CZ2002101A3 - Způsob separace unáąených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním loľem a systém reaktoru s fluidním loľem - Google Patents

Způsob separace unáąených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním loľem a systém reaktoru s fluidním loľem Download PDF

Info

Publication number
CZ2002101A3
CZ2002101A3 CZ2002101A CZ2002101A CZ2002101A3 CZ 2002101 A3 CZ2002101 A3 CZ 2002101A3 CZ 2002101 A CZ2002101 A CZ 2002101A CZ 2002101 A CZ2002101 A CZ 2002101A CZ 2002101 A3 CZ2002101 A3 CZ 2002101A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
uvedené
particles
separator
separation
Prior art date
Application number
CZ2002101A
Other languages
English (en)
Inventor
Lennart Ahlgren
Erik Rensfelt
Original Assignee
Tps Termiska Processer Ab
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 Tps Termiska Processer Ab filed Critical Tps Termiska Processer Ab
Publication of CZ2002101A3 publication Critical patent/CZ2002101A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0065Separating solid material from the gas/liquid stream by impingement against stationary members
    • 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
    • B01D45/04Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/386Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/388Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Details Of Garments (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu separace unášených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním ložem, a systému reaktoru s fluidním ložem zahrnujícího separátor částic pro separaci unášených částic z plynu.
Dosavadní stav techniky
V Oblasti pyrolýzy, zplyňování a spalování je obvyklé opa částic, které, mezi jinými výhodami, značně zvyšuje přestup tepla v důsledku vysoké teplonosné kapacity částic. Lože je obvykle umístěno ve spodní části reaktoru. Fluidizační vzduch nebo plyn unáší částice v proudu plynu uvnitř části reaktoru nebo vně reaktoru se z proudu plynu pomocí separátorů.
V cirkulujícím fluidním loži jsou částice recirkulovány do spodní části reaktoru, odkud jsou opět unášeny v proudu reaktoru. V horní částice separují plynu,
Existují v zásadě dva typy separátorů: neodstředivé mechanické separátory částic a separátory částic cyklonového typu.
Příklady neodstředivých mechanických separátorů částic jsou popsány ve WO 83/03294, UA 5 025 755, US 5 082 477 a US 5 064 621.
Ve WO 83/03294 je popsán kotel mající neodstředivý separátor mechanických částic vně reaktoru.
V US 5 025 755 je popsáno zařízení mající neodstředivý mechanický separátor částic v horní části reaktoru.
• · · ·
Příklad separátoru částic cyklonového typu umístěného v horní části reaktoru je popsán v US 5 070 822.
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je získat kompaktní separátor částic.
Dalším cílem vynálezu je získat separátor, snadno namontovatelný a demontovatelný uvnitř reaktoru.
Těchto, a dalších cílů které jsou zřejmé z následujícího popisu, dosahuje systém reaktoru s fluidním ložem a způsob separace částic, definované v připojených nárocích.
Předložený vynález je založen na poznání výhod separace částic ve směru jiném než „hlavní směr proudění. Termín „hlavní směr proudění zde znamená směr čáry vytažené mezi bodem před vstupem plynu do separátoru a bodem za výstupem plynu ze separátoru. V neodstředivých mechanických separátorech podle dosavadního stavu techniky jsou separátorové prvky obvykle umístěny tak, částice z proudu plynu v podstatě v proudění. Jinými slovy, směr jednodimenzionální. Podle vynálezu však mohou být částice separovány z proudu plynu ve směru jiném než v hlavním směru proudění, čímž je separace vícedimenzionální.
aby separovaly hlavním směru separace je
Také bylo zjištěno, že separátor částic může být vytvořen kompaktní v konfiguraci, která umožňuje plynu procházet zvnějšku konfigurace dovnitř a/nebo naopak, přičemž v průběhu této cesty jsou z plynu separovány částice.
Podle jednoho aspektu vynálezu je poskytnut způsob separace unášených částic z plynu v systému reaktoru • ·· ·
-3 s fluidním ložem, který zahrnuje separační oblast definovanou cylindrickou soustavou souřadnic r, φ, z, přičemž způsob zahrnuje postupné kroky vedení plynu ve směru z (axiální směr), odchylování proudění plynu v podstatě ve směru r (radiální směr), přičemž plyn se udržuje obvodově rozdělený v rovinách rcp, a mechanické separování částic z plynu když plyn proudí v podstatě ve směru r.
