CZ20014680A3 - Způsob a zařízení pro manipulaci s částicovým materiálem pod vysokým tlakem - Google Patents

Description

Předložený vynález se týká způsobu a zařízení pro manipulaci s částicovým materiálem pod vysokým tlakem jak je definováno v úvodních částech nezávislých nároků.

Vynález se tedy týká způsobu a zařízení pro pneumatickou dopravu částicového materiálu obsahujícího reakční produkty vysokotlakého reaktoru, za použití plynu opouštějícího reaktor jako nosného plynu, ze vstupní nádoby pod tlakem alespoň 2 bar do přijímací nádoby pod podstatně nižším tlakem, za použití zařízení sestávajícího z dopravního potrubí a sběrné nádoby mezi dopravním potrubím a přijímací nádobou.

Dosavadní stav techniky

Je obecně známo dopravovat pevný práškový materiál nebo granulovaný materiál pomocí pneumatického dopravního systému. Při pneumatické dopravě je pevný materiál dopravovaný v trubkovém dopravním vedení unášen proudícím nosným plynem. Pneumatická doprava je možná pro zředěné suspenze, kdy poměrně velké množství plynu dopravuje poměrně malý objem pevného materiálu, nebo pro hustší suspenze, kdy poměrně malé množství plynu dopravuje velký objem pevného materiálu.

Pneumatická doprava se obvykle provádí uváděním přetlakového nosného plynu do dopravního potrubí nebo vytvořením nízkého tlaku v přijímací nádobě na konci • ♦ · • · · · · • · · ·· · · · · • 9

999 9 dopravního potrubí. Pneumatická doprava je zvláště vhodná v situacích, kdy je ve vstupní nádobě z nějakého jiného důvodu vyšší tlak než v přijímací nádobě. Tak je možné využít plyn ve vstupní nádobě pro dopravu částicového materiálu a není nutné uspořádat zvláštní zdroj nosného plynu nebo tlakovou diferenci mezi nádobami.

US patent 4 699 210 popisuje systém pro dopravu popílku z kotle s tlakovým fluidním ložem zachyceného jeho separátorem částic takovým způsobem, že dopravovaný materiál je veden ze spodní části separátoru do nádoby na popel skrze potrubí, kde se jeho směr proudění opakovaně ostře mění. Každá změna směru spotřebovává energii, čímž se tlak spalin obsahujících popel na jejich cestě od separátoru částic do nádoby na popel postupně snižuje.

Nevýhodou tohoto dopravního systému je ucpávání v ostrých ohybech dopravního potrubí, zejména jestliže teplota popele klesá blízko k rosnému bodu. Pro zabránění ucpávání potrubí je popel veden jako řídká suspenze, takže průtok plynu musí být dost vysoký, alespoň 10-15 m/s. To má za následek vysokou spotřebu nosného plynu a podstatně zvyšuje spotřebu energie. Kromě toho, vysoký průtok může zapříčinit silnou erozi zejména v ohybech potrubí, kde se mění směr.

US patent 4 877 423 popisuje dvoustupňový pneumatický systém použitelný pro vedení a chlazení popílku pod vysokým tlakem, kde v prvním stupni tohoto systému, ve kterém se používají jako nosný plyn spaliny, se tlak snižuje jen nepatrně, zpravidla jen o 0-3 bar. V koncovém úseku prvního stupně je uspořádán odlučovač pro separaci popele ze spalin, a vysokotlaká vstupní nádoba na popel. Za vstupní nádobou systém zahrnuje závěrnou nádobu oddělenou ventilem,

ve které může být tlak snížen na úroveň požadovanou pro další dopravu a finální ochlazení popele.

Popsané uspřádání se zvláštním odlučovačem a dvěma nádobami je však dost složité a drahé. Dále, odvádění popele ze separátoru, při kterém se zpracovává celé množství popele bez proudu nosného plynu, má sklon k ucpávání, jestliže je popel alespoň v určité míře adhezivní. Tomu zabraňuje účinné chlazení popele v prvním stupni.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout způsob a zařízení pro manipulaci s částicovým materiálem, u kterého jsou minimalizovány výše uvedené problémy dosavadního stavu techniky.

Zvláštním cílem vynálezu je poskytnout způsob a zařízení pro řízenou pneumatickou chlazení částicového materiálu pod vysokým tlakem j ednoduchý dopravu a

Dalším cílem vynálezu je poskytnout způsob a zařízení pro pneumatickou dopravu částicového materiálu pod vysokým tlakem, u kterého nedochází k přehřátí ani ucpávání dopravního potrubí.

Cílem vynálezu je také poskytnout způsob a zařízení, u kterého může být řízena dopravní rychlost popele a zmenšena spotřeba nosného plynu.

Pro vyřešení výše uvedených problémů je vytvořen způsob, jehož charakteristické znaky jsou uvedeny ve význakové části nezávislého nároku na způsob. Způsob podle vynálezu se tedy vyznačuje tím, že přijímací nádoba zahrnuje výpustní potrubí nosného plynu a prostředky pro • · · ·

-4regulaci průtoku, nosného plynu, přičemž způsob zahrnuje kroky:

(a) řízení tlaku ve sběrné nádobě za použití prostředků pro regulaci průtoku nosného plynu tak, že materiál je dopravován ze vstupní nádoby do sběrné nádoby v podstatě při tlaku převládajícím ve vstupní nádobě, a (b) dopravování materiálu ze sběrné nádoby do přijímací nádoby v podstatě při stejném tlaku jaký převládá v přijímací nádobě.

