斜椎体下与气化炉相连接的环管。

申请号：200520079695.3和200520105814.8公开的两种气体分布器的不足之处在于，气体分布器的中心管位于环管内，中心管的外壁与环管内壁组成环通道，气化炉内的灰渣通过环通道排出炉外，因此高温条件下的气流冲刷及排渣导致中心管外壁磨损严重，对中心管材质要求很高，材料价格昂贵。另外，由于中心管支撑点以上直管段部分较长，存在“头重脚轻”的现象，运行过程中由于振动导致中心管易从支撑点处折断，对中心管的结构设计的要求非常苛刻，且装置无法长周期运行。

申请号：200720031688.5公开的分布器将中心管固定在斜椎体或正椎体上，将排渣用的环管偏置，将支撑点上的中心管缩短，克服了中心管“头轻脚重”、易折断的问题。但是中心管处于高温密相段，环管内的高温气流对中心管的冲刷以及灰渣对中心管外壁的磨损依然很严重，不能降低对中心管材质的要求。