Podle dalšího aspektu předložený vynález poskytuje systém reaktoru s fluidním ložem zahrnující separátor částic pro separaci unášených částic z plynu obsahující cestu proudění. Separátor částic obsahuje soustavu neodstředivých mechanických separátorových prvků uspořádaných v cestě proudění . plynu, takže plyn může procházet mezi separátorovými prvky zatímco setrvačnost částic Směruje částice k separátorovým prvkům, na které narážejí a jsou separovány a odstraňovány z proudu plynu. Soustava separátorových prvků je uspořádána v konfiguraci mající centrální oblast se středovou osou, a obvod. Jsou uspořádány směrovací prostředky pro vedení plynu tak, že plyn procházející skrze sestavu separátorových prvků proudí od obvodu do centrální oblasti této konfigurace a/nebo naopak.
Jak je uvedeno výše, podle vynálezu se částice separují z plynu vicedimenzionálně namísto obvyklého jednodimenzionálního průchodu separátorem, co se týče prvků neodstředivého mechanického separátoru částic. Vyjádřeno matematicky, namísto separace ve směru x v ortogonální soustavě souřadnic χ-, y-, z-, vynález poskytuje separaci ve směru r- v cylindrické soustavě souřadnic r, φ, z, kde r
χ x cos<p + y x sincp • φ φ
-4• φ φφφ φφφφφ
Oblast kde se provádí separace je tedy vhodně definována cylindrickou soustavou souřadnic. Plyn je ponechán proudit ve směru z či v axiálním směru separační oblasti. Poté se proud plynu odchyluje v podstatě do směru r či radiálního směru separační oblasti. To nemusí nutně znamenat, že se plyn odchyluje do směru zcela kolmého k axiálnímu směru, avšak pouze to, že plyn proudí k centrální oblasti nebo od ní. V průběhu tohoto odchylování je plyn udržován obvodově rozdělen v rovinách rtp, tj . v rovinách diskového tvaru. V souladu s tím, plyn neproudí od jedné strany separační oblast nebo k ní, ale v podstatě od celého obvodu separační oblasti nebo k němu. V průběhu tohoto radiálního proudění jsou z plynu separovány částice.
Podle dalšího aspektu jsou separátorové prvky uspořádány jako struktura mající po sobě následující separační úrovně XN (Xi, X2, X3, . .., Xn) < kde N je celé číslo. Směrovací prostředky jsou uspořádány po obvodu a v centrální oblasti konfigurace, pro vedení plynu skrze separátorové prvky v jednom směru na úrovních s lichými čísly Nav obráceném směru na úrovních se sudými čísly N.
Zřejmou výhodou je to, že separátorové prvky jsou s výhodou uspořádány jako jedna soustava separátorových prvků, přes jeden separátor prochází proudící plyn opakovaně. Částice, které nenarazily na separátor při prvním průchodu, mohou být zachyceny při následujícím průchodu (průchodech) , za využití většiny z každého separátorového prvku.
Vhodně má tato konfigurace obecně válcovitý tvar, s výhodou se separátorovými prvky uspořádanými v podstatě symetricky. Poznamenejme, že termín „válcovitý neznamená nezbytně kruhový průřez.
····· · · ·
Separátorové prvky s výhodou mají podlouhlý tvar a rozprostírají se v podstatě paralelně se středovou osou.
Je výhodné použít jako separátorové prvky profily žlabového tvaru, přičemž profily mají v řezu v podstatě tvar U. Profily jsou uspořádány tak, že částice narážejí na dno tvaru U a pak padají dolů, vedeny žlabovým profilem, a jsou shromažďovány.
Pro další zvýšení účinnosti systému může sestava separátorových prvků tvořit množství skupin prstencového tvaru, umístěných jedna uvnitř druhé skupiny jsou s výhodou obvodově separátorovým prvkům sousední skupiny.
Separátorové prvky posunuty vzhledem
V důsledku toho, separátorové prvky různých skupin mohou být uspořádány střídavým způsobem, s úhlovou odchylkou jedné vůči druhé.Ty částice, které nenarazí na separátorové prvky v jedné skupině, mohou být odloučeny z plynu do značné míry separátorovými prvky sousední skupiny. Samozřejmě je počet skupiny zvolen podle toho, co je pokládáno za vhodné, s ohledem na kompaktnost, účinnost atd.
Podle konkrétního vytvoření, každý separátorový prvek, vytvořený jako profil tvaru U, je opatřen příslušným přídavným profilem tvaru U, připojeným k němu paralelně. Každý z přídavných profilů tvaru U je opatřen příslušným dalším profilem tvaru U, připojeným k němu paralelně, přičemž vytvářejí jednotku se třemi žlaby z profilů tvaru U. V alespoň dvou žlabech z profilů tvaru U jsou vloženy rozdělovači desky pro mechanické oddělení uvedených žlabů, a sekce alespoň jednoho z prvků v jednotce je odstraněna, pro vytvoření tří separačních úrovní oblastí narážení částic, jedna pro každý prvek v jednotce. Směrovací prostředky jsou uspořádány pro vedení plynu v úrovních ve střídavých směrech.
