本發(fā)明涉及煤焦-載氧體顆粒分離的方法和裝置，特別是涉及一種采用物理方法利用擾流板根據(jù)顆粒比重不同進(jìn)行分離的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在固體燃料化學(xué)鏈燃燒裝置中，通常利用金屬氧化物作為載氧體，載氧體在燃料反應(yīng)器和空氣反應(yīng)器間循環(huán)，將空氣中的氧傳遞到燃料反應(yīng)器中，燃料反應(yīng)器出口僅為co2和水蒸氣，冷凝其中的水后，獲得高濃度co2化學(xué)鏈燃燒過程因可以實(shí)現(xiàn)co2內(nèi)分離，是一種新型的燃燒技術(shù)，受到廣泛研究。然而，實(shí)際固體燃料化學(xué)鏈燃燒應(yīng)用中，燃料反應(yīng)器內(nèi)載氧體向空氣反應(yīng)器流動(dòng)中常常摻雜著煤焦，煤焦隨著載氧體一起進(jìn)入空氣反應(yīng)器，導(dǎo)致空氣反應(yīng)器出口都有co2產(chǎn)生，造成co2捕集效率下降。因此需要對(duì)離開燃料反應(yīng)器的載氧體和煤焦需要分離，載氧體進(jìn)入空氣反應(yīng)器，煤焦重新回到燃料反應(yīng)器，這樣可以提高燃料利用效率和co2捕集效率?，F(xiàn)有的分離設(shè)備主要有：旋流式分離備、干式機(jī)械分離設(shè)備、蝶式及臥螺式分離設(shè)備，但是上述的設(shè)備不能很好地用于高溫顆粒的分離。而本發(fā)明提出的這種采用物理方法利用自由空間、擾流板和漸擴(kuò)分離段根據(jù)顆粒比重不同進(jìn)行分離的裝置，對(duì)于顆粒的分離可以起到良好的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種煤焦-載氧體顆粒分離的裝置及方法。本發(fā)明采用物流方法對(duì)不同密度的顆粒進(jìn)行分離，可以分別實(shí)現(xiàn)煤焦和載氧體顆粒的重復(fù)利用，也提高了化學(xué)鏈燃燒裝置分離產(chǎn)物co2的效率。
技術(shù)方案：本發(fā)明的一種煤焦-載氧體分離的裝置由載氧體回收區(qū)、擾流分離區(qū)和煤焦回收區(qū)組成；其中：
載氧體回收區(qū)包括載氧體回收管、松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽、流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽、流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽、流化床過渡段以及布風(fēng)板；
擾流分離區(qū)包括流化床自由空間、混合物進(jìn)料管、二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管、二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管、擾流板以及漸擴(kuò)分離段；
煤焦回收區(qū)包括煤焦回收管與旋風(fēng)分離器；
其中：
所述的載氧體回收區(qū)中，載氧體回收管通過流化床過渡段與流化床自由空間相連，布風(fēng)板布置在流化床過渡段的上端，流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽分別布置在流化床過渡段左右兩側(cè)，松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽布置在載氧體回收管的右側(cè)；在松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽右端設(shè)有松動(dòng)風(fēng)口，在流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽底端均設(shè)有流化風(fēng)口；
所述的擾流分離區(qū)中，流化床自由空間與漸擴(kuò)分離段相連，混合物進(jìn)料管布置在流化床自由空間下部，二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管和二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管分別布置在流化床自由空間中部?jī)蓚?cè)，擾流板布置在流化床自由空間上部；在混合物進(jìn)料管右端設(shè)有進(jìn)料口，在二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管左、右側(cè)均設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口；
所述的煤焦回收區(qū)中，煤焦回收管通過旋風(fēng)分離器與漸擴(kuò)分離段相連。
通入松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽右端的松動(dòng)風(fēng)、流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽底端、二次進(jìn)風(fēng)口分別采用空氣、co2、co2。
本發(fā)明的一種煤焦-載氧體分離的裝置的分離的方法為：煤焦和載氧體顆粒的混合物從混合物進(jìn)料管進(jìn)入流化床自由空間，在來(lái)自流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽的流化風(fēng)的作用下，混合物顆粒向上運(yùn)動(dòng)；由于比重不同，兩種顆粒在流化床自由空間分層，比重較小的煤焦顆粒在上層，并向上運(yùn)動(dòng)，而比重較大的載氧體顆粒在下層，并依次通過布風(fēng)板、流化床過渡段進(jìn)入載氧體回收管，在來(lái)自松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽的松動(dòng)風(fēng)作用下繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載氧體的重復(fù)利用；
上層的煤焦顆粒和殘余的載氧體顆粒的混合物在運(yùn)動(dòng)到接近擾流板附近時(shí)，受到來(lái)自二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管和二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管的二次風(fēng)的作用，加速向上運(yùn)動(dòng)；快速運(yùn)動(dòng)的混合物在擾流板中發(fā)生分離，殘余的部分載氧體顆粒撞擊在擾流板上，后落回流化床自由空間并向下運(yùn)動(dòng)，上層的煤焦顆粒則未受到擾流板的阻礙，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；通過漸擴(kuò)分離段時(shí)，由于出口段面積大于進(jìn)口段，運(yùn)動(dòng)速度減小，剩余的載氧體顆粒無(wú)法繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，從而向下落回載氧體回收管；煤焦顆粒流入旋風(fēng)分離器，并在旋風(fēng)分離器作用下，流化風(fēng)從其上部排出并重復(fù)利用，煤焦顆粒落入煤焦回收管并繼續(xù)參與后續(xù)反應(yīng)。