Pro vyřešení problémů dosavadního stavu techniky je vytvořeno zařízení, jehož charakteristické znaky jsou uvedeny ve význakové části nezávislého nároku na zařízení. Zařízení podle vynálezu se tedy vyznačuje tím, že přijímací nádoba zahrnuje výpustní potrubí nosného plynu a prostředky pro regulaci rychlosti vypouštění nosného plynu ze sběrné nádoby, a prostředky pro regulaci tlaku částicového materiálu shromážděného ve sběrné nádobě.

Doprava podle vynálezu počítá s tím, že průtok plynu v dopravním potrubí je s výhodou relativně nízký, nejvýhodněji menší než 5 m/s, a částicový materiál je dopravován jako hustá suspenze. Když je aplikován předložený vynález, jsou síly tření v dopravním potrubí poměrně malé, přičemž poměrně malá tlaková diference proti tlaku převládajícímu ve vstupní nádobě, zpravidla menší než 1 bar, mezi vstupní nádobou a sběrnou nádobou, poskytuje požadované proudění.

Před dopravováním může být z částicového materiálu na dně vstupní nádoby vytvořena řídká nebo hustá vrstva, např. fluidní lože. Dopravní potrubí může být připojeno ke vstupní nádobě na dně nebo po straně.

-5Částicový materiál může být s výhodou chlazen v dopravním potrubí prostřednictvím uspořádání potrubí alespoň v některé části nebo částech koaxiálně tak, že částicový materiál proudí ve vnitřní trubce a chladící médium, např. voda nebo pára, ve vnější trubce. Vprostřed chlazených částí může být také uspořádán mísič, zajišťující aby byl materiál chlazen stejnoměrně. Chlazení se může provádět nebo zintenzivnit také uspořádáním teplosměnné plochy ve vstupní nádobě, sběrné nádobě nebo přijímací nádobě.

Pro zamezení vzniku hrudek v dopravovaném materiálu, které vyvolává ucpávání dopravního potrubí, by materiál neměl být ochlazen na teplotu blízkou teplotě rosného bodu nosného plynu, tj . typicky spalin z reaktoru. Za použití systému pro dopravu popele podle vynálezu se může v chlazení materiálu v dopravním potrubí pokračovat na nižší teplotu, jestliže se k nosnému plynu přidává vzduch. To se s výhodou může provádět fluidizací materiálu na dně vstupní nádoby vzduchem, čímže se zmenšuje obsah spalin v nosném plynu, klesá parciální tlak vodní páry a kyselin a snižuje se rosný bod nosného plynu.

Při způsobu podle vynálezu je proudění nosného plynu ze sběrné nádoby nastaveno tak, aby se vytvořil požadovaný průtok materiálu mezi vstupní nádobou s sběrnou nádobou. Protože je výpustní potrubí nosného plynu připojeno ke sběrné nádobě, pokračuje doprava materiálu do sběrné nádoby a riziko ucpání dopravního potrubí je minimalizováno.

V následujícím jsou popsána některá výhodná provedení předloženého vynálezu aplikovaná na dopravu popele z reaktoru s fluidním ložem, avšak ekvivalentní a jiná provedení podle předloženého vynálezu mohou být použita

-6► · · · · • · • ··· také ve spojení s jinými typy reaktorů a jinými částicovými materiály.

Jestliže se nosný plyn vypouští ze sběrné nádoby přímo do otevřené atmosféry, může být vypuštěno také značné množství dopravovaného materiálu, např. popele. Podle prvního výhodného provedení vynálezu se nosný plyn vypouští ze sběrné nádoby skrz jeden nebo více porézních filtračních prvků. Filtrační prvky mohou být umístěny uvnitř sběrné nádoby nebo ve zvláštních výpustních trubkách vně sběrné nádoby. Z filtračních prvků se plyn vypouští do otevřené atmosféry nebo do jiné nádoby, ve které je v podstatě stejný tlak jako v přijímací nádobě, např. atmosférický tlak. Proudění plynu je řízeno regulačními prvky umístěnými po proudu za filtračními prvky, přičemž regulační prvky zahrnují např. regulační ventil v kombinaci s clonou a uzavíracím ventilem, nebo kombinaci regulačního ventilu a uzavíracího ventilu.

Popel unášený nosným plynem do filtru může narušovat nebo dokonce bránit proudění plynu. Aby tomu bylo zamezeno, je sběrná nádoba vytvořena jako usazovací nádoba, takže slouží jako předseparátor popele. Protože určité množství popele je v každém případě unášeno s nosným plynem, filtrační prvky se s výhodou čistí od materiálu zachyceného na jejich povrchu pomocí pulzů vysokotlakého plynu.

Podle druhého výhodného provedení vynálezu se nosný plyn vypouští ze sběrné nádoby otvorem vhodné velikosti přímo do přijímací nádoby. Popel unášený plynem se tak nemůže dostat do okolního prostředí, ale je veden do přijímací nádoby. Nevýhodou tohoto provedení by mohla být eroze nebo ucpávání otvoru popelem. Pro eliminování tohoto problému se otvory s výhodou vyrábí snadno vyměnitelné.