-6··· ♦ • · · φφ ··
Φ··φ ···
Konstrukce třížlabové jednotky může být realuzována se třemi identickými U-profily nebo se třemi neidentickými U-profily. Například může být použita zužující se konstrukce. To je zvlášť praktické uvnitř kruhové šachty reaktoru, ve kterémžto případě prvek umístěný nejblíže středu šachty má menší průřez než mezilehlý prvek, který zase má menší průřez než prvek vzdálenější od středu.
Separátor částic podle vynálezu je vzhledem ke své konfiguraci zvláště vhodný pro umístění uvnitř šachty reaktoru. Ačkoliv jsou separátorové prvky s výhodou uspořádány v symetrické a kruhové konfiguraci, je možné uspořádat separátorové prvky také v jiných konfiguracích, například trojúhelníkové, čtvercové, jinak mnohoúhelníkové nebo jakýmkoliv jiným požadovaným způsobem. Jestliže je separátor částic určen pro použití uvnitř šachty reaktoru, je výhodná konfigurace uzpůsobená průřezu šachty reaktoru.
Poté co byly odloučeny, padají částice ze separátorových prvků do nějakého druhu kolektoru nacházejícího se níže. Vyloučené částice mohou být s výhodou recyklovány do lože reaktoru prostřednictvím stojaté trubky.
Když je separátor Částic umístěn uvnitř reaktoru, může být použita vnitřní stojatá trubka umístěná kolem středové osy reaktoru. V tom případě proudí fluidizační plyn s unášenými částicemi vhodně ze spodní části do horní části reaktoru, obecně symetricky kolem vnitřní stojaté trubky. Separátor částic, s výhodou umístěný v horní části reaktoru, zachycuje částice z plynu opouštějícího reaktor. Částice jsou pak recyklována prostřednictvím vnitřní stojaté trubky ve středu reaktoru.
Samozřejmě je také možné ponechat vnitřní stojatou trubku umístěnou mimo střed, například podél stěny reaktoru. V tom případě může být vhodné uspořádat více než jednu ·· ···♦
-7 • 9 9 9 9 99 99 • · · · · ··· 999 *fc « stojatou trubku. Volba alternativy mimo střed poskytuje možnost ponechání vstupu plynu do separátoru částic ve středu konfigurace a odloučené částice pak mohou s výhodou padat dolů v jejím obvodu.
Výše uvedený popis se týká cirkulujícího fluidního lože. Odborníkovi je zřejmé, že předložený vynález může být použit také v jiném zapojení. Odborníkovi je také zřejmé, že separátor částic předloženého systému může být umístěn mimo reaktor, nejen uvnitř.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v následujícím podrobněji popsán na základě neomezujících provedení za pomoci výkresů, na kterých:
Obr. 1 představuje schematicky v řezu systém reaktoru s fluidním ložem podle vynálezu.
Obr. 2 představuje příklad řezu separátorem částic v horní části reaktoru podle obr. 1.
Obr. 3a,b představují různá uspořádání Separátoru částic.
Obr. 4a-c představují různé typy jednotek separátorových prvků sestávajících ze tří integrovaných profilů tvaru U.
Obr. 5a-c představují tři profily tvaru U podle obr. 4c jednotlivě.
Obr. 6 přestavuje cestu proudění skrze profily podle obr. 5a-5c, když jsou vzájemně spojeny.
-899
* • · 9 · 94 99
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 znázorňuje schematicky v řezu systém 1 reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, zahrnující separátor _4 částic, podle vynálezu. Systém 1^ má podlouhlý reaktor 6, ve kterém je lože částic umístěno ve spodní části reaktoru 6 na rozdělovači desce 8_. Pod ložem je vstup 10 primárního plynu, a nad ním jsou dva vstupy 12 sekundárního plynu. Reaktor 6 má rozšířenou válcovou horní část, jejíž vnější stěna 13 má větší průměr než zbytek reaktoru 6_. Separátor 4_ částic mající jako separátorové prvky profily 14 tvaru U, tvořící válcovou konfiguraci, je uzavřen v uvedené horní části. Za provozu je cesta proudění plynu následující. Primární plyn vstupuje do reaktoru 6 skrze vstup 10 primárního plynu, je rozdělován rozdělovači deskou 8_, unáší částice z lože částic, putuje vertikálně vzhůru reaktorem 6, mísí se se sekundárním plynem vstupujícím ze vstupů 12 sekundárního plynu, dosahuje separátoru _4 částic, kde jediná cesta která je pro plyn k dispozici je horizontálně skrze separátor 4_ částic, prochází profily 14 a nakonec odchází vertikálně výstupem 16 plynu.