有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明的方法及其裝置能夠?qū)⒚航购洼d氧體顆粒分離。在化學(xué)鏈燃燒裝置中，將兩者有效分離，使得空氣反應(yīng)器中不含有煤焦，只有燃料反應(yīng)器有co2生成，從而使得整個(gè)裝置有效的將co2從產(chǎn)物中分離出來(lái)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明煤焦-載氧體顆粒分離的裝置圖。
其中有：載氧體回收區(qū)1、載氧體回收管1-1、松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽1-2、流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽1-3、流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽1-4、流化床過渡段1-5、布風(fēng)板1-6；
擾流分離區(qū)2、流化床自由空間2-1、混合物進(jìn)料管2-2、二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-3、二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-4、擾流板2-5、漸擴(kuò)分離段2-6；
煤焦回收區(qū)3、煤焦回收管3-1、旋風(fēng)分離器3-2。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的煤焦-載氧體顆粒分離的裝置，由載氧體回收區(qū)1、擾流分離區(qū)2和煤焦回收區(qū)3組成。載氧體回收區(qū)1包括載氧體回收管1-1、松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽1-2、流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽1-3、流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽1-4、流化床過渡段1-5以及布風(fēng)板1-6。載氧體回收管1-1通過流化床過渡段1-5與流化床自由空間2-1相連，布風(fēng)板1-6布置在流化床過渡段1-5的上端，流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽1-3和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽1-4分別布置在流化床過渡段1-5左右兩側(cè)，松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽1-2布置在載氧體回收管1-1的右側(cè)；在松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽右端b設(shè)有松動(dòng)風(fēng)口，在流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽1-3和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽底端c均設(shè)有流化風(fēng)口。擾流分離區(qū)2包括流化床自由空間2-1、混合物進(jìn)料管2-2、二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-3、二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-4、擾流板2-5以及漸擴(kuò)分離段2-6。流化床自由空間2-1與漸擴(kuò)分離段2-6相連，混合物進(jìn)料管2-2布置在流化床自由空間2-1下部，二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-3和二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-4分別布置在流化床自由空間2-1中部?jī)蓚?cè)，擾流板2-5布置在流化床自由空間2-1上部；在混合物進(jìn)料管右端d設(shè)有進(jìn)料口，在二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管左、右側(cè)均設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口e；煤焦回收區(qū)3包括煤焦回收管3-1與旋風(fēng)分離器3-2。煤焦回收管3-1通過旋風(fēng)分離器3-2與漸擴(kuò)分離段2-6相連；如附圖1。
本發(fā)明的煤焦-載氧體顆粒分離的方法，煤焦和載氧體顆粒的混合物從混合物進(jìn)料管2-2進(jìn)入流化床自由空間2-1，在來(lái)自流化風(fēng)第一導(dǎo)風(fēng)槽1-3和流化風(fēng)第二導(dǎo)風(fēng)槽1-4的流化風(fēng)的作用下，混合物顆粒向上運(yùn)動(dòng)；由于比重不同，兩種顆粒在流化床自由空間2-1分層，比重較小的煤焦顆粒在上層，并向上運(yùn)動(dòng)，而比重較大的載氧體顆粒在下層，并依次通過布風(fēng)板1-6、流化床過渡段1-5進(jìn)入載氧體回收管1-1，在來(lái)自松動(dòng)風(fēng)導(dǎo)風(fēng)槽1-2的松動(dòng)風(fēng)作用下繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載氧體的重復(fù)利用；上層的煤焦顆粒和殘余的載氧體顆粒的混合物在運(yùn)動(dòng)到接近擾流板附近時(shí)，受到來(lái)自二次風(fēng)左側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-3和二次風(fēng)右側(cè)進(jìn)風(fēng)管2-4的二次風(fēng)的作用，加速向上運(yùn)動(dòng)；快速運(yùn)動(dòng)的混合物在擾流板2-5中發(fā)生分離，殘余的部分載氧體顆粒撞擊在擾流板2-5上，后落回流化床自由空間2-1并向下運(yùn)動(dòng)，上層的煤焦顆粒則未受到擾流板2-5的阻礙，繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；通過漸擴(kuò)分離段2-6時(shí)，由于出口段面積大于進(jìn)口段，運(yùn)動(dòng)速度減小，剩余的載氧體顆粒無(wú)法繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，從而向下落回載氧體回收管1-1；煤焦顆粒流入旋風(fēng)分離器3-2，并在旋風(fēng)分離器3-2作用下，流化風(fēng)從其上部排出并重復(fù)利用，煤焦顆粒落入煤焦回收管3-1并繼續(xù)參與后續(xù)反應(yīng)。