-7• 99 9

9999 • 9 9 99 9 ·· ·· • · · · • ♦ ·

I· ·· ··

Pro regulaci průtoku plynu obsahuje výpustní systém plynu mezi sběrnou a přijímací nádobou s výhodou dvě nebo více paralelních výpustních potrubí plynu s otvory stejné nebo různé velikosti. Výpustní potrubí nosného plynu jsou opatřena ventily, jejichž uzavíráním a otevíráním může být řízeno vypouštění plynu a proudění popele dopravním potrubím.

Protože plyn je vypouštěn do přijímací nádoby, musí být přijímací nádoba opatřena výpustním otvorem plynu, např. do otevřené atmosféry, a filtrem zabraňujícím unikání popele skrze výpustní otvor.

Systém pro dopravu popele podle výše uvedeného výhodného prvního nebo druhého provedení vynálezu se s výhodou provozuje přerušovaně, přičemž popel se shromažďuje ve sběrné nádobě až jeho povrch dosáhne určité předem stanovené úrovně. Poté co je popel shromážděn ve sběrné nádobě se vypouští do přijímací nádoby.

Protože v přijímací nádobě' je při dopravě popele typicky atmosférický tlak nebo alespoň podstatně nižší tlak než ve sběrné nádobě, musí se před vypuštěním sběrné nádoby tlak vypouštěného materiálu snížit na tlak blízký tlaku v přijímací nádobě. Pro snížení tlaku ve sběrné nádobě může být v dopravním potrubí popele uspořádán uzavírací ventil, s výhodou na jeho konci nejbližším sběrné nádobě, což umožňuje oddělit sběrnou nádobu od dopravního potrubí.

Vypouštění sběrné nádoby se s výhodou zahajuje uzavřením ventilu řídícího odvod plynu ze sběrné nádoby. Tlak plynu v dopravním potrubí se zvýší v podstatě na stejnou úroveň tlaku jako je tlak plynu ve vstupní nádobě, a zastaví se proudění popele v dopravním potrubí. Poté se uzavře uzavírací ventil uspořádaný v dopravním potrubí a

-899 9 99 9

9 9 ··· ·* ·♦ • · ‘ ·

9999 znovu se otevře ventil řídící vypouštění plynu ve sběrné nádobě, čímž se sníží tlak plynu ve sběrné nádobě. Když je tlak dost nízký, shromážděný popel ze sběrné nádoby se přemístí do přijímací nádoby.

Sběrná nádoba může být s výhodou uspořádána nad přijímací nádobou, takže popel může padat přímo dolů do přijímací nádoby, poté co je tlak plynu ve sběrné nádobě ponechán klesnout na úroveň tlaku v přijímací nádobě.

Popel může být dopravován ze sběrné nádoby do přijímací nádoby také jinými prostředky, např. prostřednictvím šneku nebo pneumaticky, takže při snížení tlaku může tlak ve sběrné nádobě zůstat poněkud vyšší než tlak v přijímací nádobě, a nosný plyn může být použit pro dopravu popele do přijímací nádoby.

Základní myšlenkou vynálezu je to, že ventil uspořádaný v dopravním potrubí se nepoužívá pro regulaci rychlosti dopravy popele, ale jen pro oddělení sběrné nádoby od dopravního potrubí poté, co bylo proudění popele zastaveno ventilem řídícím vypouštění plynu.

Ventily řídící odvod plynu mohou být s výhodou použity nejen k zastavení dopravy popele pro vypuštění sběrné nádoby, ale také k regulaci rychlosti dopravy popele. Je zvláště výhodné měnit rychlost dopravy přerušovaně, např. tak, že se doprava provádí v podstatě při konstantní rychlosti, avšak v pravidelných intervalech se zcela zastavuje. Tak může být zamezeno nadměrnému zvýšení nebo poklesu teploty, jakož i vzniku aglomerací narušujících dopravu. Jestliže se popel shromažďuje jen do malého objemu, může být prostřednictvím přerušované dopravy popele ušetřen i nosný plyn, což zlepšuje účinnost zařízení.

··**

« · · · • •Φ ·♦ ····

Přerušované zastavování dopravy popele může být řízeno na základě určitých proměnných měřených v dopravním systému. Doprava popele může být zastavena např. když je teplota popele vstupujícího do sběrné nádoby nebo tlaková diference mezi vstupní nádobou a sběrnou nádobou příliš vysoká nebo příliš nízká. Příliš vysoká teplota naznačuje že je objem dopravovaného popele tak velký, že chlazení nestačí dostatečně snížit jeho teplotu. Příliš vysoká tlaková diference naznačuje, že by potrubí mohlo být uspané a vypouštění plynu ze sběrné nádoby je třeba dočasně zastavit pro zkontrolování situace.

Na druhé straně, příliš nízká tlaková diference nebo teplota vstupujícího popele může naznačovat, že doprava popele je nevýznamná, pravděpodobně z toho důvodu, že ve vstupní nádobě není popel. V tom případě by měla být doprava dočasně zastavena pro ušetření nosného plynu a energie. Nadměrné chlazení popele také zvyšuje riziko ucpávání dopravního potrubí. Teplota popele vstupujícího do sběrné nádoby je s výhodou menší než 300 °C, výhodněji 100200 °C. Tlakový rozdíl mezi vstupní nádobou a sběrnou nádobou je s výhodou 0,1 až 1,0 bar nebo méně než 0,3 bar na každých 10 m dopravního potrubí.