Většina částic unášených v plynu je z něho separována podlouhlými profily 14 tvaru U. Částice padají do trychtýřovitě tvarovaného kolektoru 18 a jsou vraceny do spodní části reaktoru 6 skrze stojatou trubku 20, takže mohou být znovu unášeny prouděním plynu. Stojatá trubka 20 se rozprostírá ve středu reaktoru _6 ode dna kolektoru 18 částic do. úrovně mezi vstupy 12 sekundárního plynu a rozdělovači deskou 8_.
Plyn a částice případně prošlé kolem profilů 14 tvaru U jsou pak vedeny do obvyklého cyklonu 100. Materiál zachycený cyklonem 100 padá do vnější stojaté trubky 102 a je recyklován potrubím 104, které vede z otvoru 106 bezprostředně nad základnou vnější stojaté trubky 102 do
.-9otvoru 108 reaktoru 6 mezi rozdělovači deskou 8_ a vstupy 12 sekundárního plynu. Recirkulace je započata fluidizací ve vnější stojaté trubce 102 pomocí rozdělovači desky v její základně. Plyn z cyklonu 100 prochází do kouřovodu 112.
Obr. 2 ilustruje příklad řezu separátorem _4 částic v horní části reaktoru 6 podle obr. 1. Jak je zřejmé, uvnitř vnější stěny 13 horní části jsou soustředně uspořádány dva prstence 22, 24 profilů 14 tvaru U. Malé šipky naznačují směr plynu jak vstupuje do sestavy. Ačkoliv obrázek dále ilustruje radiální tok plynu zvnějšku dovnitř sestavy, odborníkovi je zřejmé, že je možné také použití obráceného směru, při kterém jsou profily 14 tvaru U vhodně otočeny otevřenou stranou U dovnitř. Na obrázku jsou profily vnitřního prstence 24 vzhledem k vnějšímu prstenci 22 posunuty v obvodovém směru reaktoru. S tímto uspořádáním profily vnitřního prstence 24 efektivně zachycují plyn, který prochází kolem profilů vnějšího prstence 22.
Obr. 3a ilustruje konfiguraci mající sloupcově víceúrovňové proudění plynu. Horní část každého profilu 14 je namontována na závěsné připojení 15, takže profily 14 jsou svisle zavěšeny. Profily 14 mohou být volně zavěšeny, takže je umožněna jejich dilatace při zvýšení teploty. Znázorněná konfigurace profilů může být charakterizována jako zahrnující tři hlavní úrovně nebo sekce: spodní sekci A, střední sekci B a horní sekci C. Profily 14 jsou podepřeny horizontálními opěrnými deskami 26a-c (znázorněny jsou tři), spojenými s podpěrnými tyčemi (neznázorněnými) pro přidržování opěrných desek 26a-c ve správném vertikálním uspořádání. Opěrné desky 26a-c určují horní část každé sekce A-C. Krycí deska 28 umístěná ve středu této konfigurace je namontována svrchu na střední opěrné desce 26b. Opěrné desky 26a-c a krycí deska 28 nutí plyn proudit ve střídavých úrovňových směrech, jak je naznačeno plnými šipkami na
- 10obrázku. Plyn tedy vstupuje do této konfigurace vertikálně ve spodní sekci A, opěrná deska 26a jej přesměrovává do horizontálního směru proudění radiálně dovnitř. Potom plyn přechází do střední sekce B, kde je krycí deskou 28 opět nucen proudit horizontálně, tentokrát ve směru radiálně ven. Poté, po dosažení horní sekce C, je plyn opěrnou deskou 26c nucen proudit směrem dovnitř.. Nakonec plyn opouští tuto konfiguraci vertikálně v jejím středu. Samozřejmě, opěrná deska 26c by mohla být odstraněna bez podstatné změny dráhy proudění plynu. Dále, ačkoliv na obrázku to není naznačeno, umístění opěrných desek může být různé, a stejně tak může být různá výška profilů, což umožňuje použít větší nebo menší část profilů podle toho, čemu se dává přednost. Prázdné šipky představují částice separované z proudu plynu padající ze spodní části tvaru U do kolektoru 18 trychtýřovitého tvaru a procházející pak do vnitřní stojaté trubky 20. Částice tedy narážejí, když jsou profily orientovány jako na obr. 2, na vnitřní dno U v profilech A a C. Samozřejmě mohou být také obráceny do opačné orientace, nebo mohou prstence profilů uspořádány s různou orientací, jeden prstenec profilů s otevřenou stranou U obrácenou do středu a druhý prstenec profilů s otevřenou stranou U obrácenou k obvodu.
