CZ152999A3 - Způsob oddělování částic z horkých plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob oddělování částic z horkých plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ152999A3
CZ152999A3 CZ19991529A CZ152999A CZ152999A3 CZ 152999 A3 CZ152999 A3 CZ 152999A3 CZ 19991529 A CZ19991529 A CZ 19991529A CZ 152999 A CZ152999 A CZ 152999A CZ 152999 A3 CZ152999 A3 CZ 152999A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
wall
inlet
chamber
vortex
Prior art date
Application number
CZ19991529A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ290827B6 (cs
Inventor
Timo Hyppänen
Jari Ristola
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of CZ152999A3 publication Critical patent/CZ152999A3/cs
Publication of CZ290827B6 publication Critical patent/CZ290827B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04Tangential inlets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/081Shapes or dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/085Vortex chamber constructions with wear-resisting arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/20Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28Multiple arrangement thereof for parallel flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

Způsob oddělování částic z horkých plynů a provádění tohoto způsobu zařízení k
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu oddělování částic z horkých plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu, jak je definováno v úvodních předvýznakových částech přiložených nezávislých patentových nároků.
Vynález se zejména týká odstředivého oddělovacího zařízení, které může být připojeno k reaktoru, jako je například spalovací komora nebo zplynovací zařízení, a to pro účely oddělování pevných částic, odváděných spolu s proudem plynů z komory reaktoru. Obvodové stěny vírové komory odstředivého oddělovacího zařízení vymezují vnitřní plynový objem, ve kterém je alespoň jeden plynový vír.
První část stěny obvodových stěn obsahuje vstupní otvor pro přívod proudu plynů a pevných částic, které jsou tudy přiváděny do vírové komory. Tato vírová komora je dále opatřena alespoň jedním plynovým výstupním kanálem pro odvádění vyčištěných plynů z vírové komory, a dále alespoň jedním výstupním kanálem pro odvádění oddělených pevných částic z této vírové komory.
Vynález se dále zejména týká odstředivých oddělovacích zařízení, která jsou vhodná pro oddělování pevných částic ze zpracovávaných nebo zpracovaných plynů v reaktorech s • · • · • · · · ··· * · · · • ··· toto · ···· · ··· ··· • · · · toto ······ ·J to ·· toto fluidním ložem, jako jsou například reaktory s cirkulujícím fluidním ložem, používané pro spalování nebo zplynování uhlí nebo jiných paliv.
Dosavadní stav techniky
Známé konvenční odstředivé oddělovače mají cyklóny, které jsou vymezeny válcovými obvodovými stěnami, a kuželovité dno. Zde je však nutno poznamenat, že odstředivé oddělovače mohou být s výhodou vyrobeny rovněž z rovinných stěnových panelů, přičemž takto vytvořená vírová komora má nekruhový vodorovný průřez.
Takovýto typ odstředivého oddělovače je popsán například v patentovém spise US 5 281 398, v souladu s nímž jsou částice, obsažené v horkých plynech, oddělovány ve vírové komoře, vymezené větším množstvím v podstatě rovinných desek nebo panelů, přičemž má vírová komora polygonální, s výhodou čtvercový vodorovný průřez.
Takovýto- oddělovač má celou řadu výhod v porovnání s konvenčními odstředivými oddělovači, a to zejména z hlediska úspory nákladů, kromě toho je jej možno velmi snadno konstruovat, a to dokonce i z panelů z vodních trubek, přičemž může být velmi snadno integrován se spalovacími reaktory, vyrobenými z obdobných stěnových panelů, čímž lze dosáhnout kompaktního celkového vzhledu.
Plyn je přiváděn do nekruhové vírové komory plynovým vstupním kanálem v boční stěně vírové komory, takže je plyn veden pokud možno tangenciálně vůči plynovému víru, • ·
..................
9 9 9 9 · · «····· · · 4 ·· «4 vytvářenému v prostoru vírové komory, a to za účelem maximální podpory víření nebo otáčení plynu v plynovém víru.
Výhody přivádění plynu v tangenciálním směru do vírové komory jsou velmi dobře známy rovněž u konvenčních válcových cyklónů. Takovéto výhody byly rovněž uvedeny v patentovém spise US 5 070 822, kde je popsán odstředivý oddělovač, jehož vírová komora je umístěna ve středu v rámci horní části válcové pece.
Tento odstředivý oddělovač obsahuje větší množství křídlovitých prvků, umístěných za sebou na horním obvodu vírové komory. Větší množství od sebe vzdálených plynových vstupních kanálů je takto vytvářeno mezi jednotlivými křídlovitými prvky podél celého obvodu vírové komory. Tyto křídlovité prvky, které mohou být vyrobeny z keramického materiálu, jsou nasměrovány tak, aby vedly celou řadu proudů plynu vstupními kanály v tangenciálním směru do víru, vytvářeného ve středu vírové komory.
U odstředivého oddělovače s rovinnými stěnami, který je popsán v již dříve zmíněném patentovém spise US 5 281 398, tvoří vstup do oddělovače svislá štěrbina, umístěná tak, aby vedla proud plynu a pevných částic pokud možno tangenciálně směrem ke svislému plynovému víru, vytvářenému v prostoru vírové komory. Jednoduchý otvor v boční stěně vírové komory však může mít spíše velmi slabý vodicí účinek na proud plynů a pevných částic, proudící do vírové komory. Značná část plynů a pevných částic, přiváděných tímto otvorem, se okamžitě vychýlí z požadovaného tangenciálního směru a setkává se s plynovým vírem pod úhlem podstatně větším, než je nula.
• · · · ·
Tím je do určité míry snižována vířivá rychlost plynového víru, takže je současně snižována oddělovací účinnost celého systému. Některé z pevných částic, pokud nejsou správně nasměrovány, mohou rovněž narážet na stěny vírové komory pod nevýhodným úhlem, což může způsobovat velké opotřebení stěn vírové komory.
Bylo rovněž navrženo vložit kolem vstupního otvoru svislé vodicí desky za účelem zvýšení vodorovné směrovosti proudu plynu a pevných částic, zejména za účelem přivádění proudu plynu a pevných částic do vírové komory v požadovaném směru. Tyto vodicí desky vytvářejí vstupní kanál, který musí být poněkud delší, aby měl skutečný vliv na směr pohybu proudu plynu a pevných částic, který je přiváděn do vírové komory.
Dlouhé vodicí desky nebo vodicí stěny jsou umístěny ve vírové komoře za účelem dosažení požadovaného účinku. Takovéto vložky ve vírové komoře však musejí být velmi důkladně uloženy, izolovány a chráněny, aby vydržely podmínky velmi horkého' okolního prostředí. Velké zvláštní konstrukce jsou velmi těžké a musejí být velmi důkladně uloženy a podepírány, přičemž musejí rovněž být velmi pevně připojeny, aby nedocházelo k vibracím a ke snížení pevnosti celé konstrukce.
Vkládání velkých prvků do vírové komory, jak bylo navrhováno, vede proti obecnému trendu ve výrobě příslušných oddělovačů, kterým je naopak odstranění přídavných a doplňkových zvláštních prvků, které zabírají místo, musejí být řádně uloženy a podepírány, stejně jako musejí být řádně • · «
chráněny. Existuje proto potřeba vyvinout pokud možno co nejjednodušší přímou a samonosnou konstrukci.
Dále bylo zjištěno u nekruhových odstředivých oddělovačů, které jsou těsně integrovány s komorami reaktoru, to znamená, které jsou propojeny prostřednictvím společné stěny s komorou reaktoru, a které jsou opatřeny prvky, vytvářejícími dva nebo více plynových vírů v prostoru plynové komory, že pevnost společné stěny mezi oddělovačem a komorou reaktoru, zejména pevnost, která musí odolat tlakovým rozdílům mezi komorou reaktoru a oddělovačem, je velice významným faktorem. Společná stěna má tendenci vibrovat, pokud není řádně upevněna.
Bylo proto navrženo umístit do vírové komory přepážku nebo nosnou stěnu, rozprostírající se od společné stěny k protilehlé stěně mezi dvěma plynovými víry, a to za účelem zvýšení pevnosti a za účelem potlačení vibrací. Takováto nosná stěna však rovněž vytváří poměrně velký dodatečný prvek ve vírové komoře, přičemž tendence směřuje k odstraňování takovýchto prvků.