Dopravní systémy podle výše popsaného prvního a druhého provedení vynálezu mohou být použity např. pro dopravu popílku zachyceného jednotkou pro filtraci spalin z reaktoru s tlakovým fluidním ložem, použitého pro spalování nebo zplyňování materiálu.

Podle třetího výhodného provedení předloženého vynálezu má sběrná nádoba válcovitý tvar a je uspořádána ve vertikální poloze tak, že popel vstupuje do sběrné nádoby skrze její horní část. Typicky je poměr výšky a průměru sběrné nádoby alespoň 5, výhodněji alespoň 10, avšak

- 109 9 * · • ··*

4» ·· • · · · • « · • · · • · · • · ··· · s výhodou může být dokonce větší než 30. První výpustní potrubí plynu opatřené filtrem je s výhodou uspořádáno ve spodní části nádoby a systém pro vypouštění popele je ve dnu nádoby. Také může být uspořádáno více výpustních potrubí plynu v různých úrovních nádoby. Filtr připojený výpustním trubkám může být s výhodou uspořádán uvnitř válcovité sběrné nádoby, v kontaktu s dopravovaným materiálem.

Za použití výpustního systému popele podle třetího výhodného provedení je odvádění popele ze sběrné nádoby s výhodou řízeno sloupcem popele ve válcovité sběrné nádobě, majícím přibližně konstantní výšku. Jak nosný plyn prochází sloupcem popele, jeho tlak klesá bez jakýchkoliv zvláštních prostředků, takže popel může být přemístěn ze spodní části sběrné nádoby přímo do nádoby na popel, např. při atmosférickém tlaku. Tento druh dopravního systému je zvláště vhodný pro odstraňování hrubého spodního popele, např. z topeniště reaktoru s fluidním ložem použitého pro spalování nebo zplyňování materiálu.

Sběrná nádoba podle výše popsaného třetího provedení vynálezu může být také dimenzována tak, že má samoregulující ochranu proti přeplnění. Průměr a výška nádoby musí být takové, že průtok vzduchu skrze sloupec popele se podstatně zpomalí předtím, než se sloupec popele v nádobě stane příliš vysokým, čímž se sníží nebo dokonce zastaví doprava popele do sběrné nádoby.

Ve všech výše popsaných provedeních zahrnuje dopravní potrubí díly, které mohou být orientovány s jakoukoliv požadovanou polohou, tzn. vertikálně, horizontálně nebo šikmo. Je-li třeba, může být průtok částicového materiálu v dopravním potrubí, zejména když je potrubí zakřivené, • 0 »* »·*· «0

- 11 ·»* * • 0 • 000 9 · • · ···

• 00 ·· 0··· podporován zaváděním, spojitě nebo přerušovaně, malého množství dopravního plynu, např. vzduchu, do potrubí.

Vynález je charakteristický tím, že neobsahuje žádné ventily pro regulaci dopravní rychlosti popele v dopravním potrubí. Na potrubí mohou být zavírací ventily určené pro použití k oddělení části systému od ostatních, např. pro údržbu.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím bude vynález podrobněji popsán za pomoci výkresů, na kterých obr. 1 schematicky znázorňuje systém pro dopravu popele podle prvního výhodného provedení vynálezu;

obr. 2 schematicky znázorňuje výstupní konec systému pro dopravu popele podle druhého výhodného provedení vynálezu;

obr. 3 schematicky znázorňuje výstupní konec systému pro dopravu popele podle třetího výhodného provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje systém pro dopravu popele podle prvního výhodného provedení vynálezu, jehož vstupní nádoba 10, potrubí 20 pro dopravu popele a přijímací nádoba £0 jsou obdobná jako u dalších výhodných provedení. Různá provedení se navzájem liší hlavně tím, jak se nosný plyn vypouští ze sběrné nádoby 30 a jak je uspořádána redukce tlaku shromážděného materiálu.

- 12• · · · • · · · • · · • · · • · · • · · · · ·

Vynález je charakteristický tím, že částicový materiál obsahující reakční produkty reaktoru se dopravuje pneumaticky ze vstupní nádoby 10 pod tlakem alespoň 2 bar, typicky 6-10 bar, do přijímací nádoby 40, např. pod atmosférickým tlakem, za použití plynu opouštějícího reaktor jako nosného plynu. Při aplikaci vynálezu je objem vstupní nádoby zpravidla větší než objem dopravního potrubí a je možno předpokládat, že tlak ve vstupní nádobě je konstantní.

Vstupní nádoba 10 může sestávat např. ze spodní části filtru pro popílek z vysokotlakého reaktoru s fluidním ložem nebo může být částí systému odstraňování popele ze spodku reaktoru s fluidním ložem. V prvním případě je popílek 12 shromážděný ve vstupní nádobě práškový, stlačitelný popílek, zatímco ve druhém případě může být popel hrubý. Kvalitu dopravovaného popele je nutno brát v úvahu při volbě provedení a způsobu, jakým se použije systém podle vynálezu.

