CZ285304B6 - Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění Download PDF

Info

Publication number
CZ285304B6
CZ285304B6 CS911122A CS112291A CZ285304B6 CZ 285304 B6 CZ285304 B6 CZ 285304B6 CS 911122 A CS911122 A CS 911122A CS 112291 A CS112291 A CS 112291A CZ 285304 B6 CZ285304 B6 CZ 285304B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
gas
zone
particulate material
Prior art date
Application number
CS911122A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Vidal
Philippe Payen
Jean Claude Semedard
Jean Xavier Morin
Original Assignee
Société Anonyme Dite - Stein Industrie
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 Société Anonyme Dite - Stein Industrie filed Critical Société Anonyme Dite - Stein Industrie
Publication of CZ285304B6 publication Critical patent/CZ285304B6/cs
Publication of CZ112291A3 publication Critical patent/CZ112291A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical 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
    • B01J8/38—Chemical 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical 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
    • B01J8/26—Chemical 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 two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B01J8/28—Chemical 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 two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations the one above the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical 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
    • B01J8/38—Chemical 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
    • B01J8/384—Chemical 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical 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
    • B01J8/38—Chemical 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
    • B01J8/384—Chemical 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
    • B01J8/388—Chemical 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Zařízení je tvořeno reaktorem (1) obsahujícím dolní část (2) rozšiřujícího se průměru s horní část (3). Pevné částice jsou fluidizovány nad fluidizační mříží (4). V reaktoru je oblast (I) s fluidním ložem s rychlou cirkulací nad fluidizační mříží (4). Primární fluidizační plyn je přiváděn potrubím (8). V úrovních (10, 11, 12) je vháněn sekundární plyn, tvořený vzduchem s eventuálním přídavkem spalných plynů. Na výstupu ze spalovacího pásma stálého průřezu (S.sub.1.n.) je vytvořeno husté fluidní lože (13), znázorněné šrafováním, oddělené od spalovací oblasti přepážkou (13A) a umístěné nad fluidizační mříží (14), přes kterou je vháněn pomocný fluidizační plyn potrubím (15). Pevné částice zachycené hustým ložem jsou vedeny potrubími (17) do základny reaktoru.ŕ

Description

Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro provádění exotermické nebo endotermické reakce v reaktoru mezi nejméně jedním plynem a nejméně jedním pevným materiálem, rozděleným ve formě částic, při kterém se do spodní části reaktoru přivádí nejméně jeden proud částicového pevného materiálu a nejméně jeden proud fluidizačního a reakčního plynu v průtočných množstvích umožňujících vytvoření rychlé vzestupné cirkulace plynu a částicového pevného materiálu v reaktoru, přičemž se plynné produkty reakce ve formě směsi plynu vystupujícího z reakce s unášenými pevnými Částicemi kontinuálně odvádí z horní části reaktoru do odlučovače, kdy se odděluje plyn od pevných částic, plyn se odvádí a částicový materiál se zpětně recykluje do dolní části reaktoru.
Dosavadní stav techniky
Podobné postupy, známé pro provádění chemických reakcí ve fluidním loži náleží v podstatě do dvou skupin. První skupina používá hustého fluidního lože, vyznačujícího se existencí dvou rozdílných oblastí z hlediska koncentrace rozdělených pevných látek v reakčním prostředí, přičemž tato koncentrace pevných látek je vysoká v prvním pásmu, například 1000 kg/m3 pro spalné fluidní lože, a výrazně menší, nižší než 1 kg/m3, ve druhé oblasti nad první, oddělované od první oblasti plochou, která je relativně dobře definována. Rozdíl rychlosti mezi plyny a pevnými částicemi není důležitý. V případě spalovacích reaktorů jsou výkony spalování málo vysoké, například 85 až 95 %, a podíl odpadů obsahujících oxidy síry a oxidy dusíku jsou značné, což omezuje tento postup na zařízení s malým výkonem.
V rámci první skupiny postupů bylo navrženo v britském patentovém spisu GB-A1 412 033 rozdělit spalovací reaktor s fluidním ložem prstencovitou přepážkou, se spodním okrajem umístěným s odstupem od fluidizační mříže, na centrální spalovací oblast s hustým ložem a prstencovou oblast s hustým ložem a se sestupnou cirkulací pevných částic, s jediným cílem zajistit výměnu tepla s pláštěm obklopujícím reaktor. Část pevných částic centrální oblasti hustého lože se dostává přes prstencovitou přepážku a znovu sestupuje do prstencové oblasti s hustým ložem a poté se vrací do střední spalovací oblasti pod spodním okrajem prstencovité přepážky. Tento typ zařízení vykazuje výše uvedené nedostatky reaktorů s hustým fluidním ložem, a hlavně přítomnost reakční oblasti s velmi slabou koncentrací pevných látek nad hustým ložem. Kromě toho zajišťuje recirkulaci pevných látek odebíraných výhradně v horní části husté fluidizované oblasti stejným způsobem, jako cyklon, který by byl uložen na výstupu z fluidního lože cirkulujícího způsobem, který bude nyní popsán.
