CS247935B1

CS247935B1 - Způsob přípravy paliva pro spalování ve fluidnim reaktoru a zařízení k prováděni způsobu

Info

Publication number: CS247935B1
Application number: CS225685A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Vilimec
Original assignee: Ladislav Vilimec
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Úkolem řešení je vyvinout způsob přívodu částic hmoty do fluidního reaktoru a zařízení k provádění způsobu, jimiž se zamezí možnost zpětného toku částic hmoty z prostoru fluidního reaktoru do podávači fluidní vrstvy a do třídicí fluidní vrstvy. Toho se dosáhne tím, že částice přiváděné hmoty se vedou přes samostatně vytvořenou třídicí fluidní vrstvu do podávači vrstvy, jejíž nejvyšší hladina je níže než .je hladina třídicí fluidní vrstvy a která je od třídicí fluidní vrstvy oddělená přepážkou o zařízení.

Description

Vynález se týká přívodu částic paliva, případně paliva a aditiva do fluidního reaktoru pomocí podávači fluidní vrstvy, do níž se přivádí jen ty částice, které jsou vhodné pro fluidaci v daném reaktoru.

U celé řady aplikací fluidní techniky v praxi se jedná o dopravu sypkého zrnitého materiálu do fluidní vrstvy, v níž probíhá požadovaný technologický proces. Zrnitý materiál se do fluidní vrstvy může dopravovat například pneumaticky, mechanicky nebo fluidní dopravou.

Pro všechny druhy dopravy platí, že pokud se do fluidní vrstvy dopraví částice, jejichž prahová rychlost fluidace je vyšší než je rychlost fluidační tekutiny, potom tyto částice nefluidují a hromadí se na fluidním roštu, zvětšují jeho tlakovou ztrátu a vedou k jeho ucpání.

U fluidních ohnišť spalujících drcené uhlí, nelze v běžných zařízeních pro přípravu paliva zajistit odstranění nefluidujících částic před vstupem do ohniště. Pokud je palivo do ohniště dopravováno fluidní dopravou, lze nefluidující částice odstranit před vstupem do ohniště tak, že přiváděné palivo se vede skrze třídicí fluidní vrstvu, která je vytvořena nad samostatným fluidním roštem a která je součástí podávači fluidní vrstvy. Nefluidující částice se pak odvádí mimo zařízení.

Nevýhodou tohoto způsobu je to, že třídicí fluidní vrstva je součástí podávači fluidní vrstvy a tato je zase součástí podávači fluidní vrstvy v ohništi. To znamená, že tlakové poměry v uvedených třech fluidních vrstvách spolu souvisí a vzájemně se ovlivňují, takže při vypouštění nefluidujících částic z třídicí fluidní vrstvy může dojít v této fluidní vrstvě k poklesu tlaku, což znamená, že v daném okamžiku bude ve fluidní vrstvě v ohništi přetlak vůči třídicí fluidní vrstvě.

Dojde tedy k opačnému toku fluidní vrstvy, to znamená, že horké částice popela z fluidní vrstvy v ohništi budou protékat přes podávači fluidní vrstvu paliva do třídicí fluidní vrstvy Tento stav je nebezpečný, neboť může dojít k vznícení paliva v podávači a třídicí fluidní vrstvě.

Zabránit poklesu tlaku v třídicí fluidní vrstvě při vypouštění nefluidujících částic lze systémem uzávěrů nebo vynášečů, tento systém je však složitý a málo spolehlivý.

Uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky se odstraní způsobem přípravy paliva podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že částice přiváděného paliva se vedou do samostatné třídicí fluidní vrstvy, ve které se provádí odloučení fluldující frakce při rychlosti fluidační tekutiny shodné s prahovou rychlostí fluidace této frakce ve fluidním reaktoru a současně i odvod nefluidující frakce ze spodní části třídicí fluidní vrstvy, přičemž vytříděná frakce fluidujících částic paliva se převádí z hladiny třídicí fluidní vrstvy na níže položenou hladinu podávači fluidní vrstvy.

Dále v tom, že samostatná třídicí fluidní vrstva je vertikálně rozdělena na část sestupnou a část vzestupnou, přičemž částice paliva se přivádí do sestupné části třídicí fluidní vrstvy a vytříděná frakce fluidujících částic paliva se vede z její spodní části do spodní části vzestupné třídicí fludiní vrstvy, z jejíž hladiny se převádí na níže položenou hladinu podávači fluidní vrstvy.

Dále v tom, že hladina vzestupné části třídicí fluidní vrstvy se zvedne nad hladinu sestupné části třídicí fluidní vrstvy přivedením přídavné tekutiny do prostoru vzestupné části třídicí fluidní vrstvy nad přívodem fluidační tekutiny.

Dále v tom, že třídicí fluidní vrstva je oddělená od podávači fluidní vrstvy a v tom, že třídicí fluidní vrstva je od podávači fluidní vrstvy oddělená přepážkou.

