BR112019021963A2

BR112019021963A2 - uma ponta do bico de gás de fluidização e um reator de leito fluidizado com múltiplas pontas do bico de gás de fluidização

Info

Publication number: BR112019021963A2
Application number: BR112019021963A
Authority: BR
Inventors: Kauppinen Kari; Klajny Marcin
Original assignee: Sumitomo SHI FW Energia Oy
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-05-05
Also published as: PH12019502397A1; AU2017411905A1; CN110892196A; WO2018196997A1; PL3615862T3; EP3615862B1; HUE055665T2; JP2020517421A; EP3615862A1; AU2017411905B2; MY195415A; KR102278435B1; CN110892196B; KR20190133214A; US20200072460A1; US11598519B2; RU2727817C1; SA519410332B1; JP6991241B2

Abstract

uma ponta do bico de gás de fluidização (24) adequada para ser conectada a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização de um reator de leito fluidizado, a ponta do bico de gás de fluidização compreendendo um canal de entrada (26) tendo um eixo longitudinal, uma extremidade de entrada (32) e uma segunda extremidade (36), a extremidade de entrada do canal de entrada sendo adaptada para conectar o canal de entrada em conexão do fluxo de gás vertical com o dispositivo de alimentação de gás de fluidização, quatro canais de saída (46), cada um dos quatro canais de saída se estendendo a partir de uma primeira extremidade (44) até uma extremidade de saída (54), e um espaço de distribuição de gás (42) tendo uma face de fundo (40) e um teto (48) oposto à face de fundo, em que a segunda extremidade do canal de entrada e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída são conectadas para conexão direta do fluxo de gás com o espaço de distribuição de gás, em que cada uma das primeiras extremidades dos quatro canais de saída tem um ponto central, pontos centrais estes que definem um retângulo com dois lados longos e dois lados curtos tendo uma relação de aspecto de pelo menos 2:1.

Description

UMA PONTA DO BICO DE GÁS DE FLUIDIZAÇÃO E UM REATOR DE LEITO FLUIDIZADO COM MÚLTIPLAS PONTAS DO BICO DE GÁS DE FLUIDIZAÇÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo de Invenção [0001] A presente invenção refere-se a uma ponta do bico de gás de fluidização e um reator de leito fluidizado com múltiplas pontas do bico de gás de fluidização. Assim, a presente invenção refere-se especialmente a uma ponta do bico de gás de fluidização, adequada para ser conectada a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização, tal como uma caixa de vento com tubos de alimentação de gás de fluidização verticais, de um reator de leito fluidizado para alimentar o gás de fluidização ao reator de leito fluidizado.

[0002] Os reatores de leito fluidizado, como as caldeiras ou os gaseificadores de leito fluidizado circulantes ou borbulhantes, compreendem uma câmara de reação, definida por paredes laterais verticais, um teto e uma placa de fundo, e possuem um leito fluidizado de partículas sólidas, como a areia, o calcário, as cinzas e as partículas de combustível, mantidas nele. O leito é fluidizado trazendo o gás de fluidização, como o ar de combustão, de um suprimento de gás de fluidização, como uma assim chamada caixa de vento, disposta abaixo da placa de fundo, ou as assim chamadas barras de ar, conectadas às paredes laterais da câmara de reação, através de bicos de gás de fluidização, para a câmara de reação. O gás de fluidização é injetado através dos bicos de gás de fluidização na câmara de reação em uma velocidade

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2/19 relativamente alta, predeterminada, e em uma direção predeterminada.

[0003] Os bicos de gás de fluidização comumente usados dos reatores de leito fluidizado são feitos de aço e compreendem um tubo de alimentação de gás de fluidização vertical e uma ponta do bico de gás de fluidização, através da qual o gás de fluidização é guiado horizontalmente ou ligeiramente para baixo, para o reator de leito fluidizado, conforme distribuído uniformemente para todas as direções ou conforme guiado para certas direções. A combinação de um tubo de alimentação de gás de fluidização vertical e um suprimento de gás de fluidização é abaixo chamada um dispositivo de alimentação de gás de fluidização, pelo que a ponta do bico de gás de fluidização é conectada a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização.