Teplota popílku ve vstupní nádobě je typicky 400-1200 °C a pro předchlazení popílku může být nádoba opatřena teplosměnnými plochami 14, např. teplosměnnými trubkami, kterými cirkuluje voda nebo pára.

Popel se dopravuje dopravním potrubím 20, ve kterém může být uspořádána teplosměnná plocha, např. obal 22 toto potrubí alespoň částečně pokrývající, a mající prostředky 24, 25 pro recirkulaci teplosměnného média, např. vody nebo páry. Pomocí teplosměnné plochy 22 může být teplota popele snížena, např. na 150-300 °C.

Je možné uspořádat fluidizačního plynu, např nádoby. To může zabránit prostředky 16 pro zavádění vzduchu, na spodku vstupní ucpávání spodní části sběrné

nádoby vyvolanému klenbováním popele. Dále, fluidizační plyn může být přimíchán k nosnému plynu použitému pro dopravu a snižovat jeho rosný bod. Tak může být zabráněno ucpávání dopravního potrubí účinkem zvlhčení v důsledku ochlazení popele.

Na obr. 1 začíná dopravní potrubí 20 pod vstupní nádobou, za vodorovným úsekem se obrací vzhůru a vede opět vodorovně nad sběrnou nádobou 30. V praxi může dopravní sestávat z částí s libovolnou požadovanou polohou. Pro zamezení ucpávání potrubí může být nezbytné, příležitostně nebo nepřetržitě, přidávat malá množství nosného plynu 28, např. vzduchu, do některých míst potrubí, zejména do úseků ohybů.

Dopravní potrubí 20 končí ve sběrné nádobě 30, ke které je připojeno výpustní potrubí. 50 pro nosný plyn. Dopravní potrubí 20 je s výhodou uspořádáno z rozšířené části 32 protažené poněkud do sběrné nádoby a směruje popel proti dnu sběrné nádoby 30, čímž se snižuje pravděpodobnost unášení popele s plynem do výpustního potrubí 50. Sběrná nádoba 30 je také vytvořena tak, že podstatně snižuje rychlost nosného plynu při proudění z rozšířené části 32 dopravního potrubí 20 do sběrné nádoby. Sběrná nádoba tak slouží jako. usazovací komora pro separaci podstatné části popele dopravovaného nosným plynem.

V provedení podle obr. 1 je výpustní potrubí 50 opatřeno filtrem 52 a regulačním ventilem 54 pro regulaci průtoku vystupujícího nosného plynu 56. Výpustní vedení vede s výhodou do otevřeného vzduchu nebo do prostoru v podstatě při atmosférickém tlaku. Jestliže se tlak v přijímací nádobě liší od atmosférického tlaku, je výhodné vést výpustní potrubí 50 do prostoru v podstatě při stejném tlaku jako je v přijímací nádobě.

Jelikož s nosným plynem může být do filtru 52 unášen popel, filtr je opatřen prostředky 60 pro čištění filtru vyvoláním přerušovaných pulzů plynu na jeho čisté straně.

V provedení podle obr. 1 je sběrná nádoba uspořádána bezprostředně nad přijímací nádobou £2· Sběrná nádoba 30 je oddělena od přijímací nádoby 4 0 plynotěsným ventilem 34. Plynotěsný ventil 36 je také mezi sběrnou nádobou 30 a dopravním potrubím 20.

Vynález je charakteristický tím, že rychlost vypouštění plynu se nastavuje pomocí regulačního ventilu 54 tak, aby byl popel dopravován v potrubí 20 jako hustá suspenze, při průtoku nosného plynu menším než 5 m/s. Eroze a spotřeba nosného plynu zapříčiněná dopravou tak je poměrně nevýznamná. Při dopravě je ventil 34 uzavřen a ventil 36 otevřen. Je třeba poznamenat, že ventil 36 se nepoužívá pro regulaci dopravní rychlosti popele nebo pro zastavení dopravy.

V technickém řešení podle obr. 1 je mezi vstupní nádobou 10 a dopravním potrubím 20 také ventil 18 . Systém může zahrnovat takovýto ventil a popřípadě další ventily neznázorněné na obrázku, které nemají význam z hlediska předloženého vynálezu. Ventil 18 může být potřebný např. při údržbě systému, avšak za normálního provozu je otevřen.

Když snímač 38 hladiny připojený ke sběrné nádobě 30 indikuje, že je sběrná nádoba téměř naplněna, doprava popele se zastaví. Proudění nosného plynu se zastaví uzavřením ventilu 54 . Když je doprava popele zastavena, zavře se ventil 3 6. Poté se znovu otevře ventil 54 a tlak ve sběrné nádobě se ponechá klesnout natolik, že je v podstatě stejný jako tlak v přijímací nádobě a popel se může otevřením ventilu 34 vysypat dolů do přijímací nádoby.

9 9 9

9

-15Pro znovuzahájení dopravy popele se ventil 34 uzavře, ventil 36 se otevře a průtok popele se nastaví pomocí ventilu 54 na požadovanou úroveň. Pro ochránění ventilu 36 může být potřeba zvýšit tlak ve sběrné nádobě v podstatě na stejnou úroveň, jako je ve vstupní nádobě 10. To může být s výhodou realizováno pomocí systému 60 vytvářejícího čistící pulzy pro filtr 52 výpustního potrubí 50. Zároveň je filtr také čištěn od popele případně zachyceného na jeho povrchu v předcházejícím stupni plnění sběrné nádoby. Přijímací nádoba může být opatřena teplosměnnými plochami 4 4 pro finální chlazení popele jakož i otvorem pro vypouštění 46 popele.