Výhodou způsobu a zařízení podle vynálezu je to, že v žádném provozním stavu fluidního zařízení a ani při chybné manipulaci na zařízení třídicí fluidní vrstvy nemůže dojít ke zpětnému toku částic z prostoru fluidního reaktoru do podávači fluidní vrstvy a do třídicí fluidní vrstvy.

Způsob a zařízení podle vynálezu jsou v příkladném provedení znázorněny na přiloženém výkresu, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn způsob přípravy paliva a uspořádání jednotlivých fluidních vrstev, na obr. 2 je alternativní uspořádání zařízení s dělicí stěnou a na na obr. 3 je alternativní uspořádání s přídavnou fluidační tekutinou.

V příkladném provedení na obr. 1 je znázorněno fluidní zařízení 1, například ohniště kotle se spalovací fluidní vrstvou' 2_, která je vytvořena na fluidním roštu _3 ohniště, přes který se vede přivoď _4 částic paliva, jehož spodní konec je v úrovni hladiny podávači fluidní vrstvy 2, která je vytvořena na fluidním roštu 6.

Pod fluidní rošt 3 ohniště se přivádí takzvaný sekundární spalovací vzduch a to přívodem 11 fluidační tekutiny. Primární vzduch se přivádí přívodem 12 fluidační tekutiny podávači fluidní vrstvy 2· Podávači fluidní vrstva 2 3^e ukončena uzavírací částí 5 ' s hladinou 7.

Přepážka 10 odděluje uzavírací část 5 * podávači fluidní vrstvy 2 °d třídicí fluidní vrstvy 2 ^s hladinou která je vytvořena na vypouštěcím fluidním roštu 16 s přívodem 13 třídicí fluidační tekutiny, například spalin a s odvodem 15 nefluidujících částic z přiváděného materiálu, například uhlí, přívodem 14 materiálu.

V příkladném provedení na obr. 2 je znázorněno alternativní uspořádání třídicí fluidní vrstvy 2» která je dělicí stěnou' '17 rozdělena na sestupnou část 8 * s hladinou 9 * fluidní vrstvy, a vzestupnou část 8** s hladinou 9 ** fluidní vrstvy a v jejíž spodní části je uspořádán průtočný otvor 18. Přívod 14 materiálu, například uhlí je proveden do sestupné části 8* třídicí fluidní vrstvy 2·

V příkladném provedení na obr. 3 je znázorněno alternativní provedení třídicí fluidní vrstvy 2 ^s dělicí stěnou 17 a s přívody 19 přídavné tekutiny pod hladinou 9 vzestupné části '8** třídicí fluidní vrstvy 2·

V příkladném provedení podle obr. 1 se zpracovávaný zrnitý materiál, například drcené palivo, případně směs paliva a aditiva přivádí přívodem '14 materiálu nad hladinu 2 třídicí fluidní vrstvy 2·

Přívodem 13 fluidační tekutiny se přivádí takové množství tekutiny, aby její rychlost v třídicí fluidní vrstvě 2 byla stejná jako je prahová rychlost fluidace největší žádané částice paliva.

Pokud se jako fluidační tekutina přivádí přívodem '13 spaliny, potom v třídicí fluidní vrstvě 2 dochází i k sušení zrnitého materiálu. Částice, jejichž prahová rychlost fluidace je větší než rychlost fluidační tekutiny v třídicí fluidní vrstvě 2 se hromadí na vypouštěcím fluidním roštu 16 a jsou kontinuálně nebo přerušovaně vypouštěny přes odvod 15 nefluidujícíoh částic mimo fluidní zařízení 2·

Fluidující částice materiálu z hladiny 2 třídicí fluidní vrstvy 2 přepadávají přes přepážku' 10 na hladinu 2 uzavírací části 5 * podávači fluidní vrstvy 2, ^z pak se částice materiálu dopravují například primárním vzduchem, který se přivádí pod fluidní rošt 6 přívodem 12 fluidní tekutiny přes přívod 4_ částic materiálu do spalovací fluidní vrstvy 2, do níž se sekundární spalovací vzduch přivádí jako fluidační tekutina přívodem 11 fluidační .tekutiny přes fluidní rošt 2·

Tlak v prostoru nad hladinou podávači fluidní vrstvy 2 3® závislý na tlaku ve spalovací fluidní vrstvě 2_ v místě vyústění přívodu £ částic a na tlakové ztrátě přívodu £ částic.

Bude se tedy měnit s výškou spalovací fluidní vrstvy 2, s množstvím přiváděné fluidační tekutiny přívodem 12 a s množstvím dopravovaného materiálu. Tento tlak je proti okolí těsněn uzavírací částí 5 * podávači fluidní vrstvy 5,, jejíž hladina 7_ bude měnit svoji polohu podle změn tlaku nad podávači fluidní vrstvou 5.