Druhá skupina známých postupů se vztahuje na fluidní lože nazývané „cirkulující“ typu popsaného v článku REH, uveřejněném v časopise Chemical Engineering Progress z února 1971. Zejména se používá ve francouzských patentových spisech č. 2 323 101 a 3 353 332. Odlišuje se od první skupiny zejména nepřítomností dělicího povrchu mezi dvěma oblastmi a přítomností homogenních reakčních teplot v celém reaktoru. Koncentrace rozdělených pevných látek se mění v podstatě plynule zdola nahoru v celém reaktoru a rozdíl mezi rychlostmi plynů a pevnými částicemi je mnohem vyšší. Pro spalovací reaktory jsou spalovací výkony lepší a podíly odpadu na bázi oxidů síry a dusíku jsou nižší. Tento postup se může aplikovat na zařízení se zvýšeným výkonem, ale vykazuje ještě nevýhody.
Tyto nevýhody je možné konstatovat zejména v případě spalovací reakce. Je možné konstatovat, že reaktor s fluidním ložem může být popsán následujícím způsobem. Obsahuje horní část, nejvýznamnější z hlediska objemu, s proměnlivou koncentrací pevných částic, omezenou, avšak
- 1 CZ 285304 B6 dostatečnou. V této horní části se provádí tepelná výměna, zpravidla se stěnami obloženými trubkami, jimiž procházejí chladicí tekutina reaktoru. Koncentrace pevných částic se mění například zdola nahoru v této části od 50 kg/m3 do 10 kg/m3, přičemž tato čísla mohou být někdy méně vysoká. Odpovídají v praxi realizaci tepelné výměny s trubkami obkládajícími stěny. Rychlost plynů při plném výkonu je zpravidla omezená na hodnoty od 4 m/s do 6 m/s, aby se vyloučilo nebezpečí eroze.
Dále reaktor obsahuje dolní část s mnohem vyšší koncentrací pevných Částic, měnící se například zdola nahoru od 500 kg/m3 na 50 kg/m3, nebo v desetinásobku, který může přejít až na dvacetinásobek, jestliže reaktor pracuje s poloviční náplní. Tato dolní část je spalovací oblast, přičemž část plynu, potřebná pro spalování, nazývaná obecně primární plyn, je do ní vháněna přes fluidizační mříž uloženou ve spodní části reaktoru. Hlavní část zbytku plynu pro spalování, nazývaná sekundární plyn, je vháněna v několika úrovních nad touto mříží, přičemž používání těchto úrovní se může měnit s náplní reaktoru (vyřazování určitých úrovní v případě částečné náplně).
Rychlost plynů pro spalování v této dolní části reaktoru vyplývá z její změny průřezu a z odstupňovaných přívodů sekundárního plynu v patrech, přičemž požadovaná iychlost je prakticky tatáž, jako v horní části. Toto je příčina velké výchylky koncentrací ve spalovací oblasti, která přináší řadu nevýhod. Je to jednak neúplné spalování, takže u některých paliv, která jsou obtížně spalitelná, může dojít ke zvýšení obsahu oxidu uhelnatého a nespálených částic na výstupu z reaktoru. Dále dochází k výskytu rozdílností teplot, které s sebou nesou možnost vytváření shluků pevných částic a následné tvorby překážek v reaktoru. Výkon odsiřování dále může být nedostatečný, což vyžaduje potřebu vhánět značná množství odsiřovacích činidel. Konečně dochází k omezení flexibility v závislosti na výchylkách náplně reaktoru, odpovídající potřebě zachovávat minimální rychlost plynů pro udržování postačujícího režimu fluidizace, přičemž tato rychlost je řádově 3 m/s.
Pro zlepšení homogenity teploty a spalování vzniká tedy často potřeba zvýšit množství pevných látek přítomných v reaktoru, což s sebou nese zvýšení spotřeby energie pro jejich fluidizaci.
Pro odstranění těchto nedostatků se často používá vhánění sekundárního plynu v různých úrovních a obměňuje se poměr průtočných množství primárního a sekundárního plynu v závislosti na náplni reaktoru. Je však možné působit na tyto faktory pouze v omezené míře, neboť existují jiná kritéria, působící proti jejich obměňování. Je to jednak kvalita spalování, která vyžaduje udržovat průtočné množství primárního plynu nad minimální hodnotou. Dále je to potřeba udržovat redukční atmosféru v dolní části reaktoru pro zmenšování produkce oxidů dusíku na minimum. Dalším faktorem je potřeba zvyšovat přebytek plynu potřebného pro spalování, když náplň reaktoru poklesne, aby se vyloučil příliš velký vzrůst různorodosti koncentrace pevných látek, při současném dohlížení na to, aby se v co největší míře omezila produkce oxidů dusíku a nesnížil se výrazně tepelný výkon zařízení.
Velké měnění koncentrací v dolní části, tvořící spalovací oblast, je tedy nepříjemné, a měla by být sledována snaha po co největší stejnorodosti koncentrace mezi různými hladinami, které by zlepšily nejen výkon spalování, ale také spotřebu energie potřebnou pro fluidizaci.