Na obr. 3b je krycí deska 28 z obr. 3a odstraněna a je vsunuta trubka 34 rozprostírající se od spodní opěrné desky 26a na výstup 16 plynu. Plyn tedy proudí kolem profilů 14 tvaru U jenom jednou. Toto uspořádání poskytuje kratší dobu zdržení v separátoru částic, což může být někdy výhodné. Pokud to dovolí požadavky stability, alternativou může být odstranění opěrných desek 2 6a-c pro získání výhody plné délky profilů 14, jak je znázorněno na obr. 1, nebo pouhá změna polohy opěrných desek 2 6a-c pro získání požadované délky.
- 11 Obr. 4a-4c ilustrují různé typy jednotek separátorových prvků, sestávající ze tří integrovaných profilů tvaru U. Obdobně jako u vytvoření znázorněného na obr. 3a, tyto trojnásobné jednotky jsou upraveny pro zajištění víceúrovňového proudění. Aby to bylo umožněno, musí být jeden úsek profilů odstraněn a vloženy oddělovací desky, jak bude objasněno ve spojení s obr. 5a-5c a obr. 6.
Na obr. 4a-4c jsou znázorněny tři různé konstrukce. Jak bylo diskutováno výše, může být požadována zužující se konstrukce, (obr. 4a), např. uvnitř kruhové šachty reaktoru, přičemž profil 40 umístěný nejblíže středu šachty má menší průřez než mezilehlý profil 42, který zase má menší průřez než profil 44 vzdálenější od středu.
Jestliže není zúžená konstrukce nezbytná, mohou být použity konstrukce znázorněné na obr. 4b a 4c. Konstrukce podle obr. 4c vyžaduje nejmenší počet separačních desek, a je použita ve vytvoření znázorněném na obr. 6. Poznamenejme, že ve skutečnosti jsou tři profily 50, 52 a 54 navzájem spojeny např. bodovým svařováním, na obr. 4c jsou z důvodu jasnosti znázorněny poněkud odděleně.
Obr. 5a-5c znázorňují tři profily tvaru U podle obr. 4c jednotlivě. Každý profil má spodní sekci A, střední sekci B a horní sekci C, v nichž jsou vytvořeny tři úrovně separace částic.
Na obr. 5a je znázorněn první profil 50. V horní sekci 50C profilu 50 je dno tvaru U odstraněno. Ve střední sekci 50B profilu 50 jsou vloženy dvě separační desky 60, 62 kolmo ke dnu tvaru U, a deska 64 k němu paralelní zakrývající oblast mezi kolmo vloženými separačními deskami 60, 62 . Ve střední sekci 50B je tak uspořádána krabice, mechanicky navzájem od sebe oddělující tři sekce 50A-C.
- 12···· ··« ·' 0 ·
0* · · · ·
Na obr. 5b je znázorněn profil 52. Jak je zřejmé, jde o standardní profil tvaru U bez modifikací.
Na obr. 5c je znázorněn třetí profil 54 . Separační deska 66 je vložena kolmo ke dnu tvaru U, v přechodu mezi horní sekcí 54C a střední sekcí 54B profilu 54 . Deska 68 rozprostírající se směrem vzhůru ze separační desky 66 kryje horní sekci 54C profilu 54 . Horní sekce 54C tak je mechanicky oddělena od střední sekce 54B a spodní sekce 54A. Deska 7 0 uspořádaná paralelně ke dnu tvaru U je kryta spodním úsekem 54A profilu 54.
Obr. 6 ilustruje dráhu proudění plynu (plné šipky) skrze profily 50, 52, 54 podle obr 5a-5c, když jsou navzájem připojeny, a odpovídající části jsou znázorněny stejnými vztahovými značkami. Plyn směrovaný opěrnou deskou 72 a separační deskou 62 vstupuje do této konfigurace ve spodní sekci. 50A prvního profilu 50. Zatímco částice mohou narážet na dno tvaru U prvního profilu . 50, prochází plyn přes všechny tři profily (mezi dvěma sousedními trojnásobnými jednotkami) . Poté plyn proudí směrem vzhůru, avšak j,e zastaven krycí deskou 7 4, která odpovídá krycí desce 2 8 na obr. 3a, a která v součinnosti se separační deskou 66 nutí plyn proudit zpět kolem tří profilů. Zbývající částice mohou narážet na dno tvaru U třetího profilu 54 v jeho střední části 54B. Poznamenejme, že plyn může vstupovat do třetího profilu 54 jen v jeho střední sekci 54B, protože deska 7 0 kryje spodní sekci. Potom se plyn opět obrací pomocí opěrné desky 76 a vstupuje do prvního profilu 50 v jeho horní sekci 50C. Deska 64 brání vstupu plynu ve střední sekci prvního profilu 50. Protože dno tvaru U je v sekci 50C odstraněno a je uspořádána separační deska 60 pro mechanické izolování horní sekce od ostatních sekcí, plyn prochází skrze první profil 50 do druhého profilu 52. V tuto chvíli zbývající částice mohou narážet na dno tvaru U druhého profilu 52,
- 13.**» i··· .·* ί ·· ·· • · * · · * · . * » • · · · tt · b · « • · · · ·····«· * tt * · · · » tttt· ···· ttt ·· · v jeho horní sekci 52C. Nakonec, nemaje jiné cesty pro proudění (v důsledku desky 68 a krycí desky 7 4) plyn vystupuje skrze býstup 16 plynu.