[0004] A Patente U.S. No. 5.575.086 mostra uma construção de bico de gás de fluidização compreendendo um tubo de alimentação de gás de fluidização vertical conectado integralmente a uma parte da ponta do bico de gás de fluidização. A parte da ponta do bico de gás de fluidização compreende dois ou quatro tubos cilíndricos, dispostos simetricamente nos lados de uma parte superior do tubo de alimentação de gás de fluidização vertical em um ângulo de cerca de vinte graus a partir de um plano horizontal em relação à placa de fundo de um reator de leito fluidizado.

[0005] A Patente U.S. No. 3.708.887 mostra uma construção de bico de gás de fluidização compreendendo um tubo de alimentação de gás de fluidização vertical e uma ponta do bico de gás de fluidização de paredes espessas,

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3/19 conectada por uma conexão de rosca ao tubo de alimentação de gás de fluidização vertical. A ponta do bico de gás de fluidização compreende um espaço de distribuição de gás cilíndrico e múltiplos canais de saída simetricamente dispostos e inclinados para baixo, perfurados através da parede lateral do espaço de distribuição de gás. De acordo com outra modalidade, a ponta do bico de gás de fluidização está na forma de T e compreende múltiplos orifícios dirigidos para baixo, é cada uma das extensões horizontais da ponta do bico de gás de fluidização.

[0006] A Patente polonesa No. 217 984 BI divulga uma ponta do bico de gás de fluidização compreendendo um canal de entrada com um eixo vertical, um espaço que se estende horizontalmente sobre o topo do canal de entrada e dois canais de saída conectados às partes finais do espaço que se estende horizontalmente, onde os canais de saída compreendem uma parte superior vertical e uma parte inferior em um ângulo de 30 graus para fora do eixo do canal de entrada.

[0007] A Publicação da patente coreana 100725001 mostra um bico de gás de fluidização compreendendo um tubo de alimentação de gás de fluidização vertical e uma ponta do bico de gás de fluidização. O tubo de alimentação de gás de fluidização se projeta centralmente para um espaço vazio na ponta do bico de gás de fluidização, o espaço vazio tendo um diâmetro maior do que o diâmetro externo do tubo de alimentação de gás de fluidização. Os múltiplos canais de gás de saída inclinados para fora, com uma seção transversal oval, têm uma extremidade superior na circunferência externa do fundo do espaço vazio.

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4/19 [0008] Um requisito bem conhecido para uma ponta do bico de gás de fluidização é minimizar o risco de deslocamento de volta do material do leito a partir do leito fluidizado para o suprimento de gás de fluidização nas baixas cargas de operação do reator de leito fluidizado. O deslocamento de volta, que normalmente resulta de variações de pressão local no leito fluidizado, é muito sensível aos detalhes do projeto da ponta do bico de gás de fluidização.

[0009] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um bico de grade que seja durável nas condições de operação adversas e no qual o fluxo de gás seja otimizado de modo a minimizar o risco de deslocamento de volta, mesmo nas baixas cargas de operação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0010] De acordo com um aspecto, a presente invenção proporciona uma ponta do bico de gás de fluidização, adequada para ser conectada a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização de um reator de leito fluidizado, a ponta do bico de gás de fluidização compreendendo um canal de entrada tendo um eixo longitudinal, uma extremidade de entrada e uma segunda extremidade, a extremidade de entrada do canal de entrada sendo adaptada para conectar o canal de entrada em conexão de fluxo de gás vertical com o dispositivo de alimentação de gás de fluidização, quatro canais de saída, cada um dos quatro canais de saída se estendendo a partir de uma primeira extremidade até uma extremidade de saída, e um espaço de distribuição de gás tendo uma face de fundo e um teto oposto à face de fundo, onde a segunda extremidade do

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5/19 canal de entrada e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída são conectadas para conexão direta do fluxo de gás com o espaço de distribuição de gás, onde cada uma das primeiras extremidades dos quatro canais de saída tem um ponto central, pontos centrais estes definindo um retângulo com dois lados longos e dois lados curtos tendo uma relação de aspecto de pelo menos 2:1.

[0011] Uma ponta do bico de gás de fluidização com quatro canais de saída dispostos na forma de um retângulo com lados longos e curtos afasta-se de uma ponta do bico simétrica convencional porque ela distribui o gás de fluidização especialmente para duas direções horizontalmente opostas, pelo que permite suprir um fluxo ideal de gás no espaço de distribuição de gás, ao mesmo tempo mantendo uma divisão estável e equilibrada do fluxo de gás de fluidização.