Cirkulující fluidní lože nemůže však vyhovět této potřebě z důvodů dvou zvláštních problémů. První problém je rychlost fluidizačního plynu v oblasti spalování, která je v relaci s rychlostí, která byla zvolena v horní části, kde se provádí výměna tepla. Dalším problémem je to, že pevné částice jsou unášeny sestupnými pohyby a vzestupnými pohyby, jak je znázorněno na schematickém obr. 1, a velké množství pevných částic malé granulometrie již znovu nesestupuje do blízkosti fluidizační mříže, což vytváří rozvrstvení po výšce reaktoru a vede ktomu, že reaktor pracuje v dolní části s částicemi nejvyšší granulometrie. Zdá se například v prvním metru
-2 CZ 285304 B6 výšky nad fluidizační mříží, že koncentrace je dosti blízká koncentraci hustého lože, což je nákladné na energii a je zbytečné pro dobré spalování.
V rámci stejné technologie byla vytvořena řešení podle jiných patentových spisů, která spočívá v úpravách funkce cirkulujícího fluidního lože. Patentový spis USA č. 4 594 967 a evropský patentový spis 0 332 360 se týká zařízení s hustým fluidním ložem a se zachycováním látek na výstupu z reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, přičemž takto zachycené látky způsobí zmenšení množství látek zachycených v klasickém cyklonu uloženém za expanzní komorou tvořící uvolňovací oblast ležící nad hustým ložem.
V těchto patentových spisech je fluidní lože umístěno na výstupu z reaktoru s fluidním cirkulujícím ložem buď na jeho straně (evropský patentový spis 0 332 360 pro reaktor s plochým pravoúhelníkovým průřezem a patentový spis USA č. 4 694 967) nebo přímo nad ním (evropský patentový spis 0 332 360 pro plochý kruhový průřez). Cyklon je uložen buď za expanzní komorou (evropský patentový spis 0 332 360) nebo za trubicovým pláštěm, který je vybaven výměníky snižujícími teplotu plynů (patentový spis USA č. 4 594 967) a které tedy netvoří část cirkulujícího fluidního lože, na které se vztahuje vynález. Ve všech případech látky odebírané hustým fluidním ložem snižují množství látek shromažďovaných v cyklonu a nemění maximální množství látek recirkulovaných do výměníku s cirkulujícím fluidním ložem.
V těchto dvou patentových spisech se expanzní komora uložená za oblastí, kde je umístěno husté lože, nevyznačuje základní vlastnostmi cirkulujícího lože (rovnoměrná teplota, vzestupná rychlost plynů, koncentrace pevných látek), které by dovolily používat této oblasti pro přenášení tepla ze směsi plyn - pevná látka na stěnách při zachovávání stejnorodé teploty a vhodného promíchávání plynu a pevných látek pro průběh chemických reakcí.
Jiný patentový spis USA č. 4 788 919 předpokládá rozdělení reaktoru na tři, dvě nebo jedinou komoru, přičemž hranice mezi každou z komor je realizována s expanzní komorou, kde průřez může být, jak bylo uvedeno, čtyřikrát větší, než je průřez reaktoru, a kde rychlost plynu tedy neodpovídá rychlosti v reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem. Toto zmenšení rychlosti dovoluje zachycování látek v hustých fluidních ložích, což zmenšuje výrazně koncentraci látek v homí komoře nebo jiných horních komorách, což má za následek, že k fungování cirkulujícího fluidního lože dochází pouze v dolní komoře a druhé komory slouží se svými prodlouženími k zachycování zbytků látek v malém množství a k zajištění jejich doplňkového chlazení, což vede ktomu, že u citovaného patentového spisuje dávána přednost koncepci s jedinou komorou a vede tedy patentový spis k řešení podobnému tomu, jaké je popsáno v patentovém spise USA 4 594 967 a v evropském patentovém spise 0 332 360, tj. k instalaci hustého lože na výstupu z reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem. V každém případě se při koncepci s více komorami udržuje v těchto komorách stejná rychlost plynu.