Tento konstrukce profilu jako trojnásobné jednotky je s výhodou uspořádána v obvodové konfiguraci jako profily na obr. 2. Tedy, ačkoliv to není znázorněno, na levé straně trojnásobné jednotky je vnější stěna horní části reaktoru, a vpravo je střed reaktoru (viz levá polovina na obr. 3).
Je třeba poznamenat, že mohou být provedeny četné modifikace a obměny bez odchýlení se od rozsahu vynálezu definovaného patentovými nároky.

Claims (16)

1. Způsob separace unášených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním ložem, který zahrnuje separační oblast definovanou cylindrickou soustavou souřadnic r, φ, z, přičemž způsob zahrnuje postupné kroky vedení plynu ve směru z (axiální směr), odchylování proudění plynu v podstatě ve směru r (radiální směr), přičemž plyn se udržuje obvodově rozdělený v rovinách rtp, takže plyn' se ponechává proudit k a/nebo od v podstatě celého obvodu separační oblasti v uvedených rovinách r(p, a mechanické separování částic z plynu když plyn proudí v podstatě ve směru r.
2. Způsob podle nároku 1, zahrnující dále kroky vedení plynu, který prošel ve směru r, v obráceném směru r mechanické separování částic z plynu když plyn proudí v obráceném směru r, a volitelně, další obrácení směru proudění plynu a mechanické separování částic z plynu.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, při kterém se v uvedené cylindrické soustavě souřadnic (r, φ, z) plyn nejprve vede, v prvním separačním kroku, od větší hodnoty r k menší hodnotě r, a při kterém se po provedení všech separačních kroků plyn, v posledním separačním kroku směřující k menší hodnotě r, odvádí ve směru z.
ft» fc' *
-15fc 9 fc fc fc ·<»
4. Způsob separace unášených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním ložem, který zahrnuje kroky uvedení plynu do sloupcového víceúrovňového proudění s po sobě následujícími.separačními úrovněmi XN (Xi, X2, X3,
..., XN), kde N je celé číslo, vedení proudění plynu v prvním směru na první úrovni Xi, uvedení plynu z první úrovně Xx na následující úroveň X2, vedení proudění plynu na uvedené následující úrovni X2 ve směru obráceném proti prvnímu směru za vzniku dvakrát obrácené cesty proudění, volitelně, uvedení plynu do dalších separačních úrovní, přičemž plyn se vede v prvním směru na úrovních s lichými čísly Nav obráceném směru na úrovních se sudými čísly N, a mechanické separování částic z plynu na každé úrovni.
5. Způsob podle nároku 4, při kterém se plyn uvádí do proudění z centrální oblasti k obvodu uvedené centrální oblasti nebo naopak, takže uvedené směry jsou v podstatě radiální směry vzhledem k centrální oblasti a jí příslušejícímu obvodu.
6. Systém separátor částic obsahující cestu reaktoru s fluidním ložem zahrnující pro separaci unášených částic z plynu proudění, se soustavou neodstředivých mechanických separátorových prvků uspořádaných' v cestě proudění plynu, takže plyn může procházet mezi separátorovými prvky zatímco setrvačnost částic směruje částice k separátorovým prvkům, na které narážejí a jsou separovány a odstraňovány z proudu plynu, tím, že soustava separátorových prvků v konfiguraci mající centrální oblast se středovou osou a obvod, přičemž jsou uspořádány směrovací prostředky pro vedení plynu tak, že plyn procházející skrze sestavu vyznačující se je uspořádána
0 0 0 · ··· ·· · ' ·» 00 0 · 0 · ·> 0 0
0 0 0 0 0 0 ·
0 000000· 0 ·
0 0 0 0 0 0
00 0 ·'» 00 0 · separátorových prvků proudí od obvodu do centrální oblasti této konfigurace nebo naopak.
