[实用新型]一种流化床反应器气体分布装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种气体分布板，具体地说涉及一种流化床反应器的气体分布装置。 

背景技术

在全球经济迅速发展的今天，石油供需矛盾日益突出，我国石油进口依存度越来越高，已严重威胁到我国能源安全和经济建设，寻求新的替代能源势在必行。另外，我国煤炭在一次能源中占70%左右，对我国国民经济的发展起着极其重要的作用。并且煤炭仍将长期作为我国能源的主力，因此煤炭的高效、清洁利用对我国具有重要的战略意义。煤气化是煤炭清洁高效利用的主要方向之一。通过煤气化可将廉价的煤炭转化成为清洁煤气（合成气和甲烷），既可用于生产化工产品，还可用于煤的直接与间接液化，联合循环发电（IGCC）和以煤气化为基础的多联产等领域，是相关技术发展的龙头。流化床煤气化是最早工业化的气化工艺之一，流化床气化是原料煤在自下而上的气化剂的作用下保持着连续不断的沸腾和悬浮状态运动，迅速进行混合与热交换的气化技术。 

气体分布板作为流化床设备中的主要构件，起着均匀布气和支撑固相颗粒的重要作用，其板面形状及结构尺寸极大影响着设备的传热与传质等生产操作性能。具体来说，流化床分布板所起的作用包括：均匀分布流体，保证在分布板附近形成良好的气固接触条件，以及所有粒子都处于运动状态，从而消除死区。 

工业规模的流化床所应用的气体分布板主要为平板式和锥形式气体分布板。平板式分布板的气流方向正对床层，易使床层造成沟流。并且，直流式分布板在操作过程中，小孔易被物料所堵塞，停车时又易漏料。锥形式气体分布板在一定程度上消除了平板分布板的缺点，但是锥形分布板存在着在床内气固两相在轴向和纵向混合不均匀，而且气泡容易合并长大，易造成喷涌等问题，从而在分布板上方极有可能产生流化死区，装置的安全性和稳定性降低。由于颗粒的横向运动和返混效果较差，在通氧的情况下更容易因局部过热导致颗粒在实际生产过程中发生黏结，甚至在分布板上引起结渣，最终导致整个装置非正常停车。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气化效率高，安全性和稳定性好的流化床反应器的气体分布装置。 

本实用新型的流化床气体分布装置是由壳体，气体分布板，进气口，法兰，射流排灰管组成，其特征在于壳体由上部的圆筒壳体和下部的直筒壳体组成，由圆筒分布板和圆锥分布板组成气体分布板，圆筒壳体内有圆筒分布板，圆筒壳体与圆筒分布板之间形成气室，圆筒分布板下端与圆锥分布板和直筒壳体连接，圆筒分布板上有圆筒进气孔，直筒壳体内有圆锥分布板，圆锥分布板上分布有圆锥进气孔，在圆锥分布板之上，圆筒壳体下部之外连接有圆筒气室，圆筒气室之内的圆筒壳体壁开有进气孔，圆筒气室有呈对称状态分布的圆筒气室进气口，直筒壳体下部有圆锥进气口，直筒壳体底部连接法兰，圆锥分布板底部与射流排灰管连接。 

如上所述的圆锥分布板锥面与直筒壳体夹角为20-90°（当夹角为90°时，圆锥分布板则为平板分布板）。圆筒壳体壁与直筒壳体壁上的每排进气孔均按同心圆分布，分布板总体开孔率为0.5%-6.0%，孔径为0.5-3.0毫米。 

直筒壳体壁上圆锥进气孔的开孔方向是垂直向上的。 

当在流化床内使用本实用新型时，流化气体经直筒壳体上的进气口和圆锥分布板上开有垂直向上小孔的进入固体物料混合区域，使床层处于流化状态；同时，在圆筒气室两侧的进气口通入气体，进入圆筒气室，流过进气孔使气体分布均匀后，从圆筒壳体与圆筒分布板之间形成的气室经过圆筒进气孔，最后进入固体物料混合区域，用于产生高温区和调整固体的返混状态。 

圆锥分布板和圆筒分布板的气速可以独立调节。采用纵向和横向同时布风，固体物料可在床内实现大幅度回旋运动，强化了物料的横向混合，进而强化了炉内的传热和传质，延长了固体物料在床内的停留时间，从而提高了燃料的气化效率。通过侧面布风，解决了在通氧的情况下因纵向布风产生的局部高温使颗粒在实际生产过程中发生黏结，甚至在分布板上引起结渣的问题。 

    本发明的分布板与锥形或平板分布板相比有如下优点： 

1)              通过圆锥分布板和圆筒形分布板相结合的方式，即底部开孔与侧面开孔相结合，加强了流化床内部的横向扰动，使床内气固混合在轴向和纵向更加均匀，强化了反应过程中的传热、传质。

2)              通过侧面向布风，加大了横向剪切速率，使气泡的尺寸减少，破坏气泡的合并长大，稳定床层，避免喷涌，提高了装置的安全性和稳定性。