Systém pro dopravu popele podle vynálezu se s výhodou používá přerušovaně také mezi vyprazdňováními sběrné nádoby 30 tak, že se monitoruje teplota Ti popele vstupujícího do sběrné nádoby 30 na konci dopravního potrubí 20 a tlakový rozdíl Δρ mezi vstupní nádobou a sběrnou nádobou. Když Ti nebo Δρ není v předem stanovených mezích, vypouštění nosného plynu a doprava popele se zastaví ventilem 54. Někdy může být dostatečné provádět dopravu předem stanoveným způsobem přerušovaně. Doprava popele také může být zastavena když se zjistí, že objem popele ve vstupní nádobě klesl pod předem stanovenou úroveň.

Obr. 2 schematicky znázorňuje výstupní konec systému pro dopravu popele podle druhého výhodného provedení předloženého vynálezu. Je zde sběrná nádoba 130, přijímací nádoba 140, ventily 136 a 134, a části neznázorněné na tomto obrázku jsou obdobné částem podle provedení znázorněného na obr. 1. Funkce tohoto provedení je také obdobná funkci provedení podle obr. 1.

Druhé výhodné provedení podle obr. 2 se liší od prvního výhodného provedení podle obr. 1 tím, že výpustní

	- 16-	• · · · · ·· ···· • · · · · · • · · · ··· • · · · · · • · · · · ··· · ·· ···	·· ·· • · · · • · · • · · · • · · • · · · · ·
potrubí	podle je ve spojení	s přijímací	nádobou 140.	Tak je
zaváděn	do	přijímací nádoby	140 také popel unášený v	nosném
plynu.	Je	samozřejmě, že	za použití	druhého výhodného

provedení podle obr. 2 musí být přijímací nádoba opatřena výpustním potrubím 162 plynu, například do otevřené atmosféry, a filtrem 162, který zabraňuje vynášení popele s plynem.

V provedení podle obr. 2 je výpustní potrubí rozděleno do tří paralelních potrubí 150, 150' a 150” spojujících se do jediného potrubí 160 před dosažením přijímací nádoby 140. Protože popel unášený nosným plynem by mohl zhoršovat funkci regulačního ventilu, je regulační ventil 54 z obr. 1 nahrazen trvanlivějšími zavíracími ventily 154, 154', 154” a kritickými otvory 158, 158', 158”, stejnými nebo různými, omezujícími proudění plynu. Počet paralelních potrubí samozřejmě může být také jiný než tři.

V provedení podle obr. 2 může být rychlost dopravy popele řízena otevřením potřebného počtu uzavíracích ventilů 154, 154', 154”. Jestliže je popel dopravován periodicky, může být dopravený objem regulován také změnami trvání period, takže není třeba více než jedno výpustní potrubí, uzavírací ventil a kritický otvor.

Obr. 3 schematicky ilustruje výstupní konec systému pro dopravu popele podle třetího výhodného provedení vynálezu. V tomto provedení je sběrná nádoba 230 na konci dopravního potrubí úzká a vysoká, nicméně její průměr je větší než průměr dopravního potrubí. Poměr výšky sběrné nádoby k jejímu průměru je s výhodou alespoň 5, nejvýhodněji alespoň 10.

Při dopravě popele se ve sběrné nádobě udržuje sloupec popele rozprostírající se s výhodou alespoň do střední • 9

• · · · · · • · · • · · · · části nádoby. V provedení podle tohoto obrázku je proudění popele řízeno výpustním potrubím 250 nosného plynu připojeným ke střední části sběrné nádoby, přičemž objem nosného plynu 256 v tomto potrubí může být regulován ventilem 254. Na konci výpustního potrubí nejblíže u sběrné nádoby je uspořádán filtr 252 zabraňující vstupu popele do výpustního potrubí 250. Když je filtr uspořádán podle obrázku uvnitř sloupce popele proudícího dolů, pohybující se popel zároveň čistí vnější povrch filtru a chrání filtr před ucpáním.

Další výhodou dosaženou uspořádáním prvního konce výpustního potrubí v oblasti sloupce popele je, že část sloupce popele nad místem připojení výpustního potrubí funguje také jako omezovač proudění nosného plynu. Doprava popele je tak částečně samoregulující, neboť vysokoý sloupec popele zpomaluje proudění plynu a snižuje nebo zastavuje dopravu popele, když je sběrná nádoba téměř naplněná.

Výpustní potrubí 250 může být uspořádáno také v horní části sběrné nádoby, takže funguje stejně jako výpustní potrubí podle prvního výhodného provedení znázorněného na obr. 1. Je také možné připojit výpustní potrubí 250 ke spodní části sběrné nádoby 230, kdy je regulační účinek sloupce popele na proudění nej vyšší.