Závěrem lze konstatovat, že tyto patentové spisy představují zlepšení známého způsobu typu s cirkulujícím fluidním ložem, jehož nevýhody byly uvedeny výše. Ve vztahu k tomuto známému způsobu se vyznačují zmenšením množství pevných látek zachycovaných cyklony nebo oddělovači, ale nemění profil koncentrace a tlaku, jako jsou charakteristické pro známý způsob nazývaný s cirkulujícím fluidním ložem.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje vynález způsobu provádění exotermické nebo endotermické reakce v reaktoru mezi nejméně jedním plynem a nejméně jedním pevným materiálem, rozděleným ve formě částic, při kterém se do spodní části reaktoru přivádí nejméně jeden proud částicového pevného materiálu a nejméně jeden proud fluidizačního a reakčního plynu v průtočných množstvích umožňujících vytvoření rychlé vzestupné cirkulace plynu a částicového
-3 CZ 285304 B6 pevného materiálu v reaktoru, přičemž se plynné produkty reakce ve formě směsi plynu vystupujícího z reakce s unášenými pevnými částicemi kontinuálně odvádí z horní části reaktoru do odlučovače, kde se odděluje plyn od pevných částic, plyn se odvádí a částicový materiál se zpětně recykluje do dolní části reaktoru, jehož podstatou je, že se vytvoří v dolním pásmu reaktoru fluidní lože s rychlou cirkulací se střední vzestupnou rychlostí fluidizačního plynu od 4,8 m/s do 12 m/s při prázdném reaktoru a plném výkonu, a to s výškou dolního pásma takovou, že doba pobytu tohoto plynu v dolním pásmu při plném výkonu je od 0,24 do 4 sekund, a dále se vytvoří v horním pásmu reaktoru, výškově přímo navazujícím na dolní pásmo, fluidní lože s rychlou cirkulací, mající vzestupnou rychlost V fluidizačního plynu od 4 m/s do 10 m/s při prázdném reaktoru a při plném výkonu, přičemž poměr této rychlosti k rychlosti fluidizačního plynu v dolním pásmu je od 1/2 do 1 1/2, přičemž výška horního pásma je taková, že doba pobytu fluidizačního plynu v tomto horním pásmu je při plném výkonu od 2 do 10 sekund a koncentrace P na vrcholu horního pásma je nejméně rovna 2 kg/m3, a současně se v pásmu, přilehlém k horní části dolního pásma s rychle cirkulujícím fluidizačním lože a odděleném od něj, vytvoří vháněním pomocného fluidizačního plynu husté fluidní lože se vzestupnou rychlostí fluidizačního plynu od 0,3 m/s do 2,5 m/s při prázdném reaktoru a plném výkonu, přičemž uvedené pásmo s hustým fluidním ložem přijímá současně částicový materiál znovu sestupující z horního pásma podél nejméně jedné ze stěn reaktorového prostoru, a částicový materiál pocházející z přilehlé horní části dolního pásma, a částicový materiál z uvedeného hustého fluidního lože se kontinuálně znovu vhání do spodní části dolního pásma, přičemž průtočné množství znovu vháněného částicového materiálu pocházející z pásma s hustým fluidním ložem ve větší než množství q = PxVxS2, kde P je koncentrace pevných částic ve vrcholové části horního pásma, V je vzestupná rychlost fluidizačního plynu v horním plynu a S2 je vodorovný průřez horního pásma.
Podle dalšího znaku vynálezu se teplota v reaktoru reguluje ovládáním fluidizace alespoň části hustého fluidního lože řízením průtočného množství pomocného fluidizačního plynu.
Teplota hustého fluidního lože se může ovládat místním chlazením nebo ohřevem materiálu hustého fluidního lože.
Podle dalšího znaku vynálezu se opětovné vhánění částicového materiálu do spodního pásma řídí ovládáním průtočného množství materiálu odváděného z jednotlivých zvolených částí hustého fluidního lože.
Jako částicový materiál se s výhodou dále přivádí materiál bohatý na uhlík, který se podrobuje spalování v přítomnosti fluidizačního a reakčního plynu, bohatého na kyslík.
Vynález se dále vztahuje na zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, sestávající z reaktoru, opatřeného ve spodní části nejméně jedním přívodem pevného částicového materiálu, nejméně jedním přívodem reakčního a fluidizačního plynu, a opatřeného v jeho horní části nejméně jedním odváděcím vedením, spojujícím výstup reaktoru s odlučovacím ústrojím, přičemž odlučovací ústrojí je opatřeno nejméně jedním vedením pro odvádění plynu opouštějícího reaktor, a nejméně jedním vedením pro recyklování částicového materiálu, spojujícím výstup, pevných částic s dolní části reaktoru, jehož podstatou je, že reaktor obsahuje spodní úsek pro fluidní lože dolního pásma, do jehož dolní části je zaústěn uvedený nejméně jeden přívod částicového materiálu a uvedený nejméně jeden přívod reakčního a fluidizačního plynu; horní úsek pro fluidní lože horního pásma, výškově navazující na spodní úsek a mající větší průřezovou plochu než je průřezová plocha horní části spodního úseku, přičemž v úrovni přechodu spodního úseku do horního úseku je umístěn podél nejméně jedné ze stěn reaktoru nejméně jeden třetí úsek vymezující zachycovací kapsu pro částicový materiál v hustém fluidním loži, oddělovanou přepážkou od spodního úseku a směrem nahoru volně spojený s horním úsekem, opatřený nejméně jedním samostatným vháněcím vstupem vedením, spojeným s dolní
-4 CZ 285304 B6 částí spodního úseku, pro opětovné vhánění částicového materiálu do fluidního lože spodního úseku.
Do spodního úseku mohou být dále vyústěny vháněcí vstupy sekundárního plynu. Poměr průřezové plochy horního úseku, vymezovaného horní části pláště reaktoru, v průřezové ploše horní části spodního úseku, vymezované nahoru se rozšiřující dolní částí pláště reaktoru, je s výhodou od 1,2 do 2.
Podle dalšího znaku zařízení podle vynálezu jsou třetí úseky, vytvořené ve formě více zachycovacích kapes částicového materiálu, umístěny ve stejné výškové úrovni s úhlovým rozmístěním po obvodě reaktoru okolo středního prostoru.
V alespoň některých prostorech zachycovacích kapes vymezujících třetí úseky, mohou být podle dalšího znaku vynálezu umístěny tepelně výměnné prostředky.
