[发明专利]一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置及其工作方法

权利要求书

1.一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于包括导流区（Ⅰ）、一次分解区（Ⅱ）、放热反应区（Ⅲ）、二次分解区（Ⅳ）、振打器(15)、重力感应器(12), 所述装置从上到下依次布置有导流区（Ⅰ）、一次分解区（Ⅱ）、二次分解区（Ⅳ）；导流区（Ⅰ）通过筒体法兰与一次分解区（Ⅱ）连接，一次分解区（Ⅱ）通过通体法兰与二次分解区（Ⅳ）连接；二次分解区（Ⅳ）为一圆筒状结构布置在一次分解区（Ⅱ）下侧；振打器(15)安装在一次分解区（Ⅱ）外壁上，重力感应器(12)安装在一次分解区（Ⅱ）和二次分解区（Ⅳ）之间；导流区（Ⅰ）主要用于引导夹带着在放热反应区（Ⅲ）生成的Ca(OH)₂固体的混合流体流向一次分解区（Ⅱ）；一次分解区（Ⅱ）主要用于对放热反应生成的Ca(OH)₂固体进行一次分解；放热反应区（Ⅲ）主要用于提供CaO固体与水蒸气反应的空间及将该放热反应生成的热通过第一导热盘管(18)导出，用于后续的中高温发电系统；二次分解区（Ⅳ）主要用于对在一次分解区（Ⅱ）分解不完全或者放热反应区（Ⅲ）掉落的Ca(OH)₂固体进行分解。

2.根据权利要求1所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于导流区（Ⅰ）包括带百叶窗结构的排气口(1)、封头(3)、弧形导流板(2)；所述带百叶窗结构的排气口(1)通过法兰安装在封头(3)两侧，弧形导流板(2)焊接在封头(3)顶部内侧，所述弧形导流板的圆心角在45°～60°。

3.根据权利要求1所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于所述一次分解区（Ⅱ）包括圆筒形壳体(16)、带有金属翅片的换热管(19)、带有金属翅片的换热管热流体进口(14)及其热流体出口(4)、单向疏水阀(13)；所述带有金属翅片的换热管(19)安装在一次分解区（Ⅱ）的环形结构中，带有金属翅片的换热管热流体进口(14)及热流体出口(4)设置在圆筒形壳体下端两侧，单向疏水阀(13)设置在圆筒形壳体下端两侧且低于带有金属翅片的换热管热流体进口(14)及其热流体出口(4)。

4.根据权利要求1或者3所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于所述一次分解区（Ⅱ）中带有金属翅片的换热管(19)上的金属翅片的排布方式为两层翅片呈“人”形交叉分布或单层翅片与竖直方向呈45°～60°排布；所述翅片采用不锈钢材料。

5.根据权利要求1所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于所述放热反应区（Ⅲ）包括导流筒(17)及第一导热盘管(18)；所述导流筒(17)通过支架(5)与圆筒形壳体(16)连接，所述第一导热盘管(18)安装在导流筒(17)内部。

6.根据权利要求1所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于二次分解区（Ⅳ）包括反应器底座(7)、第二导热盘管(20)、导热盘管热流体进口(11)及其热流体出口(6)、风帽(21)、气流分布板(10)、单向进气阀(9)及高压氩气进气口(8)；所述单向进气阀(9)及高压氩气进气口(8)分别设置在反应器底座(7)底端两侧；所述风帽(21)通过螺母与气流分布板(10)连接，气流分布板(10)通过法兰与反应器底座(7)连接；所述第二导热盘管(20)安装在反应器底座(7)中的气流分布板(10)上端；所述导热盘管热流体进口(11)及其热流体出口(6)设置在反应器底座(7)两侧且导热盘管热流体进口(11)低于导热盘管热流体出口(6)。

7.根据权利要求1或5或6所述的一种钙基热化学高温流化床内循环反应装置，其特征在于在放热反应区（Ⅲ）及二次分解区（Ⅳ）中分布有一个或多个换热器，且换热管每隔0.6～1.2米处形成一个圆形盘圈。