Obr. 3 také znázorňuje další výpustní potrubí 260 pro plyn, opatřené filtrem 262 a regulačním ventilem 264. Účelem výpustního potrubí 260 je vypouštění nosného plynu 266 ze spodní části sběrné nádoby do otevřené atmosféry bez zvláštních překážek, tzn. že v průběhu dopravy popele ventil 264 neomezuje podstatně proudění plynu. Spodní část sběrné nádoby 230 tak dosahuje atmosférického tlaku a popel

272 může být snadno vyprázdněn ze spodní části sběrné

9 ··· · • · · 9

99 • · · * • · · 9 9 * • · · 9 9

9 9 9

999 99 9999 nádoby do přijímací nádoby, např. za použití otáčivého podavače 270. Výpustní zařízení pro popel ve dnu sběrné nádoby může být také jiné, např. šnekový dopravník nebo Lventil. Nastavení tlaku ve sběrné nádobě se také může provádět ve více krocích, za pomoci více než uvedených dvou výpustních potrubí plynu, uspořádaných ve sběrné nádobě.

Na obr. 3 je také znázorněn snímač 238 hladiny uspořádaný v horní části sběrné nádoby, a zařízení 258 pro zavádění vysokotlakých čistících pulzů do filtrů 252 a 262. Sběrná nádoba také může být použita tak, že je horní povrch sloupce popele nepřetržitě udržován na požadované předem stanovené úrovni za pomoci otáčivého podavače 270. Jinou možností je přerušované použití otáčivého podavače, přičemž úroveň popele zůstává v předem stanovených mezích.

Při najíždění systému pro manipulaci s popelem podle obr. 3 se může do sběrné nádoby skrze zvláštní, na obr. 3 neznázorněné potrubí, přivádět např. písek, přičemž sloupec písku omezuje proudění plynu při najíždění.

Vynález byl popsán v souvislosti s vytvořeními, která jsou v současné době pokládána za nejvýhodnější, nicméně je třeba chápat, že vynález není omezen jen na tato uspořádání, ale zahrnuje četná další uspořádání spadající do rozsahu definovaného patentovými nároky. Např. může do jedné sběrné nádoby vést množství dopravních potrubí popele.

Claims (25)

1. Způsob dopravy částicového materiálu obsahujícího reakční produkty vysokotlakého reaktoru, ze vstupní nádoby pod tlakem alespoň 2 bar do přijímací nádoby pod podstatně nižším tlakem, za použití zařízení obsahujícího dopravní potrubí připojené ke vstupní nádobě a sběrnou nádobu mezi dopravním potrubím a přijímací nádobou, přičemž uvedená sběrná nádoba obsahuje výpustní potrubí nosného plynu, přičemž způsob zahrnuje krok (a) dopravování částicového materiálu ze vstupní nádoby do sběrné nádoby pneumaticky za použití plynu opouštějícího reaktor jako nosného plynu, a regulaci rychlosti vypouštění nosného plynu pro regulaci tlaku ve sběrné nádobě a průtoku částicového materiálu v dopravním potrubí, vyznačující se tím, že v kroku (a) se materiál dopravuje ze vstupní nádoby do sběrné nádoby v podstatě při stejném tlaku jako je tlak převládající ve vstupní nádobě, přičemž způsob dále zahrnuje kroky (b) snižování tlaku materiálu shromážděného ve sběrné nádobě, a (c) dopravování materiálu ze sběrné nádoby přímo do přijímací nádoby v podstatě při stejném tlaku jako je tlak převládající v přijímací nádobě.

2. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku

1, vyznačující se tím, že krok (a) se provádí dopravováním částicového materiálu jako husté suspenze při průtoku nosného plynu v dopravním potrubí menší než 5 m/s a tlakové ztrátě 0,1 až 1,0 bar.

4* ····

-2044 44

4 4 4 4

4 4 4

4 4 4

3.. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplota částicového materiálu ve vstupní nádobě je 400 až 1200 °C a dopravní potrubí je opatřeno teplosměnnými plochami, jejichž pomocí se teplota částicového materiálu v kroku (a) snižuje na méně než 300 °C.

4. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 3, vyznačující se tím, že částicový materiál ve vstupní nádobě se fluidizuje vzduchem, který se přimíchává do nosného plynu pro snížení jeho rosného bodu.

5. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve výpustním potrubí nosného plynu je uspořádán filtr, přičemž prostředek pro regulaci průtoku plynu zahrnuje regulační ventil uspořádaný po proudu za filtrem, a v kroku (a) se nosný plyn vypouští ze sběrné nádoby do prostoru při tlaku, který je v podstatě stejný jako tlak převládající v přijímací nádobě.

6. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosný plyn se v kroku (a) vypouští ze sběrné nádoby do přijímací nádoby.

7. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 6, vyznačující se tím, že pro vypouštění nosného plynu je mezi sběrnou nádobou a přijímací nádobou uspořádáno více než jedno paralelní potrubí, tato potrubí jsou opatřena konstantně otevřeným prvkem omezujícím proudění a uzavíracím ventilem, a řízení rychlosti vypouštění se provádí otevíráním a uzavíráním uzavíracích ventilů.

• 0 0000 • 0 0 · · ·

-21 00 00 0 0 0 ·

0 0 0 • 0 · 0 0 0000 · 00 0* 0000 ··· 0 00 000 ·· 0000

8. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 7, vyznačující se tím, že prvky omezující průtok jsou snadno vyměnitelné.

9. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 5, vyznačující se tím, že sběrná nádoba má podlouhlý tvar a je uspořádána ve vertikální poloze, a ve sběrné nádobě se udržuje sloupec částicového materiálu, a výpustní potrubí nosného plynu je připojeno ke sběrné nádobě ve spodní části sloupce částicového materiálu.

10. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 9, vyznačující se tím, že je uspořádáno více než jedno výpustní potrubí nosného plynu, přičemž tato potrubí jsou připojena ke sběrné nádobě v různých úrovních sloupce částicového materiálu.

11. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 9, vyznačující se tím, že tlak ve spodní části sloupce částicového materiálu je přibližně stejný jako je tlak převládající v přijímací nádobě, a krok (c) se provádí přerušovaně nebo kontinuálně ze spodní části sběrné nádoby.

12. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že na dopravním potrubí před sběrnou nádobou je uspořádán plynotěsný vstupní ventil a mezi sběrnou nádobou a přijímací nádobou je uspořádán plynotěsný výpustní ventil, a při provádění kroků (a) až (c) se kroky (b) a (c) provádějí v úpravě zahrnující kroky (bl) zastavení vypouštění nosného plynu ze sběrné nádoby pomocí prostředků pro regulaci průtoku nosného plynu, čímž se zastaví doprava nosného materiálu;

(b2) zavření uzavíracího ventilu před sběrnou nádobou;

·· ···· » · ·

-22(b3) vypouštění nosného plynu ze sběrné nádoby až do snížení tlaku ve sběrné nádobě přibližně na úroveň tlaku v přijímací nádobě;

(cl) otevření výpustního ventilu a dopravení částicového materiálu ze sběrné nádoby do přijímací nádoby; a (c2) zavření výpustního ventilu, otevření vstupního ventilu a návrat do kroku (a).

13. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sběrná nádoba je uspořádána nad přijímací nádobou a částicový materiál se v kroku (c) ponechá spadnout do přijímací nádoby.

14. Způsob dopravy částicového materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že průtok nosného plynu se periodicky mění zastavováním dopravy na předem stanovenou dobu v pravidelných intervalech nebo když tlak ve sběrné nádobě nebo teplota materiálu vstupujícího do sběrné nádoby není v předem stanovených mezích.

15. Zařízení pro pneumatickou dopravu částicového materiálu, obsahujícího reakční produkty vysokotlakého reaktoru, ze vstupní nádoby pod tlakem alespoň 2 bar do přijímací nádoby pod podstatně nižším tlakem, přičemž zařízení obsahuje dopravní potrubí připojené ke vstupní nádobě a sběrnou nádobu mezi dopravním potrubím a přijímací nádobou, přičemž uvedená sběrná nádoba obsahuje výpustní potrubí nosného plynu a prostředky pro regulaci rychlosti vypouštění nosného plynu ze sběrné nádoby, vyznačující se tím, že sběrná nádoba obsahuje prostředky pro regulaci tlaku materiálu shromážděného ve sběrné nádobě, přičemž uvedené zařízení zahrnuje prostředky pro dopravu materiálu ·« » ·

-23 • · · · » · • · ·

9 · ··· • 9 · « ·· • Φ · • Φ • Φ • · přímo ze sběrné nádoby do přijímací nádoby v podstatě při stejném tlaku jako je tlak převládající v přijímací nádobě.

.

16. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že v dopravním vedení jsou uspořádány teplosměnné plochy.

17. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 16, vyznačující se tím, že ve vstupní nádobě jsou uspořádány prvky pro fluidizaci částicového materiálu, přičemž vzduch použitý pro fluidizaci se přimíchává do nosného plynu pro snížení rosného bodu nosného plynu.

18. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že ve výpustním potrubí nosného plynu je uspořádán filtr, po proudu za filtrem je uspořádán prostředek pro regulaci průtoku nosného plynu obsahující regulační ventil, a výpustní potrubí nosného plynu je propojeno s otevřenou atmosférou.

19. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že výpustní potrubí nosného plynu je propojeno s přijímací nádobou.

20. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 19, vyznačující se tím, že pro vypouštění nosného plynu je mezi sběrnou nádobou a přijímací nádobou uspořádáno více než jedno paralelní potrubí, tato potrubí jsou opatřena konstantně otevřeným prvkem omezujícím proudění a uzavíracím ventilem.

21. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 20, vyznačující se tím, že prvky omezující průtok jsou snadno vyměnitelné.

-24·»»· • * · ♦ • » · · · * • · * · · • · · · • « ·· ··· ·· ·· • * · · • · · • · · • ♦ · ·« ··«·

22. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že sběrná nádoba má podlouhlý tvar a je uspořádána ve vertikální poloze, a výpustná, potrubí nosného plynu je připojeno ke spodní části sběrné nádoby.

23. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 22, vyznačující se tím, že je uspořádáno více než jedno výpustní potrubí nosného plynu, přičemž tato potrubí jsou připojena ke sběrné nádobě v různých úrovních.

24. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že na dopravním potrubí před sběrnou nádobou a mezi sběrnou nádobou a přijímací nádobou je uspořádán plynotěsný ventil.

25. Zařízení pro dopravu částicového materiálu podle nároku 15, vyznačující se tím, že uspořádána nad přijímací nádobou a uspořádán ventil, skrze který může spadnout do přijímací nádoby.

sběrná nádoba je mezi nádobami je částicový materiál