Zachycovací kapsy mohou být rozděleny přepážkami na dílčí oddělení. Každá zachycovací kapsa může mít samostatně ovladatelné výstupní vedení s měnitelným průtočným množstvím. Podle dalšího znaku může mít každé dílčí oddělení (40) zachycovacích kapes samostatně ovladatelné výstupní vedení s měnitelným průtočným množstvím. Každá zachycovací kapsa může mít dále samostatně ovladatelný přívod pomocného fluidizačního plynu s měnitelným průtočným množstvím. Každé dílčí oddělení zachycovacích kapes , může být dále opatřeno samostatně ovladatelným přívodem pomocného fluidizačního plynu s měnitelným průtočným množstvím.
Podle dalšího znaku vynálezu jsou ve stěně horní části reaktoru, vymezující horní úsek, umístěný tepelně výměnné prostředky pro výměnu tepla s tekutinou pro odpařování a/nebo zahřívání.
V dolním úseku reaktoru je nad přívodem reakčního plynu podle dalšího znaku vynálezu umístěna mříž, nad níž leží přívod částicového materiálu a vháněcí přívody sekundárního plynu, umístěné v různých výškových úrovních. Nad mříží je v úrovni přívodu částicového materiálu s výhodou zaústěn vstup recyklovaného částicového materiálu, napojený na recyklační vedení od odlučovače.
Pomocí tohoto řešení se získá stejnorodější rozdělení teploty v reaktoru, se zmenšením rizik vytváření shluků pevných částic. V případě spalovacích reaktorů se získá zlepšení spalování snížením tvorby oxidu uhelnatého a pevných nespálených částic, hlavně pro paliva, která jsou obtížně spalitelná, jako je uhlí s nízkým obsahem uhlíku a antracity. Dále se získá zlepšení flexibility reaktoru snížením jeho minimální přípustné náplně, což je umožněno zvýšeným poměrem mezi rychlostí plynu při plné náplni a minimální rychlosti potřebné pro udržování uspokojivého fluidizačního režimu. Vynález se dále vztahuje na použití výše definovaného zařízení pro spalování látek obsahujících uhlík.
Vynález umožňuje vytvořit zařízení pro uvádění reakce ve vymezeném prostoru mezi plynem a rozděleným pevným materiálem, obsahujícím novou konstrukci fluidního lože, které vykazuje větší homogenitu koncentrací pevných částic v reaktoru, s relativně malou koncentrací pevných částic ve spodní části tvořící eventuelně spalovací oblast a s poměrně značnou rychlostí fluidizačního plynu v této dolní části.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma toku rozdělených pevných látek v reaktoru s fluidním cirkulujícím ložem známého typu, obr. 2 schéma zařízení podle vynálezu s cirkulujícími fluidními loži a s hustým mezilehlým fluidním ložem, obr. 3A a 3B dva svislé
- 5 CZ 285304 B6 řezy, navzájem kolmé, dolní částí reaktoru se dvěma hustými postranními fluidními loži, přičemž obr. 3B je řez osou ΙΙΙΒ-ΠΙΒ z obr. 3A, obr. 4A a 4B dva svislé řezy, navzájem kolmé, dolní částí reaktoru se třemi fluidními hustými loži, přičemž obr. 4B je řez rovinou TVB-IVB z obr. 4A, obr. 5A a 5 dva navzájem kolmé svislé řezy spodní částí reaktoru se čtyřmi hustými fluidními loži, přičemž obr. 5B je řez rovinou VB-VB z obr. 5A, obr. 6A, 6B a 6C uspořádání ploch pro výměnu tepla ve dvou hustých ložích reaktoru, přičemž obr. 6B a 6C jsou dvě varianty řezu rovinou VIB-VIB z obr. 6A.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1, v souladu s klasickou funkcí cirkulujícího lože, reaktor 1 obsahuje dolní část 2 zvětšujícího se průřezu a kvádrovitou horní část 3. Pevné částice se zdvíhají nad fluidizační mříží 4 směrem do horní části reaktoru ve směru šipek 5. Tyto částice mají sklon šířit se ke stěnám a spadat směrem dolů. Část nejjemnějších částic je však znovu unášena vzhůru vířivými pohyby vyznačenými šipkami 6. Ostatní částice se přibližují ke stěně a proudí podél ní směrem dolů ve směru šipek 7.
V zařízení podle vynálezu podle obr. 2 je v dolní části 2 vzrůstajícího průřezu vytvořeno fluidní lože s rychlou cirkulací nad fluidizační mříží 4. Přes tuto mříž je vháněn primární fluidizační plyn, tvořený vzduchem s eventuelním přídavkem spalných plynů nebo kyslíku, přiváděný přívodem 8. Kromě toho je přiváděno právě nad touto mříží přívodem 9 práškové palivo, například uhlí v suspenzi ve vzduchu. Do dolní části reaktoru je ve třech po sobě následujících úrovních vháněn vháněcími přívody 10, 11, 12 sekundární plyn, tvořený rovněž vzduchem, s přídavkem plynů pro spalování nebo bez nich. Rychlost fluidizačního plynu při prázdném reaktoru a plném výkonu se může pohybovat od 4,8 m/s do okolo 12 m/s, přičemž doba pobytu plynů při plném výkonu se může pohybovat v rozmezí od 0,25 do 4 sekund.