7. Systém podle nároku 6, ve kterém je uvedená sestava separátorových prvků uspořádána jako struktura mající sobě následující separační úrovně XN (Χχ, X2, X3, . .., Xn) , kde N je celé číslo, přičemž směrovací prostředky jsou uspořádány po obvodu a v centrální oblasti konfigurace, pro vedení plynu skrze sestavu separátorových prvků v jednom směru na úrovních s lichými čísly Nav obráceném směru na úrovních se sudými čísly N.
8. Systém reaktoru s fluidním ložem zahrnující separátor částic pro separaci unášených částic z plynu obsahující cestu proudění, se soustavou neodstředivých mechanických separátorových prvků uspořádaných v cestě proudění plynu, takže plyn může procházet mezi separátorovými prvky zatímco setrvačnost částic směruje částice k separátorovým prvkům, na které narážejí a jsou separovány a odstraňovány z proudu plynu, vyznačující se tím, že uvedená soustava separátorových prvků je uspořádána jako struktura mající po sobě následující separační úrovně XN (Χχ, X2, X3, ·, Xn) , kde N je celé číslo, přičemž směrovací prostředky jsou uspořádány pro vedení plynu skrze různé úrovně struktury v jednom směru na úrovních s lichými čísly Nav obráceném směru na úrovních se sudými čísly N.
9. Systém podle nároku 8, ve kterém je uvedená sestava separátorových prvků uspořádána v konfiguraci mající centrální oblast se středovou osou a obvod, přičemž uvedené směrovací prostředky jsou uspořádány po obvodu a v centrální oblasti konfigurace pro vedení plynu tak, že prochází skrze sestavu separátorových prvků proudí od obvodu do centrální oblasti této konfigurace nebo naopak.
· φ φ φ φ · « • i '· ♦ · i » · ·
Φ · ··
- 1710. Systém podle některého z nároků 6,7 nebo 9, ve kterém uvedená konfigurace má obecně válcovitý tvar, s výhodou se separátorovými prvky uspořádanými v podstatě symetricky.
11. Systém podle některého z nároků 6 až 10, ve kterém máji separátorové prvky podlouhlý tvar a rozprostírají se v podstatě paralelně se středovou osou.
12. Systém podle některého z nároků 6 až 11, ve kterém separátorové prvky jsou žlabové profily mající v řezu v podstatě tvar U, přičemž profily jsou uspořádány tak, že částice narážejí na dno tvaru U a pak padají dolů, vedeny žlabovým profilem, a jsou shromažďovány.
13. Systém podle některého z nároků 6 až 12, ve kterém uvedená sestava separátorových prvků tvoří množství skupin prstencového tvaru, umístěných jedna ve druhé.
14. Systém podle nároku 13, ve kterém separátorové prvky skupiny jsou obvodově posunuty vzhledem separátorovým prvkům sousední skupiny.
15. Systém podle nároku 12 nebo některého z nároků 13 až 14 současně závislého na nároku 12, ve kterém je každý profil opatřen příslušným přídavným profilem tvaru U, připojeným k němu paralelně, přičemž každý z přídavných profilů tvaru U je opatřen příslušným dalším separátorovým prvkem z profilu tvaru U, připojeným k němu paralelně, přičemž vytvářejí jednotku se třemi žlaby z·profilů tvaru U, přičemž v alespoň dvou žlabech z profilů tvaru U jsou vloženy rozdělovači desky pro mechanické oddělení uvedených žlabů, a sekce alespoň jednoho z prvků v jednotce je odstraněna pro vytvoření tří separačních úrovní oblastí narážení částic, jedné pro každý prvek v jednotce, přičemž
- 18i'· ΦΦΦΦ ·· Φ ·· ·· « · φ φφφ φφφφ φ ·ΦΦ φφφφ φ φ φ • · · φ φ ΦΦΦ· · φ φ φ • φ φφφ φφφ uvedené směrovací prostředky jsou uspořádány pro vedení plynu v úrovních ve střídavých směrech.
16. Systém podle některého z nároků 6 až 15, ve kterém separátor částic je umístěn uvnitř reaktoru, s výhodou v jeho horní části, a přičemž uvedená středová osa je paralelní s osou reaktoru, s výhodou jsou shodné.