'Nekruhové vírové komory a topeniště reaktoru mohou rovněž být budovány jako neintegrované, to znamená bez společné stěny, přičemž mohou být spolu vzájemně mechanicky spojeny pouze odděleným vstupním kanálem. Tím lze zabránit vzniku tlakového rozdílu mezi komorou reaktoru a vírovou komorou, který vzniká přímým působením na stěnu vírové komory. Vstupní kanál, pokud je dostatečně dlouhý, může dále mít kladný vliv na směrovost, to znamená, že může napomáhat vedení plynu a pevných částic v tangenciálním směru do β
• · ·· • · · · · • · · · · • · · · · · • · · « · · · • ·· · · · ·· · ··· • · 9 · plynového víru ve vírové komoře. Nekruhová konstrukce však vyžaduje velký prostor a způsobuje podstatné zvýšení nákladů.
Zcela evidentně zde proto existuje potřeba nového řešení, zejména nového řešení konstrukce odstředivých odlučovačů s rovinnými stěnami, které by měly zlepšit směrovost nebo orientaci proudu plynů a pevných částic, vstupujících do odstředivého oddělovače, to znamená, že by měly přivádět proud plynů a pevných částic do vírové komory odstředivého oddělovače tak, aby tento proud nebyl okamžitě rozstříkán nebo rozptýlen, a aby nebyly způsobovány v tomto proudu žádné turbulence.
Je žádoucí udržovat uvedený proud plynů a pevných částic pospolu. To by však mohlo být provedeno s použitím vložek, které by měly omezenou délku, to znamená vložek, které by nezasahovaly tak hluboko do vírové komory, aby to mělo záporný vliv na příslušný plynový vír. Taková nová řešení by měla být s výhodou velice efektivní z hlediska nákladů a měla by být schopna zlepšit a zdokonalit pevnost konstrukce bez nároků na další dodatečný prostor ve vírové komoře.
Podstata vynálezu
Úkolem tohoto vynálezu je vyvinout zdokonalené odstředivé oddělovací zařízení a rovněž způsob oddělování pevných částic z horkých plynů.
Hlavním úkolem tohoto vynálezu je vyvinout zdokonalený odstředivý oddělovač, opatřený na svém vstupu prostředky pro vedení proudu plynu za účelem zlepšení vířivého pohybu plynů ve vírové komoře.
4 • 4 44
4··· · « « 4 4 4 4
4 · 4 4 · · · 4 4
444 4 4 4 4444 4 444 444
4 4 4 4 4 4
444444 44 4 44 44
Zejména je úkolem tohoto vynálezu vyvinout zdokonalený odstředivý odlučovač, opatřený vodicimi prostředky o omezené délce pro zajišťováni zlepšené směrovosti proudu plynů a částic, vstupujícího do oddělovače.
Rovněž je úkolem tohoto vynálezu vyvinout modifikovanou formu odstředivého odlučovače se zlepšenou pevností konstrukce odstředivého odlučovače.
Bylo zjištěno, že vodorovná směrovost proudu plynů a pevných částic, přiváděného do vírové komory, může být zvýšena nejenom provedením dlouhého vstupního kanálu, avšak provedením namísto jednoho jediného vstupního kanálu dvou nebo více užších a kratších vstupních kanálů v určitém sektoru víru. Pouhé zúžení jednoho vstupního kanálu vede při určité cirkulační rychlosti ke zvýšení sil a energetických ztrát v důsledku zvýšeného tlakového rozdílu mezi topeništěm a cyklónem.
Avšak provedením několika úzkých vstupních kanálů může být udržována' stejná plocha vstupního otvoru, čímž je možno zabránit zvýšení tlakového rozdílu. Při využívání několika úzkých vstupních kanálů namísto jednoho jediného vstupního kanálu, může být jejich délka odpovídajícím způsobem kratší, zatímco je možno ještě udržet stejný účinek v orientaci proudu plynu. Takže je nutno zabránit tomu, aby vstupní kanály byly provedeny delší, než je takzvaná kritická délka, a aby nepronikaly tak hluboko do vírové komory, že by ovlivňovaly víření příslušného víru.
8 ·· ·· • · · · • · · • » · · • · • · · · · · ·· · ·· ·· • * · · · · » • · · · « · · · • · ······ ··· · · · • · · · · • · · · · · ·
Předmětná konstrukce by rovněž měla být podstatně
zjednodušena a měla by být mnohem lehčí a mnohem méně
nákladná.
Za účelem splnění shora uvedených a ještě dalších úkolů bylo vyvinuto odstředivé oddělovací zařízení, spojené s reaktorem, jako je například reaktor s fluidním ložem, přičemž toto odstředivé oddělovací zařízení obsahuje podle výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu kromě obvodových stěn, vymezujících vírovou komoru, a kromě alespoň jednoho plynového výstupního kanálu a alespoň jednoho výstupního kanálu pro odvádění pevných částic,
- alespoň dva vstupní kanály, uspořádané vedle sebe v první části stěny v rámci sektoru o velikosti menší, než 90° každého z alespoň jednoho plynného víru v rámci vírové komory.
Vstupní kanály mají s výhodou poměr (1/w) délky (1) ku šířce (w) větší, než 0,8, přičemž délkou (1) je délka vstupního kanálu ve směru proudění plynu, zatímco šířkou (w) je šířka vodorovného průřezu vstupního kanálu.
Poměr délky k šířce může být v určitých výjimečných případech rovněž menší, než 0,8, a to zejména tehdy, pokud je kritická délka vstupního kanálu velmi krátká.
Rovněž geometrie vstupních a výstupních otvorů vstupních kanálů má vliv na poměr délky ku šířce. Vstupní a výstupní otvory mohou být podle potřeby zkoseny.
• · ·· ·· · «· ·· ♦ φ · · · · » * · · « • · · · · · · · · · ·
9Φ ··· φ φ · ···· · «·« «φφ • · · · · · · ······ ·« · ·· «·
U odstředivého oddělovače mají dva nebo více vstupních kanálů obvykle stejné šířky, avšak mohou mít v případě potřeby různé šířky. Šířka jednotlivých vstupních kanálů se může rovněž podél jejich délky měnit. Vstupní kanály mohou mít například nálevkovitý tvar, který se rozšiřuje nebo zužuje ve směru proudění. Vodorovné osy dvou nebo více oddělených vstupních kanálů mohou být vzájemně vůči sobě rovnoběžné, nebo spolu mohou svírat úhel o velikosti s výhodou menší, než 30°.
Vstupními kanály bývají obvykle svislé štěrbiny, které mají rovnoběžné svislé boční stěny, přičemž výška (h) takovéto štěrbiny je alespoň dvakrát s výhodou pak pětkrát větší než je šířka vodorovného průřezu štěrbiny.
Dva nebo více vstupních kanálů může být snadno vytvořeno v souladu s předmětem tohoto vynálezu v otvoru, provedeném ve stěně vírové komory, a to přepažením tohoto otvoru jednou nebo více svislými přepážkovými dělicími stěnami. Alternativně mohou být vstupní kanály vytvořeny odléváním v částech stěn, vyrobených z odlévatelného materiálu.
Předmět tohoto vynálezu je zejména velmi vhodný pro uplatnění u vírových komor, které mají chlazené obvodové stěny vyrobené z vodních nebo parních trubek, které vytvářejí trubkový systém, který může být v případě potřeby připojen k hlavnímu vodnímu nebo parnímu systému reaktoru. V chlazených stěnách jsou trubky vedle sebe mechanicky spojeny, a to s výhodou prostřednictvím žeber ve svislé poloze.
Jedna nebo více přepážkových dělicích stěn, rozdělujících otvor za účelem vytvoření jednoho nebo více
4 44
4 4 4
4 4 4
444 444
4 • 4 44
44
4 4 4
4 4
444 4
4
4 vstupních kanálů podle tohoto vynálezu, může být s výhodou vytvořeno ze svislých trubek, přičemž tyto svislé trubky vytvářejí v otvoru přepážkovou dělicí stěnu, která je kolmá k hlavní rovině obvodové stěny. Trubky, které vytvářejí přepážkovou dělicí stěnu, jsou s výhodou připojeny k trubkovému systému obvodových stěn.
