[其他]流化床交换热能的控制方法和装置

说明书

本发明涉及一种能将外部介质和包含在一流化箱体内的流化床之间的热能交换容易地控制在一给定的变化范围内的方法与装置。

人们知道，流化床广泛地应用于进行可能是吸热的或是放热的化学反应。某些反应，例如氧和燃料的化合，是强烈的放热反应，并确切地被用于利用如此产生的热流的场合。可是，用户的要求不是固定的，因此必须按照所需的热量来控制从流化床获得的热量。相反，为了维持一个在规定制度下的吸热反应，必须控制提供给流化床的热量。

这个被控制的变量，即从流化床中取出或输送给流化床的热流变量，也皆知为流化床控制的适应性。

流化床热交换通常是借助于一个管式热交换器来实现的，该管式热交换器的管子被浸没在流化床中。

流化床的控制可以通过单独或联合地调整一些因素来改变，这些因素主要是：

流化速率，

扩大或减小流化床的膨胀，

流化床的表观密度变化，

流化床中交换器的管子浸没程度的变化，和

通过中断向部分流化格栅提供流化气而产生流化床的局部反流化。

这些因素相互间不是完全无关的。而且，在许多情况中，特别是当涉及在流化床中的燃烧时，如果某些参数例如燃烧热效率或燃烧气的脱硫纯度均被保持在所需值的话，对某些因素的作用是受到需要维持良好工作条件的限制的。

作为这样的结果，工作的适应性并不是靠对某一个因素的作用而是分别地通过对几个可能改变的因素的作用来实现的。

例如，一安装在流化箱体内的交换器具有一恒定的交换表面积。调整交换器在流化床中的浸没程度，有可能改变流化速率，造成流化床的膨胀或收缩从而改变流化床的高度。然而，通过改变流化速率来改变流化床的高度，也改变了流化床的密度，并导致不总是在所需方向上的热传导效率的改变。还可能通过增加或从流化床中减去惰性物质来改变它的体积从而改变管子的浸没程度。然而，这个作用也改变了床中活泼固体颗粒的停留时间，而这对燃烧效率是不利的。另外，当交换器被部分浸没在流化床中时，在该床的上限，交换器遭受相当大的侵蚀。因此，使交换器完全浸没在流化床中将是有益的，其次它的结构能被显著地简化。

因此，从上所述可明显看出，控制流化床交换热能的附加装置上设一个通路是有用且必要的。

本发明的主要目的是提供一种方法和装置，在已知的装置上附加一个可以分开或可以与其连在一起，使控制通过流化床交换的热能量成为可能，主要但不是仅仅利用流化床在流化气流中燃烧燃料。

开始用一个流化箱体，该流化箱体包含经流化气作用生成的保持在流化床状态的反应物质，具有一个至少部分浸没在这个流化床中和运载热传导流体的内部热交换器，根据本发明的方法，在热传导流体流经内部热交换器之后，在流化气和热传导流体之间的所述的流化箱体外产生一受控制的热能传递。

为了实现本发明的方法，首先由一个设备，其包括：一包含有处于流化床状态的反应物质的流化箱体，一个流化格栅，一条将流化气引向通过流化格栅的管道，一个至少部分浸没在流化床中的、运载热传导流体的内部交换器，根据本发明，该设备还包括下述装置：

a，一个外部热交换器输送系统，一方面，通过流化气输送导管，另一方面通过热传导流体离开上述交换器。

b，一个可控流量管道用来作为一个与上述外部交换器有关的旁路。

本发明的一个具体实例，现给出一个流化床燃烧锅炉的例子，但不打算对本发明施加任何限制也不排除任何变换形式。将参考所附的一幅有关本发明装置的主要新颖的部件的示意图作出说明：

流化箱体（1）包括一流化床（2）一内部热交换装置（3）使用时全部并恒定地浸没在流化床（2）中。流化床（2）由通过普通的供料系统（图中未示出）进入箱体的燃料颗粒组成。该流化床（2）位于流化格栅（4）上面，流化气流被导向通过该格栅，并还用作主要的燃烧气并通过输送管（5）进入，热交换器（3）运载热传导流体，例如水，通过导管（6）被输送并通过导管（7）排出。

处部热交换器（8）被设置在箱体（1）的外面，其位于内部交换器（3）下游的导管（7）上，可较好地运载由该交换器（3）产生的全部热传导流体。外部热交换器（8）还可位于流化气输送管道（5）。另外，有一个分路管道（9），其始于固定在外部热交换器（8）上游的同一输送管（5）上的控流阀（10），终止于外部热交换器（8）下游的同一输送管（5）上的位置（11）。实际上，后者可以是能在热传导流体和流化气之间提供良好的热传导的一个适合的型式。