Vhánění sekundárního plynu se děje takovým způsobem, aby atmosféra v dolní části reaktoru 1 byla redukční. Nad touto dolní oblastí je vytvořeno druhé fluidní lože při rychlosti fluidizačních plynů, pohybující se při prázdném a reaktoru a plném výkonu od 4 do 10 m/s, přičemž doba jejich pobytu je od 12 do 10 sekund.
Kouřové plyny obsahující pevné částice, odváděné v hlavě reaktoru, jsou známým způsobem vedeny odváděcím potrubím vedením 50 do cyklonového odlučovacího ústrojí 1A, odkud jsou plyny zbavené prachu odváděné potrubím vedením IB a oddělené pevné části jsou recyklovány do dolní části reaktoru potrubním vedením 1C.
Kromě toho je vytvořeno na výstupu z dolního (spalovacího) pásma I s koncovou průřezovou plochou S] husté fluidní lože 13, vyznačené šrafováním, oddělené od spalovací oblasti přepážkou 13A, vymezující zachycovací kapsu 14. Husté fluidní lože 13 leží nad fluidizační mříží, přes kterou je vháněn pomocný fluidizační plyn, přiváděný přes vháněcí vstup 15 ve formě potrubí. Rychlost tohoto plynu v hustém fluidním loži se při prázdném reaktoru a plném výkonu může pohybovat od 0,3 m/s do 2,5 m/s. Ve většině případů je ventuální zbytkové spalování v tomto hustém loži slabé, protože je umístěno na výstupu ze spalovací oblasti lože s rychlou cirkulací, a zbytkový obsah uhlíku v částicích je proto již velmi malý. V případech, kde by se spalování v hustém loži ukázalo značné, například z důvodů špatné kvality paliva, bylo by možné buď vhánět plyny pro spalování do vháněcích trysek pod mříží tohoto hustého fluidního lože pro minimalizování obsahu kyslíku v tomto loži, nebo naopak zvyšovat obsah kyslíku v tomto loži pro zvyšování spalování, což může vést k použití trubicovitých výměníků v tomto loži.
Podle vynálezu má takové husté fluidní lože s výhodou relativně malou výšku, zpravidla menší než 1,5 m. Jeho výška však může být zvýšena, je-li požadováno zde instalovat výměník tepla, a to na přibližně 3 až 4 metry.
-6CZ 285304 B6
Podstatnou funkcí tohoto hustého fluidního lože je zachytit část pevných částic, které znovu sestupují z oblasti výměny tepla uložené nad tímto hustým fluidním ložem (šipky 7) a rovněž část pevných částic, které stoupají z dolní části reaktoru, uložené pod úrovní tohoto hustého lože (šipky 16). Toto zachycování částic pocházejících z dolní části reaktoru vyplývá ze zmenšování rychlosti plynů, jakmile vstupují do horní části reaktoru. Je však třeba poznamenat, že nikde jinde v reaktoru než v hustých fluidních ložích a na rozdíl od jiných postupů neklesá rychlost plynů pod hodnotu odpovídající fungování při cirkulujícím fluidním loži.
Pevné částice, zachycené hustým ložem, jsou vedeny výstupními potrubními vedeními 17 až do spodní části reaktoru, a to právě nad mříž 4. Tato potrubí mohou obsahovat sifon napájený na své spodní části fluidizačním plynem. Tímto způsobem je velký počet pevných částic malé granulometrie zpětně přiváděn do spodní části reaktoru, kam by nikdy nesestoupily ve známých zařízeních. Koncentrace pevných látek tohoto typu ve spalovací oblasti reaktoru je tedy velmi zvýšená, obzvláště v horní oblasti blízké úrovni hustého lože. Kromě toho, z jednoduchého důvodu plynoucího ze změny průřezu, která vyplývá z přítomnosti hustého lože, je lychlost plynů v dolním pásmu I reaktoru vyšší než rychlost existující v horním pásmu II nad úrovní hustého fluidního lože.
Dolní pásmo I odpovídá spodnímu úseku A reaktoru a horní pásmo II odpovídá hornímu úseku B reaktoru ve smyslu definice zařízení podle vynálezu.
Zvýšením této rychlosti se přirozeně získá lepší homogenizace koncentrace pevných látek v dolní části reaktoru, což zajišťuje lepší spalování. Požadovaná hodnota rychlosti plynů ve spalovací oblasti může být získaná volbou průřezových ploch Si a S2, kde S] je příčná průřezová plocha na horním konci spalovacího dolního pásma I oblasti v úrovni hustého fluidního lože a S? příčná průřezová plocha horního pásma II reaktoru, takže průřez hustého fluidního lože je tedy roven S2-S2, kde Si je příčná průřezová plocha na horním konci spalovacího dolního pásma I oblasti v úrovni hustého fluidního lože a S? příčná průřezová plocha horního pásma II reaktoru, takže průřez hustého fluidního lože je tedy roven S2-S1. Husté fluidní lože 13 představuje pásmo ΙΠ, přilehlé k horní části dolního pásma I, ve smyslu definice způsobu podle vynálezu. Průtok pevných látek recirkuluj ících ve výstupních potrubích vedeních 17 závisí také na tomto poměru průřezových ploch, neboť čím je rychlost ve spalovacím dolním pásmu I vyšší, tím větší bude průtok pevných částic na výstupu z tohoto pásma, a jelikož množství pevných látek sestupujících do spodní části horního pásma II nad hustým fluidním ložem závisí prakticky na velikosti příčné průřezové plochy S2, bude tím větší množství pevných látek zachycovaných fluidním ložem.