Jedna nebo více přepážkových dělicích stěn, rozdělujcících otvor na dva nebo více vstupních kanálů, vytváří vymezující stěnu v každém ze dvou sousedních vstupních kanálů. Vnější vymezující stěna vstupních kanálů, to jest vstupních kanálů, umístěných u svislé strany otvoru, může na druhé straně být vytvořena z trubek, vyhnutých ven z hlavní roviny obvodové stěny při vytváření otvoru.
Délka vstupních kanálů, tvořených přepážkovými dělicími stěnami nebo jinými stěnami, vymezujícími vstupní kanál, bývá obvykle větší, než je tloušťka obvodové stěny vírové komory. V důsledku toho jedna nebo více přepážkových dělicích stěn a/nebo jiných vymezujících stěn, použitých pro vytvoření vstupních kanálů, vyčnívá z roviny obvodové stěny, a to především do vírové komory, avšak může vyčnívat v případě potřeby i jiným směrem.
Vymezující stěny jsou obvykle tvořeny trubkovými panely, vytvořenými z více než tří a s výhodou z více než pěti trubek, které jsou vedle sebe mechanicky spojeny prostřednictvím žeber.
Vírová komora je v souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu vytvořena z převážně rovinných obvodových stěn a má pravoúhlý obdélníkový nebo čtvercový
fc fcfc · » fcfc · • fcfc fcfcfc fc • · · · fc fcfc fc fcfcfc fc fcfcfcfc fc « • ♦ fcfc fcfc vodorovný průřez, přičemž obvodové stěny vírové komory obsahuj í
- společnou část stěny mezi vírovou komorou a komorou reaktoru, přičemž tato společná část stěny zahrnuje první část stěny,
- první boční stěnu a druhou boční stěnu, které jsou kolmé na společnou část stěny, a
- třetí boční stěnu, která je protilehlá a alespoň ve své horní části rovnoběžná se společnou částí stěny, a přičemž
- obvodové stěny jsou vytvořeny ze svislých trubek, které jsou spolu vzájemně mechanicky spojeny, s výhodou prostřednictvím žeber, čímž vytvářejí trubkový systém obvodových stěn.
U jednoho výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu má vírová komora čtvercový průřez a plynový výstupní kanál je umístěn ve středu horní části vírové komory, přičemž vstupní kanály jsou vytvořeny v otvoru ve společné části stěny, přiléhající k první boční stěně.
Na základě požadavku mohou být vstupní kanály umístěny na konci společné stěny vedle první boční stěny a kolmo na společnou stěnu. Potom může část první boční stěny vírové komory vytvářet boční stěnu v jednom ze vstupních kanálů.
Vírová komora má v tom nejvýhodnějším provedení předmětu tohoto vynálezu pravoúhlý obdélníkový průřez. Plynové
00
0 0 0
0 0 0
000 000 ·· 00 0 0 0 0 0« • 0 0 0 0 • 00000 0
0 0 0
0000 00 00 • 0 0000 výstupní kanály jsou poté umístěny jeden za druhým v podélném směru na horní části vírové komory, a to za účelem vytváření dvou plynových vírů v prostoru plynového objemu ve vírové komoře. Vstupní kanály jsou vytvořeny v otvoru ve společné části stěny mezi přiléhajícími víry. Vstupní kanály jsou s výhodou vytvořeny ve společné stěně ve stejné vzdálenosti od dvou vírů, a to pro přivádění plynu do obou z těchto dvou sousedících vírů.
Vymezující stěny vstupních kanálů jsou vytvořeny z
- jedné přepážkové dělicí stěny, umístěné kolmo na hlavní rovinu společné části stěny, a ze
- svislých trubek, vyhnutých ven z roviny společné části stěny a vytvářejících vnější boční stěny ve vstupních kanálech.
Přepážková dělicí stěna je vytvořena z více než tří a s výhodou z více než pěti svislých trubek, které jsou vedle sebe mechanicky spojeny do jedné řady. Trubková konstrukce přepážkové dělicí stěny je s výhodou pokryta vrstvou ochranného žáruvzdorného materiálu, přičemž tloušťka této vrstvy bývá zvolena v souladu s příslušnými potřebami či požadavky. Žáruvzdorný materiál může být tvarován, například ve směru proudění, a to za účelem poskytování výhodných průtokových vlastností ve vstupních kanálech a v jejich vstupech nebo výstupech.
Konstrukce přepážkové dělicí stěny je zejména využitelná u pravoúhlých obdélníkových vírových komor, pokud je konstruována tak, že rovněž zvyšuje pevnost společné stěny ·· ·· ·· · ·· ·<
• · · · · · · <9··· • · · · ··· · · · · • ··· · · · ···· « ··· ··· • · · · · » ι ······ ♦· · ·9 ·· mezi topeništěm a odstředivým oddělovačem. Přepážková děliči stěna, která rozděluje otvor, bývá obvykle mechanicky připojena ke společné části stěny nad a pod otvorem. Prodloužení této přepážkové dělicí stěny může být dále mechanicky připojeno ke spodní části třetí boční stěny, ležící proti společné boční stěně vírové komory, a to za účelem zlepšení uložení a upevnění společné stěny. Uvedené prodloužení může být na druhé straně alternativně nebo doplňkově připojeno k nosné konstrukci komory reaktoru nebo vírové komory.
Na základě požadavku může být první část stěny, spojující vírovou komoru s komorou reaktoru, vyrobena zejména z homogenního odlévatelného materiálu. Potom mohou být vstupní kanály vytvořeny odléváním.
Tyto vstupní kanály, které jsou vytvořeny odléváním mohou mít rovněž poměr (1/w) délky k šířce větší, než 0,8, stejně jako vstupní kanály, vytvořené v trubkových stěnách. Vstupní kanály jsou obvykle vzájemně vůči sobě rovnoběžné, přičemž jsou kolmé na hlavní rovinu stěny.
Vstupní kanály však mohou být v určitých případech vytvořeny tak, že svírají úhel menší, než 90° s hlavní rovinou stěny. Potom mohou být rovněž dva jednotlivé vstupní kanály uspořádány tak, že spolu vzájemně svírají úhel, jehož velikost leží například od 5° do 60°.
Předmět tohoto vynálezu, tak jak byl shora popsán, poskytuje zdokonalený odstředivý oddělovač, opatřený vodícími prostředky pro vedení plynového proudu na svém vstupu, a to za účelem zlepšení vířivého působení plynů ve vírové komoře.
ΦΦ ΦΦ » φ φ Φ φ φ Φ » ΦΦΦ φ Φ »φφ φ ΦΦ ·* · φφ φφ φφφ φφφφ φφφφ φφφφ φ φ φ φφφφ φ φφφ φφφ • φ φ φ φ φφ φ φφ φφ
Tohoto zlepšeného vířivého působení je dosaženo s poměrně krátkými vstupními kanály, které působí jako nerozprašující trysky. Tyto trysky vytvářejí řízené předem směrované proudy plynu, které přivádějí plyn v požadovaném směru a do požadovaného místa v omezeném prostoru vírové komory.
Předmět tohoto vynálezu tak poskytuje zejména odstředivý oddělovač, u kterého je optimalizace směrování plynu a částic, vstupujících do oddělovače, dosaženo s pomocí konstrukce, u které je narušování vířivého působení víru zcela minimalizováno.
Kromě toho pak předmět tohoto vynálezu poskytuje prostředky pro zlepšení pevnosti konstrukce odstředivého oddělovače.
Předmět tohoto vynálezu poskytuje zejména prostředky pro zvýšení pevnosti společné boční stěny mezi vírovou komorou a komorou reaktoru.