[0012] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a segunda extremidade do canal de entrada e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída são conectadas diretamente à face de fundo do espaço de distribuição de gás. Vantajosamente, a face de fundo do espaço de distribuição de gás tem uma seção transversal em geral retangular perpendicular ao eixo longitudinal do canal de entrada, e cada uma da segunda extremidade do canal de entrada e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída tem uma seção transversal retangular, especial e vantajosamente uma seção transversal quadrada. Deste modo, as seções transversais da segunda extremidade do canal de entrada e das primeiras extremidades dos quatro canais de saída são dispostas vantajosamente de modo a

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6/19 cobrir substancialmente a seção transversal da face de fundo do espaço de distribuição de gás. Uma tal disposição das seções transversais é vantajosa para formar uma ponta compacta de bico de gás de fluidização. A disposição de extremidades retangulares do canal de entrada e dos canais de saida no espaço de distribuição de gás proporciona uma geometria compacta e caminhos de fluxo ideais para dividir o gás de fluidização nos canais de saida.

[0013] O espaço de distribuição de gás é vantajosamente simétrico em relação a um plano de simetria, plano de simetria este que é perpendicular aos lados longos do retângulo definido pelos pontos centrais das primeiras extremidades dos quatro canais de saida. Assim, uma extensão do eixo longitudinal do canal de entrada está ao longo do plano de simetria, e as primeiras extremidades dos quatro canais de saida estão simetricamente no espaço de distribuição de gás, de modo que as primeiras extremidades dos dois canais de saida dos quatro canais de saida estejam localizadas sobre cada lado do plano de simetria. Desse modo, a distância entre as primeiras extremidades de dois canais de saida localizados sobre o mesmo lado do plano de simetria é menor do que a distância entre as primeiras extremidades de dois canais de saida sobre os lados opostos do plano de simetria.

[0014] O espaço de distribuição de gás pode ser um espaço em geral livre, porém, de acordo com uma modalidade especialmente vantajosa da presente invenção, o espaço de distribuição de gás é dividido em duas metades em geral idênticas por uma parede de divisão vertical paralela aos lados longos do retângulo definido pelos pontos

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7/19 centrais das primeiras extremidades dos quatro canais de saída, de modo que duas das primeiras extremidades estejam localizadas sobre cada lado da parede de divisão. A parede de divisão se estende preferivelmente a partir do teto do espaço de distribuição de gás até a sua face de fundo. A parede de divisão aumenta efetivamente o comprimento dos canais de saída e, assim, impede a pulsação de pressão entre os canais de saída adjacentes. Assim, a parede de divisão determina o fluxo uniforme de gás para cada canal de saída e, desse modo, minimiza o risco de deslocamento de volta de material do leito através do bico para o suprimento de gás.

[0015] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, uma parede divisória conectada ao teto é disposta no plano de simetria, perpendicular à parede de divisão acima mencionada, do espaço de distribuição de gás. Essa parede divisória orienta o fluxo de gás de fluidização no espaço de distribuição de gás, de modo que um volume igual de gás flua para os pares de canais de saída nos dois lados do plano de simetria. Para ser eficiente, a parede divisória se estende vantajosamente a partir do teto uma distância de pelo menos 40 % da distância a partir do teto até a face de fundo. De acordo com uma modalidade especialmente vantajosa da presente invenção, a parede divisória se estende a partir do teto até o canal de entrada. Desse modo, o risco de uma distribuição desigual do gás de fluidização para os canais de saída, relacionado à pressão desigual do leito no reator, é minimizado.

[0016] Com base na disposição compacta do canal de entrada, no espaço de distribuição de gás e nos quatro

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8/19 canais de saída, a ponta do bico de gás de fluidização também tem vantajosamente uma forma externa compacta. Desse modo, o canal de entrada, o espaço de distribuição de gás e os quatro canais de saída são, de preferência, encerrados por uma superfície lisa comum. Tal forma é especialmente durável nas condições de desgaste e/ou corrosão de um reator de leito fluidizado. Tal ponta do bico de gás de fluidização compacta é vantajosamente fabricada por fundição.