Zachycovací kapsa 14 s hustým fluidním ložem 13 tvoří ve smyslu definice zařízení podle vynálezu třetí úsek C.
Volba průřezové plochy (S2-S1) hustého fluidního lože 13 je tedy důležitým prvkem dimenzování reaktoru zařízení podle vynálezu. Zvýšením rychlosti plynů a koncentrace pevných látek ve spalovacím dolním pásmu určuje z velké části zlepšení homogenity koncentrací, která je získávána v oblasti spalování vzhledem ke koncentracím ve známém fluidním loži.
V praxi se získají výborné výsledky v případě spalovacích zařízení s práškovým uhlím, zvolí-li se poměr průřezových ploch S2<Si od 1,20 do 2.
Obr. 3A a 3B znázorňují spodní část reaktoru opatřeného dvěma hustými fluidními loži vymezovanými zachycovacími kapsami 14A, 14B v mezilehlé úrovni a připojenými recirkulačními potrubími 17A. 17B k základně spalovací oblasti nad fluidizační mříží 4. Formou příkladu je schematicky znázorněno potrubí 17B pro opětovné vhánění rozdělených pevných látek, obsahující sifon napájený ve své spodní části fluidizačním plynem. Je tak možné získat
-7CZ 285304 B6 vyšší poměr S2<Sb přičemž rozdíl S2-S1 je roven součtu průřezových ploch obou hustých fluidních loží. Reaktor neobsahuje hustá fluidní lože vedle svých postranních stěn J_8, 19 kolmých na výše uvedené, v řezové rovině kolmé na řezovou rovinu z obr. 3 A (rovina ΙΠΒ-ΙΠΒ).
Obr. 4A a 4B znázorňují dolní část reaktoru se třemi hustými fluidními loži, vymezovanými dvěma zachycovacími kapsami 14A a 14B pod stěnami 20, 21 z obr. 4A, a jednou zachycovací kapsou 14C pod stěnou 22 kolmou na výše uvedené stěně v rovině kolmé na rovinu z obr. 4A (rovina IVB-IVB z tohoto obrázku).
Obr. 5A a 5B znázorňují dolní část reaktoru se čtyřmi hustými dílčími odděleními 40 s fluidními loži, vymezovanými jednak dvěma zachycovacími kapsami 14A a 14B pod stěnami 20, 21 a dvěma zachycovacími kapsami 14C, 14D pod kolmými stěnami 22, 23.
Obr. 6A znázorňuje schematicky plochy pro výměnu tepla v hustých fluidních ložích. Tepelně výměnné prostředky 26, 27 ve formě závitů jsou uloženy po téměř celé výšce hustých fluidních loží. Obr. 6B je variantou uspořádání výměníků v hustých ložích z obr. 6A, znázorněných v řezu rovinou VIB-VIB tohoto obr. 6A, takže uvedené výměníky zaujímají větší část délky hustých fluidních loží. Obr. 6C je druhou variantou, uspořádání výměníků v hustých fluidních ložích z obr. 6A, znázorněných v řezu rovinou VIB-VIB tohoto obr. 6A, takže uvedené výměníky zaujímají větší část délky hustých fluidních loží. Obr. 6C je druhou variantou uspořádání výměníků v hustých fluidních ložích z obr. 6A. V této druhé variantě jsou obě hustá fluidní lože rozdělena každé do dvou oddělení. Takto krajní oddělení jsou obsazena tepelně výměnnými prostředky 26, 28 a 27, 29 a střední oddělení 30, 31 neobsahují trubky pro výměnu tepla.
Všechny tepelně výměnné prostředky 26, 27, 28, 29 a oddělení 30 a 31 jsou připojeny prostředky pro opětovné vhánění k dolní části reaktoru, jako potrubními vedeními 17, přičemž každá část má prostředky pro opětovné vhánění. Prostředky pro opětovné vhánění z oddělení 30 a 31 nejsou opatřeny prostředky pro řízení průtočného množství.
Sestava hustých fluidních loží, jaká jsou znázorněna na obr. 3 až 5 pracuje při maximální náplni reaktoru a podílí se na jeho chlazení. Při mezilehlých náplních je možné řídit chlazení různými prostředky (zastavení nebo modulace fluidizace, řízení průtoku pevných látek znovu vháněných do spodní části spodní oblasti), čímž se udrží v reaktoru optimální teplota blízká 850 °C, zajišťující nejlepší výkon při odstraňování síry. Když se výkon reaktoru zmenšuje, snižuje se teplota v reaktoru v důsledku existence příliš velké chladicí plochy. Modulace nebo zrušení výměny tepla v části oddělení hustých loží dovoluje zmenšit chlazení reaktoru a zachovat optimální spalovací teplotu ve větším rozmezí výkonů reaktoru, a v důsledku toho udržovat míru odstraňování síry na zvýšené hodnotě.