Přehled obrázků na výkresech
Předcházející popis, stejně jako další prvky, znaky a výhody předmětu tohoto vynálezu budou zřejmé z následujícího podrobného popisu jeho výhodných příkladných provedení, kterýžto popis bude podán ve spojitosti s přiloženými výkresy, kde:
obr. 1 znázorňuje schematický boční pohled, částečně v řezu a částečně v náryse, na reaktor s cirkulujícím fluidním ložem s odstředivým oddělovačem podle tohoto vynálezu;
·· 44 4« 4 44 44
4444 444 4444
4 4 444 4 44 4
444 44 4 4444 4 444 444
4 4 4 4 4 4
444444 44 4 44 44 obr. 2 znázorňuje pohled v odstředivého oddělovače podle obr. podél čáry A-A z obr. 1;
řezu na 1, přičemž horní část řez je veden obr. 3 znázorňuje pohled v řezu na odstředivý separátor podle obr. 2, přičemž řez je veden podél čáry B-B z obr. 3; a obr. 4 až obr. 6 znázorňují pohledy, které jsou podobné pohledu podle obr. 3, a které představují alternativní provedení odstředivého oddělovače podle tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, který obsahuje komoru 10 reaktoru, odstředivý oddělovač 12 částic neboli cyklón či vírový odprašovač a vratný kanál 14 pro navracení oddělených částic zpět do komory 10 reaktoru. Průřez komory 10 reaktoru je obdélníkovitý, jak je možno seznat z vyobrazení na obr. 2. Komora 10 reaktoru je vytvořena ze stěn z vodních trubek, přičemž jsou na vyobrazení podle obr. 1 znázorněny pouze dlouhé stěny 16 a 18 z vodních trubek. Tyto stěny z vodních trubek jsou vytvořeny ze svislých vodních trubek, které jsou o sobě známým způsobem vzájemně spojeny prostřednictvím žeber, například do tak zvaných membránových stěnových panelů.
Horní část stěny 18 z vodních trubek je ohnuta tak, že vytváří strop 20 komory 10 reaktoru. Stěny v nejspodnějším úseku komory 10 reaktoru jsou chráněny žáruvzdorným materiálem. Na obr. 1 je zobrazen pouze jeden vstupní otvor 23 pro pevný materiál, jako například palivo, přestože • to ·· • ·· · • to · • · · to · • » ···· *« to* to « ·· • · · « • to ···· • •to toto · • to ·· • ·· · • ·· · • ··· ··· • · • to ·· zde může být vytvořeno několik různých vstupních otvorů. Dno komory 10 reaktoru je tvořeno distribuční deskou 24, která je opatřena tryskami nebo otvory 26 pro přivádění zkapalněného plynu ze vzduchové přetlakové komory 28 do komory 10 reaktoru pro příslušné udržování fluidního lože pevných částic v této komoře 10 reaktoru.
Zkapalněný plyn, například zkapalněný vzduch, je přiváděn do komory 10 reaktoru tak vysokou rychlostí, která způsobuje, že podstatná část materiálu lože kontinuálně proudí společně s plynem přes horní úsek komory 10 a přes štěrbinovitý vstupní otvor 30, uspořádaný v horním úseku komory 10 reaktoru, do odstředivého oddělovače 12 částic.
Tímto oddělovačem 12 částic je vícevírový odstředivý odlučovač s vírovou komorou 12, kde má objem plynu dva rovnoběžné svislé plynové víry, které se zde vytvářejí pro oddělování částic z plynu, přiváděného z komory 10 reaktoru do vírové komory 12 . Tato vírová komora 12, která vymezuje odlučovač, obsahuje rovinné, zejména obdélníkové boční stěny 32, 34,'36 a 38 z vodních trubek, jak je možno seznat z vyobrazení na obr. 3.
Tyto boční stěny 32, 34, 36 a 38 jsou rovněž vytvořeny ze spojených svislých vodních trubek 37, vzájemně k sobě připevněných prostřednictvím žeber 39, jak je znázorněno v nárysném detailu na obr. 2. Vírová komora 12 má v souladu s vyobrazením na obr. 1 jednu dlouhou stěnu 32 společnou s komorou 10 reaktoru, to znamená, že část stěny 16 komory 10 reaktoru představuje stěnu 32 vírové komory 12. V některých případech je možno použít i odlišné stěny pro komoru 10 reaktoru a pro vírovou komoru 12.
17 • 4 • » · 4 4 4 4 444* 4« 44 t • 4 » · 4 4 4 4 44444 44 4 4 4 • 4 44 44 44 4 4 4 4 4 4 4 4 4 444 4 444 >44 4 4 4 4 44 44
Horní části bočních stěn 32, 34, 36 a 38 ve vírové
komoře 12, vymezující objem plynu, j sou s výhodou svislé a
rovinné, přičemž vytvářejí horní úsek 4 3. Spodní část dlouhé stěny 36, ležící proti společné boční stěně 32, je ohnuta směrem ke společné stěně za účelem vytvoření nálevkovitého spodního úseku 45 vírové komory 12. S pomocí této konstrukce je vytvořen nesouměrný dlouhý mírně nálevkovitý plynový objem 44 (viz obr. 1), jehož spodní část tvoří výstupní otvor 46 pevných částic.
Tento výstupní otvor 46 pevných částic slouží jako vstup do vratného kanálu 14 . Dlouhé boční stěny vratného kanálu 14 jsou tvořeny prodloužením stěn 32 a 36 oddělovače 12 částic směrem dolů. Koncové stěny vratného kanálu 14 jsou vytvořeny odpovídajícím způsobem prodloužením bočních stěn 34 a 38 směrem dolů. Pouze část koncových stěn 34 a 38, mající šířku vratného kanálu 14, pokračuje směrem dolů, čímž vytváří vratný kanál 14 . Spodní část vratného kanálu 14 je propojena se spodním úsekem komory 10 reaktoru prostřednictvím ohybu £8 ve tvaru písmene L pro navracení pevných částic, oddělených v oddělovači 12 částic, do spodní části komory 10 reaktoru. Alternativně je možno využít i jiných typů utěsnění proudu pevných částic.
V horním úseku 43 vírové komory 12 jsou uspořádány dva postupné plynové výstupní kanály 54 a 56 pro odvádění vyčištěného plynu z plynového prostoru vírové komory 12, přičemž jsou uspořádány v otvorech 50 a 52, jak je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 2 a podle obr. 3. Tyto plynové výstupní kanály 54 a 56 v oddělovači 12 částic mohou být zhotoveny z žáruvzdorné oceli, mohou být ochlazeny nebo mohou být zhotoveny z keramického materiálu, a to za tím účelem, ·* v · · 4 * · · V · • 4 4 4 4 4 4
aby odolaly horkým podmínkám v oddělovači 12 částic. Vyčištěné plyny mohou být odváděny samo o sobě známým způsobem z oddělovače 12 částic přes kanál 60, průchodem přes plochy 62 pro regeneraci tepla a konvekčním úsekem.
Boční stěny 32, 34, 36 a 38 vírové komory 12 mohou být chráněny tenkou vrstvou žáruvzdorného materiálu, který je odolný proti vysokým teplotám a proti otěru, který však není na obrázcích výkresů znázorněn.
Vstupní otvor 30, vytvořený v první části 32' stěny ve společné stěně 32, je rozdělen svislou přepážkovou dělicí stěnou 70 tak, že vytváří dva vstupní kanály 30 z a 30' ', přičemž je umístěn v prostoru sektoru α o velikosti 90° pro oba plynové víry, vytvářené pod plynovými výstupními kanály 54 a 56. Vstupní otvor 30 je vytvořen ve stejné vzdálenosti od obou vírů a mezi těmito víry, a to přibližně ve středu společné stěny 32 mezi komorou 10 reaktoru a vírovou komorou 12.
Na svislých stranách vstupního otvoru 30 jsou vodní trubky 37 z stěny 32 z vodních trubek ohnuty do vírové komory 12, jak lze nejlépe seznat z vyobrazení na obr. 3, takže jsou vytvořeny svislé boční stěny 40, které vymezují vstup, a které zasahují do vírové komory 12. Tyto svislé boční stěny 40 jsou obvykle kolmé na hlavní rovinu stěny 32, avšak mohou být i skloněné tak, že svírají s hlavní rovinou stěny 32 úhel větší, než 60°. Boční stěny 40 mohou být skloněny tak, že se zmenšuje šířka vstupního kanálu, nebo tak, že se vstupní kanál rozšiřuje.