[0017] Cada um dos quatro canais de saída compreende vantajosamente uma parte superior que se estende verticalmente, vantajosamente pelo menos quase vertical. Assim, quando a segunda extremidade de um canal de entrada vertical e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída forem conectadas diretamente à face de fundo do espaço de distribuição de gás, o fluxo de gás de fluidização produz no espaço de distribuição de gás pelo menos uma volta de 180 graus quase inteira, o que diminui o risco de deslocamento de volta das partículas do material do leito quando comparado, por exemplo, com bicos tendo canais de saída inclinados em 30 graus a partir de um eixo vertical do canal de entrada. Para permitir o giro suave do gás de fluidização no espaço de distribuição de gás, o teto do espaço de distribuição de gás é vantajosamente em geral horizontal acima da segunda extremidade do canal de entrada e tem uma forma arqueada acima das primeiras extremidades dos canais de saída, de modo a unir o teto suavemente aos canais de saída.

[0018] Mesmo quando as partes superiores dos

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9/19 canais de saída forem verticais, os canais de saída têm, com vantagem, uma parte inferior inclinada para fora do plano de simetria. Uma ponta do bico de gás de fluidização especialmente vantajosa é formada quando as partes superiores dos canais de saída que se estendem verticalmente forem inclinadas para fora do plano de simetria em pelo menos 10 graus, e a parte inferior de cada canal de saída for inclinada para fora do plano de simetria em pelo menos 10 graus mais do que a parte superior do mesmo canal de saída. Observou-se que esse projeto de canal de saída proporciona uma excelente distribuição de gás de fluidização para o reator e, simultaneamente, permite manter o perfil de velocidade do gás de fluidização nos canais de saída, para minimizar o deslocamento de volta. De acordo com uma modalidade vantajosa da presente invenção, os canais de saída, ou pelo menos as suas partes inferiores, são inclinados para fora, de modo que os pontos centrais das extremidades de saída dos quatro canais de saída definam um retângulo com uma relação de aspecto de pelo menos 3:1.

[0019] O dispositivo de alimentação de gás de fluidização normalmente compreende tubos de alimentação de gás de fluidização verticais que têm uma seção transversal circular, a cada um dos quais uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a presente invenção deve ser conectada. Portanto, o canal de entrada normalmente compreende uma extremidade de entrada com uma seção transversal circular. Porque o canal de entrada tem vantajosamente uma segunda extremidade com uma seção transversal retangular ou quadrada, o canal de entrada

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10/19 compreende vantajosamente uma seção de transição para transformar uma seção transversal circular em uma seção transversal retangular ou quadrada. Correspondentemente, os canais de saída, que vantajosamente têm uma primeira extremidade com uma seção transversal retangular ou quadrada, vantajosamente têm uma extremidade de saída com uma seção transversal circular e uma seção de transição para transformar uma seção transversal retangular ou quadrada em uma seção transversal circular.

[0020] Para minimizar ainda mais o deslocamento de volta das partículas do leito, o canal de entrada e/ou cada um dos quatro canais de saída compreende vantajosamente uma área de seção transversal decrescente na direção do fluxo de gás. De acordo com uma modalidade vantajosa da presente invenção, a área de seção transversal decrescente na direção do fluxo de gás do canal é compreendida em uma seção de transição entre duas partes do canal tendo seções transversais circulares e retangulares, respectivamente.

[0021] De acordo com outro aspecto, a presente invenção refere-se a um reator de leito fluidizado compreendendo múltiplos bicos de gás de fluidização tendo uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com quaisquer das modalidades descritas acima.

[0022] A breve descrição acima, bem como outros objetivos, características e vantagens da presente invenção serão mais amplamente apreciados por referência à seguinte descrição detalhada das modalidades presentemente preferidas, porém, ainda assim, ilustrativas, de acordo com a presente invenção, quando consideradas em combinação com

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11/19 os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0023] A Figura 1 ilustra esquematicamente uma caldeira de leito fluidizado com múltiplos bicos de gás de fluidização.