Přepážka 10 musí tedy přesahovat hladinu 7_ uzavírací části 5' o tolik, aby v žádném provozním stavu spalovací fluidní vrstvy 2, hladina 7_ nedosáhla do úrovně horní hrany přepážky 10. Pokud bude tento požadavek splněn, tak ani při nekontrolovaném otevření odvodu’ 15, nefluidujících částic a úplném vypuštění třídicí fluidní vrstvy ,8 nemohou částice materiálu z hladiny 7_ protékat přes přepadovou hranu přepážky 10 do třídicí fluidní vrstvy ji.

Jestliže se přívodem 13 přivádí jako fluidační tekutina recirkulované spaliny a v třídicí fluidní vrstvě .8 dochází i k sušení zrnitého materiálu, budou rychlostní poměry v třídicí fluidní vrstvě jí ovlivněny odpařenou vodou, jejíž množství se bude měnit s množstvím a vlhkostí přiváděného zrnitého materiálu přívodem 14.

Při větším množství odpařené vody budou v třídicí fluidní vrstvě ,8 fluidovat i větší částice než jsou žádány. V takovém případě je vhodnější realizovat třídicí fluidní vrstvu ,8 v provedení dle obr. 2.

Přívod 14 materiálu je situován do sestupné části '8 třídicí fluidní vrstvy ,8. I při sušení materiálu probíhá toto převážně v sestupné části 8* třídicí fluidní vrstvy 8, kdežto ve vzestupné části 8** je odpařené vody méně a rychlostní poměry jsou pro třídění příznivější.

Proto z větší části vysušený zrnitý materiál ze sestupné části' '8* se vede přes průtočný otvor 18 do vzestupné části' 8'*“ a odtud teprve postupuje přes přepážku 10 do uzavírací části 5 ' podávači fluidní vrstvy 5,.

Třídění materiálu opět probíhá na celé ploše vypouštěcího fluidního roštu 16,, to je ve spodních částech sestupné části 8* i vzestupné části 8** třídicí fluidní vrstvy.ji.

V některých případech vzhledem k danému prostoru v okolí fluidního zařízení 1. bude obtížné umístit třídicí fluidní vrstvu ji s potřebným přesahem nad hladinou 7_ uzavírací části. V takovém případě se s výhodou použije provedení třídicí fluidní vrstvy £ v provedení dle obr. 3. Potřebného převýšení hladiny '9'** nad hladinou' 7. uzavírací části, se dosáhne zvýšením průtoku fluidační tekutiny ve vzestupné části 8'**. Toto se provede tak, že přídavná tekutina se přivede přívody 19,, které jsou situovány ve vzestupné části 8'** pod hladinou 9 * sestupné části 8 ale nad horní hranou průtočného otvoru 18.

Při uzavřeném přívodu '19 přídavné tekutiny je hladina' 9 ** ve vzestupné části '8 ** na stejné úrovni s hladinou 9 * v sestupné části '8 * třídicí fluidní vrstvy ji a do podávači fluidní vrstvy 5., '5 * se nedopravuje žádný materiál. Množství přídavné tekutiny v přívodech 19 se musí nastavit tak, aby hladina ť' ve vzestupné části přesahovala přes hranu přepážky 10 a zajistila se tak doprava potřebného množství materiálu.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob přípravy paliva pro spalování ve fluidním reaktoru s využitím třídicí fluidní vrstvy s odvodem nefluidujících částic a s fluidní dopravou paliva do fluldního reaktoru vyznačující se tím, že částice přiváděného paliva se vedou do samostatné třídicí fluidní vrstvy, ve které se provádí odloučení fluidující frakce paliva při rychlosti fluidační tekutiny shodné s prahovou rychlostí fluidace této frakce ve fluidním reaktoru a současně i odvod nefluidující frakce ze spodní části třídicí fluidní vrstvy, přičemž vytříděná frakce fluidujících částic paliva se převádí z hladiny třídicí fluidní vrstvy na níže položenou hladinu podávači fluidní vrstvy.

2. Způsob přípravy paliva podle bodu 1 vyznačující se tím, že samostatná třídicí fluidní vrstva je vertikálně rozdělena na část sestupnou a část vzestupnou, přičemž částice paliva se přivádí do sestupné části třídicí fluidní vrstvy a vytříděná frakce fluidujících částic paliva se vede z její spodní části do spodní části vzestupné části třídicí fluidní vrstvy, z jejíž hladiny se převádí na níže položenou hladinu podávači fluidní vrstvy.

3. Způsob přípravy podle bodu 2, vyznačující se tím, že se přivádí přídavná tekutina do prostoru vzestupné části třídicí fluidní vrstvy nad přívodem fluidační tekutiny a hladina vzestupné části třídicí fluidní vrstvy se zvedá nad hladinu sestupné části třídicí fluidní vrstvy.

4. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 až 3 sestávající z prostoru se spalovací fluidní vrstvou, který navazuje na prostor s podávači fluidní vrstvou a na prostor s třídicí fluidní vrstvou, vyznačující se tím, že prostor s třídicí fluidní vrstvou /8, 8'/ je od prostoru s podávači fluidní vrstvou /5*/ oddělen přepážkou /10/.