CS252568B1

CS252568B1 - Fluidizing air heating device for fluidized bed reactor

Info

Publication number: CS252568B1
Application number: CS855062A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Krucek
Original assignee: Zdenek Krucek
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-09-17
Also published as: CS506285A1

Abstract

Zařízení řeší intenzívní ohřev fluidizačního vzduchu pro fluidní reaktor, využitím přebytečného tepla šachtového předehřivače suroviny u kalcinačních systémů tím, že v ose šachtového předehřivače suroviny je vestavěn protiproudný výměník tepla typu "vzduch-vzduch" Stlačený studený vzduch přicházející z dmýchadla se zde ohřívá a odvádí pod fluidní rošt fluidního reaktoru.The device solves the intensive heating of fluidization air for the fluidized bed reactor by utilizing the excess heat of the raw material shaft preheater in calcination systems by installing an "air-to-air" counterflow heat exchanger in the axis of the raw material shaft preheater. The compressed cold air coming from the blower is heated here and discharged under the fluidized bed of the fluidized bed reactor.

Description

Vynález se týká zařízení pro předehřívání fluidizačního vzduchu pro fluidní reaktor.The invention relates to a device for preheating fluidizing air for a fluidized bed reactor.

U systémů pro tepelné zpracovávání a rozklad práškových materiálů, například ve výrobě cementového slínku, výpalu vápna a magnezitu a jiných materiálů, které využívají jako zdroje tepla pro tepelný rozklad (dekarbonizaci) práškových materiálů spalování nebo zplyňování paliv ve fluidní vrstvě, je ve srovnání s klasickými disperzními reaktory pro rozklad těchto materiálů dosahováno nižší tepelné účinnosti i přes to, že sdílení tepla ve fluidní vrstvě je obecně účinnější. Problém spočívá v tom, že pro fluidizaci je používán tlakový vzduch, který s ohledem na omezené pracovní teploty dmýchadla nebo vysokotlakového ventilátoru a jejich nízké účinnosti při vyšších teplotách, má rovněž nízkou teplotu. Tím se podstatně snižuje tepelná účinnost celého systému.In systems for the thermal treatment and decomposition of powdered materials, such as the production of cement clinker, lime and magnesite firing and other materials that use combustion or gasification of fluidized bed fuels as heat sources for thermal decomposition (decarbonisation) of powdered materials, dispersion reactors for the decomposition of these materials achieve lower thermal efficiency, although heat transfer in the fluidized bed is generally more efficient. The problem is that compressed air is used for fluidization, which also has a low temperature due to the limited operating temperatures of the blower or high pressure fan and their low efficiency at higher temperatures. This significantly reduces the thermal efficiency of the entire system.

Některé novější systémy s fluidními reaktory pro zvýšení tepelné účinnosti, využívají vřazený výměník typu vzduch-vzduch do vedení horkého vzduchu z chladiče slínku. Dmýchadlo nasává čistý vzduch, jemuž je po stlačení předáváno ve výměníku teplo horkého vzduchu z chladiče slínku. Takto ohřátý tlakový vzduch je pak veden pod rošt fluidního reaktoru. Tímto se sice zvyšuje tepelná účinnost systému, ale ohřátí tlakového vzduchu při využití horkého vzduchu z chladiče slínku není dostatečné.Some newer systems with fluidized bed reactors to increase thermal efficiency use an in-line air-to-air heat exchanger to direct the hot air from the clinker cooler. The blower sucks in clean air to which, after being compressed, the heat of the hot air from the clinker cooler is transferred in the exchanger. The heated compressed air is then passed under the fluidized bed reactor. This increases the thermal efficiency of the system, but the heating of the compressed air using hot air from the clinker cooler is not sufficient.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro ohřev fluidizačního vzduchu pro fluidní reaktor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v ose šachtového předehřívače je vestavěn protiproudý výměník tepla typu vzduch-vzduch, jehož vstup je spojen s výstupem dmýchadla a výstup protiproudého výměníku tepla je zaveden pod fluidní rošt reaktoru.The aforementioned drawbacks are eliminated by the fluidizing air heating device for the fluidized bed reactor according to the invention, characterized in that a counter-flow air-to-air heat exchanger is installed in the shaft preheater axis, the inlet of which is connected to the blower outlet and under the fluidized bed reactor.

Vestavěním protiproudého výměníku tepla pro ohřev stlačeného fluidizačního vzduchu do osy šachtového předehřívače suroviny je účelně využito (rekuperováno) přebytečné teplo šachtového předehřívače, jež se zejména u kalcinačních systémů projevuje zvýšenou teplotou v horní Části předehřívače a za systémem předehřívače i zvýšenou spotřebou tepla při tepelném zpracování a rozkladu práškových materiálů.By installing a countercurrent heat exchanger for the heating of compressed fluidizing air into the shaft of the shaft preheater of the raw material, the excess heat of the shaft preheater is utilized (recuperated). decomposition of powdered materials.