[0024] A Figura 2 ilustra esquematicamente uma seção transversal vertical de uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0025] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma seção transversal horizontal de uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0026] A Figura 4 ilustra esquematicamente uma vista de cima de debaixo de uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0027] O diagrama esquemático da FIG. 1 mostra um reator de leito fluidizado 10, que pode ser, por exemplo, uma caldeira ou gaseificador de leito fluidizado circulante ou borbulhante. O reator de leito fluidizado compreende uma câmara de reação 12 definida pelas paredes laterais verticais 14, um teto 16 e uma placa de fundo 18 e tem um leito fluidizado de partículas sólidas, como a areia, o calcário, as cinzas e/ou as partículas de combustível, mantidas nele. O leito é fluidizado trazendo o gás de fluidização, como o ar de combustão, de um suprimento de gás de fluidização 20 para a câmara de reação. Na FIG. 1, o suprimento de gás de fluidização

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12/19 compreende uma caixa de vento disposta abaixo da placa de fundo 18, porém o suprimento de gás de fluidização também podería ser alternativamente de outro tipo, como um grupo das assim chamadas barras de ar conectadas às paredes laterais da câmara de reação. 0 suprimento de gás de fluidização 20 é provido com tubos de alimentação de gás de fluidização 22 para alimentar o gás de fluidização do suprimento de gás de fluidização para o reator. Na FIG. 1, cada um dos tubos de alimentação de gás de fluidização está equipado com uma ponta do bico de gás de fluidização 24 para proporcionar uma alimentação ideal do gás de fluidização em uma velocidade relativamente alta, prédeterminada, e uma direção predeterminada para a câmara de reação. Um reator de leito fluidizado compreende, na prática, também muitas outras partes, como os bicos de alimentação de combustível, um canal de gás de exaustão etc. No entanto, visto que essas partes não são relevantes para a presente invenção, elas são omitidas da FIG. 1.

[0028] A FIG. 2 mostra uma seção transversal vertical de uma ponta do bico de gás de fluidização 24, ao longo de um plano vertical mostrado como a linha B - B na FIG. 3, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. A seção transversal mostra um canal de entrada 26 com um eixo longitudinal S. Quando a ponta do bico de gás de fluidização for instalada em um reator de leito fluidizado, o canal de entrada em geral será vertical, de modo a alimentar o gás de fluidização para cima. Portanto, o uso de termos tais como 'inferior' ou 'de fundo' referese à posição relativa do respectivo recurso quando a ponta do bico for instalada em sua posição normal.

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13/19 [0029] O canal de entrada 26 compreende uma parte de entrada 28 com uma parte inferior alargada 30, na qual um tubo de alimentação de gás de fluidização será soldado quando a ponta do bico de gás de fluidização for conectada a um suprimento de gás de fluidização de um reator de leito fluidizado. Os meios para conectar a ponta do bico de gás de fluidização a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização de um reator de leito fluidizado podem, alternativamente, ser de qualquer outro tipo adequado, como uma conexão de trava de torção do tipo baioneta, conhecida da Patente U.S. 9.333.476.

[0030] A parte de entrada 28 do canal de entrada 26 compreende uma extremidade de entrada 32 tendo uma seção transversal circular, como será discutido em relação à FIG. 4. A parte final do canal de entrada 26 é, neste documento, denominada a segunda parte 34, que tem uma extremidade superior, a assim chamada segunda extremidade 36, com uma seção transversal em geral retangular ou quadrada, como será discutido em relação à FIG. 3. Entre a parte de entrada 28 e a segunda parte 34, há uma parte de transição 38 de uma seção transversal circular até uma seção transversal retangular. A segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 está disposta em uma face de fundo 40 de um espaço de distribuição de gás 42.

[0031] O espaço de distribuição de gás 42 pode ser um espaço em geral livre, porém, de acordo com uma modalidade vantajosa da presente invenção, o espaço de distribuição de gás é dividido por uma parede de divisão 78 em duas metades idênticas, de modo que dois canais de saida, como os canais de saida 46 e 46' na Fig. 2, estejam

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14/19 sobre o mesmo lado da parede de divisão 78. Assim, o fluxo de gás que entra na ponta do bico através do canal de entrada 26 é primeiro dividido pela parede de divisão 78 nas duas metades do espaço de distribuição de gás e, depois disso, nos canais de saída correspondentes 46, 46'. A parede de divisão aumenta assim efetivamente o comprimento dos canais de saída e, assim, impede a pulsação de pressão entre os canais de saída adjacentes. A parede de divisão determina, assim, o fluxo uniforme de gás para cada canal de saída e, desse modo, minimiza o risco de deslocamento de volta do material do leito através do bico para o suprimento de gás.