• · 0 * • 9 9 • · » · 0 • 0
0000 00
0 «0 00 * · 0 0 0 0 • 000 0 00 0
00000* «00 000 0 0 0 ·0
0 00 00
Svislá přepážková dělicí stěna 70, vytvořená z trubek 37 ' ', je uspořádána ve středu štěrbinovitého vstupního otvoru 30, přičemž tato svislá přepážková dělicí stěna 7 0 rozděluje otvor na dva obdobné vstupní kanály 30' a 30' ' . Svislá přepážková dělicí stěna 70 je poněkud delší, než jsou boční stěny ve vodorovném směru. Svislá přepážková dělicí stěna 70 a stěny 40 vytvářejí svislé vymezující stěny pro dva vstupní kanály 30' a 30'', vytvořené v otvoru.
Trubky 37' svislé přepážkové dělicí stěny 70 jsou mechanicky připevněny ke stěně 32 nad i pod vstupními kanály 30' a 30' ' a rozprostírají se směrem vzhůru až k sběrné trubce 74 na stropě 62 oddělovače 12 částic, a směrem dolů až ke sběrné trubce 72 pod spodním úsekem 4 5 oddělovače 12 částic, jak je znázorněno na obr. 1 a na obr. 2.
Horní část trubek 37/ ' může podle požadavku procházet kanálem 60 a může být připojena ke sběrné trubce, uspořádané nad vnější stranou kanálu. Na své spodní straně jsou trubky 37 ' ' svislé přepážkové dělicí stěny 70 vyhnuty ven ze stěny 32 a přes vnější stěnu 17 vratného kanálu 14, jak je znázorněno na obr. 1, a jsou připojeny k samostatné vnější sběrné trubce 72.
Podle požadavku může být spodní část trubek 37 '' vyhnuta ven ze stěny 32 již na vyšší úrovni, než jak je znázorněno na obr. 1, a mohou procházet spodní částí stěny 36 oddělovače 12, čímž mohou vytvářet výztužné mechanické spojení mezi protilehlými stěnami 32 a 36 oddělovače 12 částic.
·· ·· ·· · ·· ·· • fcfcfc fcfcfc fcfcfcfc • fc · · fcfcfc · fcfc · • fcfcfc fcfc · fcfcfcfc · fcfcfc fcfcfc • fcfcfcfc fcfc • fcfcfc fcfc fcfc · fcfc fcfc
Na druhé straně však nemusí být nezbytné, aby spodní část trubek 37 byla vůbec ohnuta, pokud jsou tyto trubky 37 připojeny ve své spodní části ke sběrné trubce, umístěné v prostoru vratného kanálu 14 nebo ve spojení s tímto vratným kanálem 14 . Sběrné trubky 74 a 72 mohou být neseny tak (na vyobrazeních neznázorněno), že trubky 37 ' ' zvyšují pevnost stěny 32 a zvyšují její schopnost zachycovat tlakový rozdíl mezi komorou IQ reaktoru a vírovou komorou 12.
Vstupní kanály 30 ' a 30/ ' , vymezené svislými bočními stěnami 40 a svislou přepážkovou dělicí stěnou 70, vymezují šířku w každého ze dvou vstupních kanálů 30 ' a 30'', vytvořených ve vstupním otvoru 30. Vymezující svislé boční stěny 40 a svislá přepážková dělicí stěna 70 vycházejí směrem dovnitř ze společné stěny 32 mezi komorou 10 reaktoru a vírovou komorou 12 do vírové komory 12 o vzdálenost 1, která vymezuje délku vstupních kanálů v průtokovém směru, například délku dráhy proudu plynu a částic v rámci štěrbinovitých vstupních kanálů 30' nebo 30' ' .
Poměr 1/w délky vstupního kanálu k jeho šířce poskytuje údaj o vodorovné směrovosti proudu plynu a pevných částic, proudícího vstupním kanálem. Čím větší je tento poměr, tím lepší je uvedená směrovost. Poměr 1/w má s výhodou hodnotu větší, než 0,8. U vstupu, opatřeného dvěma vstupními kanály může mít tento poměr hodnotu kolem jedné, avšak může být dokonce i větší, než jedna.
Přepážkové dělicí stěny jsou ve většině případů s výhodou vyráběny pokud možno co nejtenčí za účelem udržování celkové šířky Wtotz to znamená šířky první části stěny se vstupními kanály, co nejmenší, a to za účelem umožnění • · • · · • · » · · · · používat co nejdelší vstupní kanály, aniž by vstupující proud plynů narušoval vírový pohyb plynových vírů uvnitř vírové komory 12.
Kritická délka vstupního kanálu, to jest maximální délka vstupního kanálu, při které nedochází k ovlivňování víru se snižuje tak, jak se snižuje nejkratší vzdálenost mezi vstupním koncem vstupního kanálu a vírem. Takže vstupní kanály by mohly být umístěny ve společné části stěny, a to pokud možno co nejdále od víru. Toho může být dosaženo sevřením vstupních kanálů do pokud možno co nejmenšího prostoru, to jest využitím co nejtenčích přepážkových dělicích stěn.
U provedení, znázorněného na obr. 1 až obr. 3 může být směrovost ještě zlepšena zvýšením délky JL stěn 40 a 70 nebo zvýšením tloušťky vrstvy žáruvzdorného materiálu na stěnách 40 a/nebo na stěnách 70, a tím snížením šířky w vstupních kanálů. Celková otevřená plocha však musí být udržována.
Na základě požadavku, například za účelem zajištění větší .otevřené plochy bez nutnosti zvýšení délky vstupních kanálů, může být vytvořeno více vstupních kanálů, než jenom dva. Potom je nutno použít dvě nebo více přepážkových dělicích stěn za účelem rozdělení příslušného otvoru. Svislé přepážkové dělicí stěny 70 a vymezující boční stěny 40 mívají obvykle rozdílnou vodorovnou délku, neboť přepážkové dělicí stěny 7 0 bývají delší ve vodorovném směru, než boční stěny 40.
Stěny však mohou být v případě požadavku pochopitelně stejně dlouhé, přičemž přepážková dělicí stěna 70 může být dokonce kratší, než boční stěny 4 0. Přepážková dělicí stěna 70 bývá obvykle delší, než boční stěny 40, a to za tím účelem, aby byl ještě zvýšen výztužný a zesilovací účinek společné stěny 32.
Na vnějších stranách vymezujících bočních stěn 40 jsou uspořádány vodicí prostředky, jak je obecně znázorněno vztahovou značkou 33. Tyto vodicí prostředky 33 vedou plynný vír mezi společnou stěnou 32 a bočními stěnami 40 tak, že směr proudění částic, oddělených z plynu v plynném víru, se mírně mění od obecně podélného směru uvnitř první stěny 32 na v podstatě kolmý na první stěnu 32 ve vstupním otvoru 30 (to jest v podstatě tangenciální k plynnému víru v plynném objemu a podél proudu, přiváděného do štěrbiny 30) .
Namísto využití koncepce, vyobrazené na obr. 1 až obr. 3, může být někdy výhodné využít dvouvírový oddělovač se dvěma vstupními otvory, jak je znázorněno na obr. 4, nebo jeden jednovírový oddělovač, jak je znázorněno na obr. 5 a na obr. 6 .
U provedení, znázorněného na obr. 4, je oddělovač opatřen dvěma vstupními otvory 30. Tyto vstupní otvory 30 jsou provedeny na koncích společné stěny 32 vedle bočních stěn 34 a 38, přičemž tyto boční stěny 34 a 38 vytvářejí vymezovací stěny pro vnější vstupní kanály 30/'. Přepážkové dělicí stěny 70 a 70' jsou umístěny velmi blízko u bočních stěn 34 a 38 a nijak podstatně nezvyšují pevnost boční stěny 32.
V důsledku toho není uložení horních a spodních konců přepážkových dělicích stěn 70 a 70' tak kritickým faktorem, jako tomu může být u provedení, znázorněného na obr. 1 až obr. 3. Každý ze dvou vstupních otvorů 30, obsahujících dva vstupní kanály, je umístěn v sektoru o velikosti 90° jednoho z vírů, to znamená ve sektoru o velikosti 90° toho příslušného víru, který je blíže vstupnímu otvoru.