17. Systém podle některého z nároků 6 až 16, ve kterém je uvedená konfigurace rotačně válcová.
CZ2002101A 1999-07-15 2000-07-11 Způsob separace unáąených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním loľem a systém reaktoru s fluidním loľem CZ2002101A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9902711A SE522657C2 (sv) 1999-07-15 1999-07-15 Förfarande och reaktorsystem för avskiljande av partiklar från en gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2002101A3 true CZ2002101A3 (cs) 2002-10-16

Family

ID=20416508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2002101A CZ2002101A3 (cs) 1999-07-15 2000-07-11 Způsob separace unáąených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním loľem a systém reaktoru s fluidním loľem

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6743280B1 (cs)
EP (1) EP1196719B1 (cs)
AT (1) ATE297529T1 (cs)
AU (1) AU767945B2 (cs)
CA (1) CA2379164A1 (cs)
CZ (1) CZ2002101A3 (cs)
DE (1) DE60020709D1 (cs)
NO (1) NO20020111L (cs)
PL (1) PL352496A1 (cs)
SE (1) SE522657C2 (cs)
WO (1) WO2001006178A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302665B6 (cs) * 2010-07-09 2011-08-24 Novopol A.S. Zpusob trídení a zarízení k jeho uskutecnení

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8410504B2 (en) 2008-06-10 2013-04-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED module
CN114471385B (zh) * 2022-02-14 2023-04-28 聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司 一种聚式流化有机硅合成反应控制方法和装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4253425A (en) 1979-01-31 1981-03-03 Foster Wheeler Energy Corporation Internal dust recirculation system for a fluidized bed heat exchanger
FI66297C (fi) * 1982-11-15 1984-10-10 Ahlstroem Oy Anordning foer avlaegsnande av fasta komponenter ur roekgaser
US4712514A (en) 1986-09-05 1987-12-15 Qinghua University Fluidized bed boiler and high temperature separators used therein
DE3640377A1 (de) 1986-11-26 1988-06-09 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur verbrennung von kohlenstoffhaltigen materialien in einem wirbelschichtreaktor und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3715516A1 (de) * 1987-05-09 1988-11-17 Inter Power Technologie Wirbelschichtfeuerung
JPH03213902A (ja) * 1990-01-19 1991-09-19 Nkk Corp 循環流動層燃焼装置
FI88200C (fi) 1990-01-29 1993-04-13 Tampella Oy Ab Foerbraenningsanlaeggning
US5253741A (en) 1991-11-15 1993-10-19 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed steam reactor including two horizontal cyclone separators and an integral recycle heat exchanger
FI101156B (fi) * 1996-08-30 1998-04-30 Fortum Oil Oy Kiertomassareaktoriin perustuva menetelmä ja laite hiilivetyjen konver toimiseksi

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ302665B6 (cs) * 2010-07-09 2011-08-24 Novopol A.S. Zpusob trídení a zarízení k jeho uskutecnení

Also Published As

Publication number Publication date
NO20020111L (no) 2002-03-14
CA2379164A1 (en) 2001-01-25
SE522657C2 (sv) 2004-02-24
AU6329800A (en) 2001-02-05
PL352496A1 (en) 2003-08-25
EP1196719A1 (en) 2002-04-17
SE9902711L (sv) 2001-01-16
SE9902711D0 (sv) 1999-07-15
US6743280B1 (en) 2004-06-01
DE60020709D1 (de) 2005-07-14
ATE297529T1 (de) 2005-06-15
EP1196719B1 (en) 2005-06-08
AU767945B2 (en) 2003-11-27
WO2001006178A1 (en) 2001-01-25
NO20020111D0 (no) 2002-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1464374B1 (en) Method and apparatus for separating particles from hot gases by means of a cyclonic separator
US5281398A (en) Centrifugal separator
EP0685267B1 (en) Centrifugal separator
CA2356981A1 (en) Steam generator having an improved structural support system
US20030202913A1 (en) Compact footprint CFB with mechanical dust collector
CZ2002101A3 (cs) Způsob separace unáąených částic z plynu v systému reaktoru s fluidním loľem a systém reaktoru s fluidním loľem
KR101700074B1 (ko) 유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리 및 유동층 반응기
US5393315A (en) Immersed heat exchanger in an integral cylindrical cyclone and loopseal
US6245300B1 (en) Horizontal cyclone separator for a fluidized bed reactor
US5226936A (en) Water-cooled cyclone separator
US5391211A (en) Integral cylindrical cyclone and loopseal
US4649868A (en) Sludge trap with internal baffles for use in nuclear steam generator
CA2082096A1 (en) Water-cooled cyclone separator
US4762091A (en) Sludge trap with internal baffles for use in nuclear steam generator
KR20190124738A (ko) 사이클론들에 견고하게 연결되는 내부 지지 장치를 포함하는 fcc 유닛의 인클로저
CA2344033A1 (en) A novel gas-solid separator for fluidized bed boiler