[0032] A face de fundo 40 do espaço de distribuição de gás 42 compreende, além da segunda extremidade 36 do canal de entrada 26, também as primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46 da ponta do bico de gás de fluidização. Assim, a segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e as primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46 são conectadas para conexão direta do fluxo de gás com o espaço de distribuição de gás 42 .

[0033] As formas e a disposição da segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e das primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46 serão descritas em detalhes em relação à FIG. 3. O espaço de distribuição de gás 42 compreende um teto 48 oposto à face de fundo 40, teto este que compreende uma seção em geral plana 50 acima da segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e seções arqueadas 52 acima das primeiras extremidades 44 dos canais de saída 46, de modo a unir o

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15/19 teto suavemente aos canais de saída.

[0034] A FIG. 2 mostra dois canais de saída 46,

46' tendo uma extremidade de saída 54 sobre a face de fundo da ponta do bico de gás de fluidização 24, porém, na realidade, a ponta do bico de gás de fluidização 24 compreende quatro canais de saída, como pode ser visto a partir das FIGS. 3 e 4. As primeiras extremidades 44 dos canais de saída 46, 46' têm uma seção transversal em geral retangular, como pode ser visto na FIG. 3, e as extremidades de saída 54 dos canais de saída têm uma seção transversal em geral circular ou oval, como pode ser visto na FIG. 4. Assim, os canais de saída 46, 46' compreendem uma parte de transição 58 na qual a seção transversal do canal de saída é transformada de retangular em circular. Cada um dos quatro canais de saída compreende vantajosamente, bem como também o canal de entrada 26, uma área de seção transversal decrescente na direção do fluxo de gás.

[0035] Cada um dos quatro canais de saída 46, 46' compreende vantajosamente uma parte superior 60 que se estende verticalmente e uma parte inferior 62 que é inclinada para fora a partir da direção da parte superior. A parte superior pode ser vertical, porém, com vantagem, é inclinada para fora a partir da direção vertical em pelo menos 10 graus. Correspondentemente, a parte inferior 62 de cada canal de saída 46 é vantajosamente inclinada para fora em pelo menos 10 graus mais do que a parte superior 60 do mesmo canal de saída. O termo inclinado para fora significa, neste documento, inclinar-se para longe de um plano de simetria C - C, a ser mostrado mais claramente na

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FIG. 3, plano este que compreende o eixo S e é perpendicular ao plano da FIG. 2.

[0036] A face inferior 56 da ponta do bico de gás de fluidização 24 compreende vantajosamente uma seção central horizontal 64, que compreende a extremidade de entrada 32 do canal de entrada 26 e as seções externas inclinadas para cima 66, que compreendem as extremidades de saída 54 dos quatro canais de saída 46. As seções externas inclinadas para cima 66 da face de fundo 56 são em geral perpendiculares à direção das partes inferiores 62 dos respectivos canais de saída 46.

[0037] No plano de simetria central C - C perpendicular ao plano da FIG. 2 é vantajosamente disposta uma parede divisória 68 conectada ao teto 48. A parede divisória se estende vantajosamente a partir do teto 48 uma distância de pelo menos 40 % da distância a partir do teto 48 até a face de fundo 40. Também é possível que a parede divisória 68 se estenda a partir do teto 48 para dentro do canal de entrada 26, por exemplo, para a segunda parte 34 do canal de entrada 26.

[0038] A ponta do bico de gás de fluidização 24 de acordo com a presente invenção tem em geral uma forma externa compacta, onde o canal de entrada 26, o espaço de distribuição de gás 42 e os quatro canais de saída 46 são todos encerrados por uma superfície lisa comum. A ponta do bico é vantajosamente fabricada por fundição de um material durável, como o aço inoxidável, austenítico, que é aplicável em altas temperaturas. Assim, a ponta do bico é especialmente durável nas condições de operação adversas de um reator de leito fluidizado.