Na obr. 5 je znázorněno další alternativní provedení předmětu tohoto vynálezu.
Ve vstupním otvoru oddělovače jsou vytvořeny tři vstupní kanály, které mají čtvercový vodorovný průřez. Ve vírové komoře je vytvářen pouze jediný vír. Toto provedení znázorňuje využití více než jedné přepážkové dělicí stěny 70 za účelem vytvoření více než dvou vstupních kanálů. Jinak toto provedení víceméně odpovídá provedení, znázorněnému na obr. 4.
Na obr. 6 je znázorněno ještě jiné provedení předmětu tohoto vynálezu, kde je vytvářen pouze jediný vír, a kde jsou vstupní kanály provedeny odléváním z licí břečky. Výhoda využití této odlévací techniky spočívá v tom, že je možno snadno a s vysokou přesností vytvořit tři až osm vstupních kanálů, přičemž je možno dokonce vytvořit kanály různých forem či tvarů, které mohou být uspořádány pod různými odlišnými úhly. Všechny vstupní kanály jsou vytvořeny v rámci sektoru o velikosti 90° příslušného víru, vytvářeného ve vírové komoře.
U provedení, znázorněného na obr. 6, je první vstupní kanál 80, umístěný nejblíže k první boční stěně 34, ·· · rovnoběžný s touto boční stěnou 34 a kolmý na boční stěnu 32, připojenou ke komoře 10 reaktoru. Další vstupní kanál 8_0' již není rovnoběžný s boční stěnou 34, avšak je mírně skloněn tak, aby vedl proud plynu a pevných částic směrem k boční stěně 34. Další vstupní kanál 8_0 který je ještě dále od boční stěny 34, je dokonce více skloněn, přičemž poslední vstupní kanál 80' ' ', který je stěny 34, je skloněn nejvíce.
nej vzdálenější od boční
Tyto různé vstupní kanály přivádějí proudy plynu a pevných částic tangenciálním směrem vůči víru, vytvářenému ve vírové komoře, přičemž však tyto proudy se předmětného víru dotýkají tangenciálně v různých místech sektoru, který má velikost menší, než 90°. Tímto způsobem tyto různé proudy podporují vířivý pohyb předmětného víru. Tyto proudy jsou vytvořeny tak, aby s vírem 66 vzájemně spolupůsobily pokud možno co nej jemněji.
Předmět tohoto vynálezu poskytuje efektivní odstředivý oddělovač, jakož i způsob odstředivého oddělování částic, zejména v polygonálních mnohoúhelníkových vícevírových oddělovačích, který však může být rovněž použit za účelem zvyšování vířivého pohybu ve válcových odstředivých odlučovačích.
Předmět tohoto vynálezu odstraňuje celou řadu nedostatků, kterými trpí odlučovače, známé z dosavadního stavu techniky. Předmět tohoto vynálezu zejména přispívá ke snížení nárazového přivádění proudu plynu a pevných částic, což má nepříznivý vliv na oddělovací účinnost víru. Vířivý pohyb víru může být zlepšen s využitím vstupních kanálů, • · · · které zabírají méně místa, a které jsou odlišné od dosud známých vstupních kanálů.
Předmět tohoto vynálezu současně poskytuje zlepšení a zdokonalení konstrukce odstředivého oddělovače částic, neboť vodicí prvky nemusejí zasahovat velmi hluboko do vírové komory, přičemž tyto vodicí prvky (konstrukce vstupních kanálů) přispívají k pevnosti a houževnatosti vírové komory.
Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán a zobrazen na příkladech provedení, které se jeví v současné době jako výhodné a nejpraktičtější, je pro odborníka z dané oblasti techniky zcela zřejmé, že je možno vytvořit celou řadu alternativ a modifikací předmětu tohoto vynálezu, a to v rámci rozsahu ochrany tohoto vynálezu, kterýžto rozsah je nutno interpretovat šířeji, aby zahrnoval veškeré možné ekvivalentní konstrukce a způsoby.
Seznam vztahových značek φφ ·· • φ φ * • » a • φφφ · • · • « » φ · φ · · • φφφ φ «φφφφ φ φφφ φφ * φφ φ * • φ φφφ φ φφ φ · φ · φφφ φ
« φ
- komora 10 reaktoru
- odstředivý oddělovač 12 částic cyklón, vírový odprašovač vírová komora
- vratný kanál
- stěna 16 z vodních trubek
- vnější stěna 17 vratného kanálu 14
- stěna 18 z vodních trubek
- strop 20 komory 10 reaktoru
- žáruvzdorný materiál
- vstupní otvor
- distribuční deska
- trysky nebo otvory
- vzduchová přetlaková komora
- štěrbinovitý vstupní otvor
30' - vstupní kanál
30' ' - vstupní kanál
- rovinná zejména obdélníková boční stěna z ' vodních trubek
32' - první část 32' stěny . - vodicí prostředky
- rovinná zejména obdélníková boční stěna z vodních trubek
- rovinná zejména obdélníková boční stěna z vodních trubek
- svislé vodní trubky
37' - vodní trubky
37' ' - vodní trubky
- rovinná zejména obdélníková boční stěna z vodních trubek tt ·· ·· ·* tt ·· ·· • · · · · · 4 · · 4 <9 • · · · ··· · ·· · • 444 1» · · 44·· 4 ··· ··· • · · · · · · 44·« ·· ·· 4 ·· ··
- žebra
- svislé boční stěny
- horní úsek
- nesouměrný dlouhý mírně nálevkovitý plynový obj em
- nálevkovitý spodní úsek
- výstupní otvor pevných částic
48 - ohyb 48 ve tvaru písmene L
50 - otvor
52 - otvor
54 - plynový výstupní kanál
56 - plynový výstupní kanál
60 kanál
62 - plochy 62 pro regeneraci strop tepla
66 - vír
70 - svislá přepážková dělicí stěna
70 ' - svislá přepážková dělicí stěna
72 - sběrná trubka
74 - sběrná trubka
80 - ' první vstupní kanál
80' - další vstupní kanál
80 . - další vstupní kanál
80' - poslední vstupní kanál
h svislá výška štěrbiny
1 - vzdálenost stěn
w - šířka vstupních kanálů
Wtot - celková šířka
a sektor o velikosti 90°

Claims (18)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Odstředivé oddělovací zařízení, připojené k reaktoru s fluidním ložem pro oddělování pevných částic z plynu, vycházejícího z komory (10) reaktoru, přičemž toto odstředivé oddělovací zařízení obsahuje:
    - obvodové stěny (32, 34, 36, 38), vymezující vírovou komoru (12),
    - uvedená vírová komora (12) má vnitřní plynový objem, v němž je alespoň jeden svislý plynový vír, a - uvedené obvodové stěny (32, 34, 36, 38) obsahuj í
    první část (32' ) stěny, připojující odstředivé oddělovací zařízení ke komoře (10) reaktoru,
    - alespoň jeden plynový výstupní kanál (54, 56) pro odvádění vyčištěného plynu z uvedeného plynového objemu,
    - alespoň jeden výstupní otvor (46) pevných částic pro odvádění oddělených pevných částic z uvedeného plynového objemu, a
    - plynový vstupní otvor (30), uspořádaný v první části (32') stěny pro přivádění plynu z komory (10) reaktoru do plynového objemu, vyznačující se tím, že vstupní otvor (30) obsahuj e • · 0 0 • *
    99 99
    27 • · · 0 0 • 0 0 9 9999 99 • · 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 0 • · 0 0 0 0 0 0 0 000 · 000 0 0 0 0 0 - alespoň dva vstupní kanály (30', 30) , uspořádané vedle sebe v první části (32') stěny v rámci sektoru o velikosti menší, než 90° každého z alespoň jednoho plynného víru v rámci vírové
    komory (12).
  2. 2. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že vstupní kanály mají poměr (1/w) délky (1) ku šířce (w) větší než 0,8, přičemž délkou (1) je délka vstupního kanálu ve směru proudění plynu, zatímco šířkou (w) je šířka vodorovného průřezu vstupního kanálu.
