[发明专利]煤粉流态化自预热装置及方法

权利要求书

1.一种煤粉流态化自预热装置，包括：

流态化预热室，其内部装有能被流态化的床料，所述床料在所述流态化预热室形成热容池，该热容池的高度占所述流态化预热室高度的1/5～1/3；

喷煤管，连接至所述流态化预热室底部，向所述流态化预热室输送煤粉；以及

流化风管，其一端伸入至所述流态化预热室底部，提供使所述床料和煤粉流态化的流化风；

其中，所述床料的粒径大于煤粉的粒径，利用由所述床料和煤粉间的粒径差异而产生的颗粒终端速度差异，在所述流态化预热室中结合不同气流速度分布完成床料和煤粉的分离。

2.根据权利要求1所述的煤粉流态化自预热装置，其中，所述流态化预热室为呈中间宽、上下窄的三段式变截面型结构，其中，所述流态化预热室的上部为渐变截面型结构，在流态化预热室内形成不同气流速度分布。

3.根据权利要求1所述的煤粉流态化自预热装置，其中，所述床料的粒径为3mm～5mm，所述煤粉的粒径小于100μm。

4.根据权利要求1所述的煤粉流态化自预热装置，其中：

所述喷煤管连接至流化风管，通过该流化风管与所述流态化预热室底部连通；或者

所述喷煤管与所述流态化预热室的侧壁呈10～70度设置，使所述煤粉自上而下进入所述流态化预热室中。

5.根据权利要求1所述的煤粉流态化自预热装置，还包括启动燃烧器，与所述流态化预热室底部连通，用于产生高温气体以对所述床料进行加热。

6.根据权利要求5所述的煤粉流态化自预热装置，其中，所述启动燃烧器设置于流化风管上，其产生的高温气体通过流化风管输送至所述流态化预热室底部。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的煤粉流态化自预热装置，其中：

所述流化风管位于流态化预热室底部的该端与布风装置连接，在所述流态化预热室底部形成均匀向上的流化风；和/或

所述流态化预热室顶部还设置有高温燃料喷口，用于将在流态化预热室内产生的高温煤粉喷出，以便进行后续燃烧；和/或

所述床料为石英砂或氧化铝小球。

8.一种使用如权利要求1至7中任一项所述的煤粉流态化自预热装置进行煤粉预热的方法，包括：

将热容池的床料加热至700℃以上，并将流化风通过流化风管通入流态化预热室底部，将床料流态化；

将煤粉利用送粉风通过喷煤管输送至流态化预热室底部，所述煤粉与炽热的床料充分混合后被预热至着火点以上，在缺氧环境下发生燃烧和气化反应，释放部分热量维持所述床料的温度；

利用由所述煤粉和床料的粒径差异而产生的颗粒终端速度差异，通过控制所述流态化预热室内气流速度分布，使床料停留于所述流态化预热室内，而将预热后的煤粉通入煤粉锅炉中进行燃烧。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

所述煤粉的粒径小于100μm，其颗粒终端速度小于0.5m/s；

所述床料的粒径为3mm～5mm，其颗粒终端速度大于1.0m/s；

所述流态化预热室内的气流速度呈三段式分布，其中：

所述流态化预热室的下部的气流速度为0.5～1.5m/s，中部的气流速度为0.5～1m/s，上部的气流速度大于1m/s。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述送粉风和流化风的风量之和占煤粉完全燃烧理论风量的15～25％，其中：

所述送粉风的风量占煤粉完全燃烧理论风量的10～15％；

所述流化风的风量占煤粉完全燃烧理论风量的5～10％。