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17/19 [0039] A FIG. 3 mostra uma vista em seção transversal da ponta do bico de gás de fluidização 24 da FIG. 2 ao longo de um piano horizontal mostrado como uma linha A - A na FIG. 2. A FIG. 3 mostra, em geral, na parte central da seção transversal, a face de fundo 40 do espaço

de distribuição de	gás	42	e, mais	particularmente,	a
segunda extremidade	36	do	canal	de	entrada 26	e	as
primeiras extremidades 44	dos	quatro	canais de saída	46.	No

centro do espaço de distribuição de gás 42 pode ser vista uma parede divisória 78 que se estende a partir do teto do espaço de distribuição de gás em geral até o nível da sua face de fundo.

[0040] Como é visto na FIG. 3, cada uma da segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e das primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46 tem uma seção transversal em geral retangular. A face de fundo 40 do espaço de distribuição de gás tem uma seção transversal em geral retangular que é substancialmente coberta pela segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e pelas quatro primeiras extremidades dos canais de saída 46.

[0041] A FIG. 3 também mostra os pontos centrais P das primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46. De acordo com a presente invenção, os pontos centrais P definem um retângulo 66 com dois lados longos 68 e dois lados curtos 70 tendo, de preferência, uma relação de aspecto de pelo menos 2:1, ainda mais preferivelmente pelo menos 3:1. Como pode ser visto a partir da FIG. 3, o espaço de distribuição de gás é simétrico em relação a um plano de simetria C - C perpendicular aos lados longos 68. Assim, as

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18/19 primeiras extremidades 44 dos quatro canais de saída 46 estão dispostas simetricamente no espaço de distribuição de gás, de modo que as primeiras extremidades dos dois canais de saída estejam localizadas lado a lado sobre cada lado do plano de simetria C - C.

[0042] A FIG. 4 mostra uma vista de cima da ponta do bico de gás de fluidização 24, como visto em relação à face inferior 56 da ponta do bico. Assim, é visto que a extremidade de entrada 32 do canal de entrada 26, na seção central horizontal 64 da face inferior 56, e cada uma das extremidades de saída 54 dos canais de saída 46, nas seções inclinadas para cima 66 da face inferior 56, têm uma seção transversal circular. A FIG. 4 também mostra a borda da parte alargada 30 do canal de entrada 24. Através do canal de entrada 26 também pode ser vista a seção transversal quadrada da segunda extremidade 36 do canal de entrada 26 e a parede de divisão 78 do espaço de distribuição de gás. A FIG. 4 também mostra a parede divisória 68 conectada ao longo do plano de simetria C - C ao teto 48 do espaço de distribuição de gás 42.

[0043] Porque os canais de saída 46 estão inclinados para fora do plano de simetria C - C, os pontos centrais Q das extremidades de saída 54 dos canais de saída 46 definem um retângulo 72 com dois lados longos 74 e dois lados curtos 76 tendo uma relação de aspecto que é maior do que a das primeiras extremidades dos canais de saída discutidos acima em relação à FIG. 3. Desse modo, a relação de aspecto do retângulo 72 é de preferência pelo menos 3:1, ainda mais preferivelmente pelo menos 5:1.

[0044] Embora a invenção tenha sido descrita

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19/19 neste documento por meio de exemplos em relação ao que no momento são consideradas serem as modalidades mais preferidas, deve-se entender que a invenção não está limitada às modalidades divulgadas, porém destina-se a cobrir várias combinações ou modificações de suas características e várias outras aplicações incluídas no escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uma ponta do bico de gás de fluidização (24) adequada para ser conectada a um dispositivo de alimentação de gás de fluidização de um reator de leito fluidizado, a ponta do bico de gás de fluidização compreendendo um canal de entrada (26) tendo um eixo longitudinal (S), uma extremidade de entrada (32) e uma segunda extremidade (36), a extremidade de entrada do canal de entrada sendo adaptada para conectar o canal de entrada em conexão do fluxo de gás vertical com o dispositivo de alimentação de gás de fluidização,

- quatro canais de saída (46), cada um dos quatro canais de saída se estendendo a partir de uma primeira extremidade (44) até uma extremidade de saída (54), e

- um espaço de distribuição de gás (42) tendo uma face de fundo (40) e um teto (48) oposto à face de fundo, onde a segunda extremidade do canal de entrada e as primeiras extremidades dos quatro canais de saída são conectadas para conexão direta do fluxo de gás com o espaço de distribuição de gás, caracterizada por cada uma das primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saída (46) ter um ponto central, pontos centrais estes que definem um retângulo com dois lados longos e dois lados curtos tendo uma relação de aspecto de pelo menos 2:1, e o espaço de distribuição de gás (42) ser dividido por uma parede de divisão (78) em duas metades idênticas, de modo que dois canais de saída (46) estejam sobre o mesmo lado da parede de divisão.