  3. 3. Odstředivé oddělovací zařízení vyznačující se tím, že jsou svislé štěrbiny, mající rovnoběžné svislé stěny, vymezující vstupní kanál, přičemž svislá výška (h) štěrbiny je alespoň dvakrát a s výhodou desetkrát větší, než je šířka vodorovného průřezu štěrbiny.
    podle nároku 1 vstupními kanály
  4. 4. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že alespoň dva vstupní kanály jsou vytvořeny v otvoru v první části stěny rozdělením uvedeného otvoru jednou nebo více svislými přepážkovými dělicími stěnami (70, 70').
  5. 5. Odstředivé oddělovací vyznačující se t zařízení í m , že podle nároku 4
    - obvodovými stěnami vírové komory jsou trubkovité stěny, vytvořené z většího množství svislých
    Φ Φ · · φ · φ φ φ φφ • · · · φφφ φφφφ • · · φ φφφ · φφ · • Φ·· · φ φ φφφφ φ φφφ φφφ φ φφφφ φ φ φφφφφφ φ · φ φφ φφ trubek (37), které jsou vzájemně spojeny za účelem vytvoření trubkového systému, a
    - jedna nebo více přepážkových dělicích stěn (70, 70'), rozdělujících otvor, je vytvořeno z více než tří a s výhodou s více než pěti svislých trubek, připojených k uvedenému trubkovému systému.
  6. 6. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 5 vyznačující se tím, že jedna nebo více přepážkových dělicích stěn (70, 70') je umístěno v prostoru otvoru převážně kolmo na hlavní rovinu první části (32') stěny.
  7. 7. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 5 vyznačující se tím, že svislý vstupní kanál, vymezující boční stěnu (40) v alespoň jednom ze vstupních kanálů, je přídavně vytvořen ze svislých trubek (37'), vyhnutých ven z roviny první části (32') stěny, přičemž jsou trubky ohnuty dovnitř nebo ven z vírové komory za účelem vytvoření boční stěny, vymezující vstupní kanál, která je kolmá na hlavní rovinu první části (32') stěny.
  8. 8. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 7 vyznačující se tím, že svislý vstupní kanál, vymezující boční stěnu, je vyroben z více než tří a s výhodou z více než pěti trubek, které jsou připojeny k trubkovému systému obvodových stěn.
  9. 9. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že • 4
    - vírová komora (12) je vytvořena z převážně rovinných obvodových stěn (32, 34, 36, 38) a má pravoúhlý obdélníkový nebo čtvercový vodorovný průřez, přičemž obvodové stěny (32, 34, 36, 38) vírové komory (12) obsahují
    - společnou část stěny (32) mezi vírovou komorou (12) a komorou (10) reaktoru, přičemž tato společná část stěny (32) zahrnuje první část (32) stěny,
    - první boční stěnu (34) a druhou boční stěnu (38), které jsou kolmé na společnou část stěny (32), a
    - třetí boční stěnu (36), která je protilehlá a alespoň ve své horní části rovnoběžná se společnou částí stěny (32), a přičemž
    - obvodové stěny (32, 34, 36, 38) jsou vytvořeny ze svislých trubek (37), které jsou spolu vzájemně mechanicky spojeny, s výhodou prostřednictvím žeber (39), čímž vytvářejí trubkový systém obvodových stěn.
    I. 0. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 9 vyznačující se tím, že vírová komora (12) má čtvercový průřez a plynový výstupní kanál (54) je umístěn ve středu horní části vírové komory (12), přičemž vstupní kanály (30) jsou vytvořeny v otvoru ve společné části stěny, přiléhající k první boční stěně (34).
    II. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 10 vyznačující se tím, že část první boční • to ·· ·· • ·· • · «
    •••to ·· to · toto·· · i ·· · ► ·· · ··· ···
    stěny j ednom (34) vírové ze vstupních komory (12) kanálů. vytváří vymezující stěnu v 12 . Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 9 v y z n a č u j í c í se t í m , že
    - vírová komora (12) má pravoúhlý obdélníkový průřez a alespoň dva plynové výstupní kanály (54, 56), uspořádané jeden za druhým v podélném směru v horní části vírové komory (12) pro vytváření dvou nebo více vírů v prostoru plynového objemu ve vírové komoře (12), a
    - vstupní kanály (30', 30'') jsou vytvořeny v otvoru ve společné části stěny mezi dvěma přiléhajícími víry pro přivádění plynu do obou ze dvou přiléhajících vírů.
  10. 13. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 10 nebo 12 vyznačující se tím, že svislé vymezující stěny vstupních kanálů jsou vytvořeny z
    - alespoň jedné přepážkové dělicí stěny (70, 70'), uspořádané kolmo k hlavní rovině společné části stěny (32) a vytvořené ze svislých trubek (37''), připojených k trubkovému systému obvodové stěny, a
    - svislých trubek (37') vyhnutých ven z roviny společné části stěny (32), přičemž jsou trubky (37') ohnuty do nebo ven z vírové komory (12) za účelem vytváření boční stěny (40), vymezující vstupní kanál, která je kolmá na hlavní rovinu společné části stěny, nebo která je k této rovině skloněna pod úhlem větším, než 60°.
    ·· ·· fcfc · ·· ·· • · · · · · · · · · · ·· · · · · ♦ · ·· ·
    9 999 9 9 9 9999 9 999 999 • · · · · · · ······ ·♦ · fcfc 9 9
  11. 14. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 12 vyznačující se tím, že
    - dva plynové výstupní kanály (54, 56) jsou uspořádány ve vírové komoře (12) pro vytváření dvou plynových vírů v této vírové komoře (12),
    - jeden svislý otvor (30) je vytvořen ve středu společné části stěny (32), a
    - dva vstupní kanály (30', 30'') jsou vytvořeny v otvoru prostřednictvím
    - uspořádání svislé přepážkové dělicí stěny (70, 70') ve středu otvoru za účelem vytvoření stěny, vymezující první vstupní kanál v každém ze dvou vstupních kanálů, a
    - ohnutí svislých trubek v prostoru otvoru ven z roviny společné části stěny za účelem vytvoření stěny (40), vymezující druhý vstupní kanál v každém ze dvou vstupních kanálů.
  12. 15. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 10 vyznačující se tím, že více než tři a s výhodou více než pět svislých trubek (37, 37', 37'') je vyhnuto ven z roviny společné části stěny a/nebo je využito pro vytvoření svislých bočních stěn, vymezujících vstupní kanály.
  13. 16. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 10 nebo 12 vyznačující se tím, že přepážková »* ♦ • 9 9
    9 9 9 9
    9 9 9 999 9
    9 9 9
    99 9
    99 99
    9 9 9 9
    9 9 9 9
    9 999 999
    9 9 ·* • · ♦ • · «
    dělicí stěna (70, 70') je mechanicky spojena se společnou částí stěny (32) nad a/nebo pod vstupními kanály a přídavně prostřednictvím svého prodloužení se spodní částí třetí boční stěny (36) vírové komory (12).
  14. 17. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 10 vyznačující se tím, že přepážková dělicí stěna (70) je mechanicky spojena se společnou částí stěny (32) nad a/nebo pod vstupními kanály a přídavně prostřednictvím svého prodloužení s nosnou konstrukcí komory (10) nebo vírové komory (12).