Tento způsob získávání nevyužívaného tepla je zejména vhodný u kalcinačních systémů se šachtovými disperzními předehřívač!, u nichž je teplo předáváno surovině rotující kolem svislé osy předehřívače v blízkosti jeho stěny, přičemž jeho střední část podél svislé osy zůstává z hlediska sdílení tepla nevyužita, přestože v ní dochází k proudění horkých plynů.This method of recovering unused heat is particularly useful in calcination systems with shaft dispersion preheaters, in which heat is transferred to the raw material rotating around the vertical axis of the preheater near its wall, while its central part along the vertical axis remains unused in terms of heat transfer. hot gases flow.

Příklad provedení zařízení pro ohřev fluidizačního vzduchu pro fluidní reaktor je schematicky znázorněn na obr. 1.An exemplary embodiment of a fluidizing air heating apparatus for a fluidized bed reactor is shown schematically in FIG. 1.

Dvoustupňový ohřev fluidizačního vzduchu je znázorněn ňa obr. 2.A two-stage heating of fluidizing air is shown in Fig. 2.

V ose šachtového pčedehřívače 2 je vestavěn protiproudý výměník 2 tepla typu vzduch-vzduch, jehož vstup 2 je spojen s výstupem _4 dmýchadla 5 a výstup 6. protiproudého výměníku 2 tepla je veden pod fluidní rošt 2 reaktoruAn air-to-air countercurrent heat exchanger 2 is installed in the shaft preheater 2, the inlet 2 of which is connected to the outlet 4 of the blower 5 and the outlet 6 of the countercurrent heat exchanger 2 is routed under the fluidized bed 2 of the reactor.

Ohřev fluidizačního vzduchu může být proveden i ve dvou stupních, kde prvý výměníkový stupeň využívá zvýšenou teplotu spalin za předehřívačem suroviny a druhý stupeň je realizován již uvedeným způsobem v šachtovém předehřívači podle obr. 1.The fluidization air can also be heated in two stages, where the first heat exchanger stage utilizes an elevated flue gas temperature downstream of the feedstock preheater and the second stage is carried out as described above in the shaft preheater of FIG. 1.

Výstup _4 dmýchadla .5 je připojen k vřazenému výměníku umístěnému v prostoru 10, jehož vstupem 11 přichází spaliny ze šachtového předehřívače 2· Tyto plyny pak výstupem 12 po ochlazení odcházejí do atmosféry. Vřazený výměník 2 3^e připojen na vstup 2 protiproudého výměníku 2 tepla, umístěného v šachtovém předehřívači 2· Výstup 6. protiproudého výměníku 2. tepla je napojen pod fluidní rošt 7. fluidního reaktoru _8*The outlet 4 of the blower 5 is connected to an intermediate heat exchanger located in the space 10, whose inlet 11 receives flue gases from the shaft preheater 2. These gases are then discharged into the atmosphere via the outlet 12 after cooling. 2 interposition exchanger 3 connected to the input ^e 2 counterflow heat exchanger 2 located in the shaft preheater 2 · outlet 6. The counter flow heat exchanger is connected to the second fluid below the fluidized bed reactor grid seventh _8 *

Zařízení pro ohřev fluidizačního vzduchu pro fluidní reaktor pracuje následujícím způsobem:The fluidizing air heating apparatus for the fluidized bed reactor operates as follows:

Čistý studený vzduch z atmosféry je vstupem 13 nasáván dmýchadlem 5 a po stlačení je výstupem 4. předáván do vřazeného výměníku 9~_r kde se působením horkých spalin, přiváděných do prostoru 10 vstupem 11 z šachtového předehřívače _1 ohřívá, částečně ohřátý vzduch pak vstupem 2 postupuje do protiproudého výměníku 2 tepla, kde se intenzívně ohřívá v proudu horkých plynů a výstupem postupuje pod fluidní rošt 7_.Clean cool air from the atmosphere is sucked through the inlet 13 of blower 5, and after compression is outputted to an intercooler 4. The transmission coil 9 ~ _r where the action of the hot combustion gas fed into the space 10 from the inlet 11 of the shaft preheater heats _1, partially heated air is then input 2 progresses into a countercurrent heat exchanger 2, where it is heated intensively in a stream of hot gases and exits under the fluidized bed 7.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for heating fluidizing air for a fluidized bed reactor, characterized in that a counter-current heat exchanger (2) of the air-air type is built in the shaft preheater (1), the inlet (3) of which is connected to the outlet (4) of the blower (5). ) and the outlet (6) of the countercurrent heat exchanger (2) is introduced below the fluid grate (7) of the reactor (8).

Device according to claim 1, characterized in that a heat exchanger (9), located in the space (10) with the inlet (11), is inserted between the outlet (4) of the blower (5) and the inlet (3) of the upstream heat exchanger (2). flue gas from the shaft preheater (1) and the outlet (12) from the space (10).