2/5 acordo com quaisquer das reivindicações 1, caracterizada pela segunda extremidade (36) do canal de entrada (26) e as primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saída (46) estarem diretamente conectadas à face de fundo (40) do espaço de distribuição de gás (42).

2. Uma ponta do bico de gás de fluidização de

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3/5 plano de simetria (C - C) perpendicular aos lados longos (68) do retângulo (66) definido pelos pontos centrais (P) das primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saida (46), onde uma extensão do eixo longitudinal (S) do canal de entrada (26) se encontra ao longo do plano de simetria e as primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saida (46) estão simetricamente no espaço de distribuição de gás (42), de modo que as primeiras extremidades (44) de dois canais de saida dos quatro canais de saida estejam localizadas sobre cada lado do plano de simetria (C - C)

7. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por uma parede divisória (68) conectada ao teto (48) estar disposta no plano de simetria (C - C) do espaço de distribuição de gás (42) .

8. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela parede divisória (68) se estender a partir do teto (48) uma distância de pelo menos 40 % da distância a partir do teto até a face de fundo (40).

9. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela parede de divisão estar disposta perpendicular ao plano de simetria (C - C) e se estender a partir do teto (48) até a face de fundo (40).

10 . Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela ponta do bico de gás de fluidização (24) ter uma forma externa compacta, onde o canal de entrada ( 26) , o espaço de distribuição de gás (42) e os quatro canais de saida ( 46)

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3. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pela face de fundo (40) do espaço de distribuição de gás (42) ter uma seção transversal em geral retangular (64) perpendicular ao eixo longitudinal (S) do canal de entrada (26), e cada uma da segunda extremidade (36) do canal de entrada (26) e das primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saída (46) ter uma seção transversal retangular.

4/5 são encerrados por uma superfície lisa comum.

11. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por cada um dos quatro canais de saída (46) compreender uma parte superior (60) que se estende verticalmente e uma parte inferior (62) inclinada para fora do plano de simetria (C - C)

12. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pela parte superior (60) que se estende verticalmente de cada um dos quatro canais de saída (46) estar inclinada para fora do plano de simetria (C - C) em pelo menos 10 graus, e a parte inferior (62) de cada canal de saída (46) estar inclinada para fora do plano de simetria (C - C) em pelo menos 10 graus mais do que a parte superior do mesmo canal de saída (46) .

13. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo teto (48) do espaço de distribuição de gás (42) compreender uma parte em geral plana (50) acima da segunda extremidade (36) do canal de entrada (26) e ter uma parte arqueada (52) acima das primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saída (46), de modo a unir o teto (48) suavemente aos canais de saída (46).

14. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada um dos quatro canais de saída (46) compreender uma área de seção transversal decrescente na direção do fluxo de gás.

15. Um reator de leito fluidizado (10), caracterizado pelo reator compreender um dispositivo de alimentação de gás de fluidização (20; i conectado a

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4. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelas seções transversais da segunda extremidade (36) do canal de entrada (26) e das primeiras extremidades (44) dos quatro canais de saída (46) cobrirem substancialmente a seção transversal da face de fundo (40) do espaço de distribuição de gás (42) .

5. Uma ponta do bico de gás de fluidização de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada uma das extremidades de saída (54) dos quatro canais de saída (46) ter um ponto central e os quatro canais de saída serem dispostos de modo que os pontos centrais das extremidades de saída definam um retângulo com uma relação de aspecto de

pelo menos 3:1. ponta do bico de gás de fluidização de 6. Uma acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo espaço de distribuição de gás (42) ser simétrico em relação a um

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5/5 múltiplas pontas do bico de gás de fluidização (24) de acordo com quaisquer das reivindicações 1-14.