  15. 18. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 1 vyznačující se tím, že první část stěny je vytvořena z převážně homogenního odlévatelného materiálu,
    přičemž jsou vstupní kanály (80, odléváním v odlévatelném materiál' 80' u. , 80' ', 80 ' ) vytvořeny 19. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 18 vyznačuj íc í se t í m , že vstupní kanály mají poměr (1/w) délky (1) ku šířce (w) větší než 0 , 8, přičemž délkou (1) je délka vstupního kanálu ve směru proudění plynu, zatímco šířkou (w) je šířka vodorovného průřezu vstupního kanálu. 20. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 18 vyznačuj íc í se t í m , že osy vstupních kanálů jsou rovnoběžné. 21. Odstředivé oddělovací zařízení podle nároku 18 vyznačuj íc í se t í m , že osy alespoň dvou
    vstupních kanálů spolu svírají úhel mezi 5° až 60°.
    ft· ftft · ftft ftft • ftftft ftftftft • ftftftft ftftftft ft ftftft ftft · ftftftft · ftftft ftftft • ftftftft ftft • ftftft ftft ftft · ftft ftft
  16. 22. Odstředivé oddělovací zařízení podle vyznačující se tím, že vírová vymezena válcovými obvodovými stěnami.
    nároku 1 komora je
  17. 23. Způsob oddělování pevných částic z plynu, odváděného oddělovací vymezenou z komory reaktoru, využívající odstředivé zařízení, které obsahuje: vírovou komoru, obvodovými stěnami, a opatřenou alespoň jedním plynovým výstupem, alespoň jedním výstupem pevných částic a plynovým výstupem, obsahující:
    - odvádění proudu plynu a pevných částic z komory reaktoru a přivádění tohoto proudu plynovým vstupním kanálem do vírové komory,
    - oddělování pevných částic od plynu v alespoň jednom plynovém víru, vytvářeném ve vírové komoře,
    - odvádění oddělených pevných částic z vírové komory alespoň jedním výstupním otvorem pro odvádění pevných částic, a
    - odvádění vyčištěného plynu alespoň jedním plynovým výstupním kanálem, vyznačující se tím, že dále obsahuje:
    - rozdělení proudu plynu a pevných částic, odváděného z komory reaktoru, v plynovém vstupním kanálu na alespoň dva přiléhající proudy, a přivádění těchto alespoň dvou proudů do sektoru o velikosti menší než 90° plynového víru ve vírové komoře.
    ΒΒ Β· ΒΒ • ΒΒΒ Β Β
    ΒΒΒ Β Β
    Β ΒΒΒΒΒ Β
    Β ΒΒΒ
    ΒΒΒΒ ·Β ΒΒ • 1
    ΒΒΒΒ
    ΒΒ ΒΒ
    Β Β Β Β
    Β Β Β Β
    ΒΒΒ ΒΒΒ
  18. 24. Způsob podle nároku 23 vyznačující se tím, že alespoň dva proudy plynu a pevných částic jsou vedeny vstupními kanály, jejichž poměr (1/w) délky (1) ku šířce (w) je větší, než 0,8.
    fv iw-p
CZ19991529A 1996-11-19 1997-10-31 Zařízení pro oddělování částic z horkých plynů a způsob oddělování částic z horkých plynů CZ290827B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964615A FI107435B (fi) 1996-11-19 1996-11-19 Keskipakoerotinlaitteisto ja menetelmä hiukkasten erottamiseksi leijupetireaktorin kuumista kaasuista

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ152999A3 true CZ152999A3 (cs) 2000-01-12
CZ290827B6 CZ290827B6 (cs) 2002-10-16

Family

ID=8547089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19991529A CZ290827B6 (cs) 1996-11-19 1997-10-31 Zařízení pro oddělování částic z horkých plynů a způsob oddělování částic z horkých plynů

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6294001B1 (cs)
EP (1) EP0939668B1 (cs)
JP (1) JP2000504996A (cs)
CN (1) CN1115185C (cs)
AT (1) ATE211939T1 (cs)
AU (1) AU4869697A (cs)
CA (1) CA2271158C (cs)
CZ (1) CZ290827B6 (cs)
DE (1) DE69709674T2 (cs)
DK (1) DK0939668T3 (cs)
FI (1) FI107435B (cs)
PL (1) PL333454A1 (cs)
TW (1) TW345501B (cs)
WO (1) WO1998022199A1 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI114289B (fi) * 2000-04-07 2004-09-30 Foster Wheeler Energia Oy Laite hiukkasten erottamiseksi kuumista kaasuista
EP1308671A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-07 Alstom (Switzerland) Ltd A circulating fluidized bed reactor device
US7934606B2 (en) * 2007-05-24 2011-05-03 Advanced Petroleum Technologies, Inc. Induced vortex particle separator
WO2010008325A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-21 Metso Fiber Karlstad Ab Cyclone with improved separation of gas from gas laden liquid streams also at reduced flow volumes
CN110068204B (zh) * 2019-05-28 2024-03-19 千玉花 一种能回收热能的高效节能农作物烘干机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2320345A (en) * 1939-11-22 1943-06-01 Foster Wheeler Corp Apparatus for the separation of fluids
US3358844A (en) * 1965-08-17 1967-12-19 Siemens Ag Device for increasing the total amount of separation of a vortex separator
US3541768A (en) * 1968-08-05 1970-11-24 Farr Co Apparatus for arresting exhaust gas sparks
DE2137128C3 (de) * 1971-07-24 1978-10-05 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zur Drallerzeugung in einem Drehströmungswirbler
US4028076A (en) * 1975-08-18 1977-06-07 Parma Industries, Inc. Centrifugal air precleaner for internal combustion engines
US4867756A (en) 1986-05-20 1989-09-19 Institute Of Gas Technology Removal of sulfur compounds in fluidized bed carbonaceous solids gasification
US4854249A (en) * 1987-08-03 1989-08-08 Institute Of Gas Technology Two stage combustion
FI88200C (fi) * 1990-01-29 1993-04-13 Tampella Oy Ab Foerbraenningsanlaeggning
US5281398A (en) 1990-10-15 1994-01-25 A. Ahlstrom Corporation Centrifugal separator
US5116394A (en) 1991-03-25 1992-05-26 Foster Wheeler Energy Corporation Cyclone separator roof
DE4132660A1 (de) 1991-10-01 1993-04-08 Rheinmetall Gmbh Zentrifugalkraft-filter
US6245300B1 (en) * 1994-08-11 2001-06-12 Foster Wheeler Energy Corporation Horizontal cyclone separator for a fluidized bed reactor
US5738712A (en) * 1995-03-13 1998-04-14 Foster Wheeler Energia Oy Centrifugal separator assembly and method for separating particles from hot gas

Also Published As

Publication number Publication date
CZ290827B6 (cs) 2002-10-16
WO1998022199A1 (en) 1998-05-28
DE69709674D1 (de) 2002-02-21
FI964615A0 (fi) 1996-11-19
US6294001B1 (en) 2001-09-25
EP0939668B1 (en) 2002-01-16
TW345501B (en) 1998-11-21
PL333454A1 (en) 1999-12-20
CN1115185C (zh) 2003-07-23
JP2000504996A (ja) 2000-04-25
DE69709674T2 (de) 2002-09-05
ATE211939T1 (de) 2002-02-15
AU4869697A (en) 1998-06-10
CA2271158A1 (en) 1998-05-28
CN1237918A (zh) 1999-12-08
FI107435B (fi) 2001-08-15
EP0939668A1 (en) 1999-09-08
FI964615A (fi) 1998-05-20
DK0939668T3 (da) 2002-05-06
CA2271158C (en) 2004-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100500303B1 (ko) 고온 가스로부터 입자들을 분리시키기 위한 방법 및 장치
US5281398A (en) Centrifugal separator
CA2119690C (en) Circulating fluidized bed reactor with internal primary particle separation and return
EP0730910B1 (en) Circulating fluidized bed reactor
US5771844A (en) Cyclone separator having increased gas flow capacity
RU2397819C2 (ru) Циклонный сепаратор для доменных газов
JP2963771B2 (ja) 遠心分離機組立体および高温ガスから粒子を分離する方法
CA2167788A1 (en) Method and apparatus for separating a heavier phase from a lighter phase in a material flow by centrifugal force
RU97116844A (ru) Центробежный сепаратор и способ отделения частиц от горячего газа
CZ152999A3 (cs) Způsob oddělování částic z horkých plynů a zařízení k provádění tohoto způsobu
UA82141C2 (uk) Система реактора з псевдозрідженим шаром, що має газозбірник для газу, що випускається
CA1265660A (en) Circulating fluidized bed reactor and a method of separating solid material from the flue gases
EP0700728B1 (en) Fluidized bed reactor
US4257786A (en) Cyclone separator
KR910001926B1 (ko) 순환 유동상 반응기
JPS5916687Y2 (ja) 浮遊式熱交換器
SE426913B (sv) Forfarande och anordning for att separera partikelformigt material fran gaser
SE437223B (sv) Centrifugalsepareringskerl for att separera partikelformigt material fran gaser

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20061031