Obr. 2 obzvláště ukazuje, že při působení dvou faktorů, a to recyklování pevných částic do dolní části reaktoru a zvýšenou rychlost v dolní oblasti, kde probíhá spalování, dovoluje řešení podle vynálezu zajistit odpojení (které neexistuje ve známých reaktorech s cirkulujícím fluidním ložem) mezi homí oblastí, jejíž stěny jsou utvořeny trubkami pro výměnu tepla, kde se volí optimální rychlost plynu pro získání dobré výměny tepla bez eroze trubek pro výměnu tepla, a dolní spalovací oblastí, kde se volí rychlost plynů větší a kde se zajišťuje homogennější koncentrace pevných látek než ve známých cirkulujících fluidních ložích. Je-li například požadována rychlost 6 m/s v homí oblasti reaktoru, je možné pracovat s rychlostí ležící v rozmezí od 7,2 m/s do 12 m/s v jeho dolní oblasti.
I když zařízení pro realizaci reakce mezi plynem a rozděleným pevným materiálem, popsaná s odvoláním na obrázky se vztahují na zařízení pro spalování látek obsahujících uhlík, při chlazení reaktoru stěnami homí části tvořenými nebo obloženými trubky pro výměnu tepla bude zřejmé, že vynález se vztahuje také na jiné exotermní reakce, než je spalování, a dokonce se
- 8 CZ 285304 B6 reakce endotermické, jako je například kalcinace oxidu hlinitého, jakmile je požadováno zlepšit homogenitu koncentrací v dolní oblasti reaktoru a pracovat v této oblasti při zvýšených rychlostech, které se nehodí pro homí oblast. V případě endotermických reakcí je homí oblast samozřejmě bez trubek pro výměnu tepla v přímém kontaktu s materiály.

Claims (18)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce v reaktoru mezi nejméně jedním plynem a nejméně jedním pevným materiálem, rozděleným ve formě částic, při kterém se do spodní části reaktoru přivádí nejméně jeden proud částicového pevného materiálu a nejméně jeden proud fluidizačního a reakčního plynu v průtočných množstvích umožňujících vytvoření rychlé vzestupné cirkulace plynu a částicového pevného materiálu v reaktora, přičemž se plynné produkty reakce ve formě směsi plynu vystupujícího z reakce s unášenými pevnými částicemi kontinuálně odvádí z homí části reaktora do odlučovače, kde se odděluje plyn od pevných částic, plyn se odvádí a částicový materiál se zpětně recykluje do dolní části reaktora, vyznačený tím, že se vytvoří v dolním pásmu (I) reaktora fluidní lože s rychlou cirkulací se střední vzestupnou rychlostí fluidizačního plynu od 4,8 m/s do 1.2 m/s při prázdném reaktora a plném výkonu, a to s výškou dolního pásma (I) takovou, že doba pobytu tohoto plynu v dolním pásmu (I) při plném výkonu je od 0,24 do 4 sekund, a dále se vytvoří v horním pásmu (II) reaktora, výškově přímo navazujícím na dolní pásmo (I), fluidní lože s rychlou cirkulací, mající vzestupnou rychlost V fluidizačního plynu od 4 m/s do 10 m/s při prázdném reaktora a při plném výkonu, přičemž poměr této rychlosti k rychlosti fluidizačního plynu v dolním pásmu je od 1/2 do 1 1/2, přičemž výška horního pásma (Π) je taková, že doba pobytu fluidizačního plynu v tomto horním pásmu (II) je při plném výkonu od 2 do 10 sekund a koncentrace P na vrcholu horního pásma (II) je nejméně rovna 2 kg/m3, a současně se v pásmu (III), přilehlém k homí části dolního pásma (I) s rychle cirkulujícím fluidním ložem a odděleném od něj, vytvoří vháněním pomocného fluidizačního plynu husté fluidní lože (13) se vzestupnou rychlostí fluidizačního plynu od 0,3 m/s do 2,5 m/s při prázdném reaktora a plném výkonu, přičemž uvedené pásmo (III) s hustým fluidním ložem (13) přijímá současně částicový materiál znovu sestupující z horního pásma (II) podél nejméně jedné ze stěn reaktorového prostora, a částicový materiál pocházející z přilehlé homí části dolního pásma (I), a částicový materiál z uvedeného hustého fluidního lože (13) se kontinuálně znovu vhání do spodní části dolního pásma (I), přičemž průtočné množství znovu vháněného částicového materiálu pocházejí z pásma (ΙΠ) s hustým fluidním ložem (13) je větší než množství q = PxVxS2, kde P je koncentrace pevných částic ve vrcholové části horního pásma (Π), V je vzestupná rychlost fluidizačního plynu v horním pásmu (II) a S2 je vodorovný průřez horního pásma (II).
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se teplota v reaktora reguluje ovládáním fluidizace alespoň části hustého fluidního lože řízením průtočného množství pomocného fluidizačního plynu.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že se teplota hustého fluidního lože ovládá místním chlazení nebo ohřevem materiálu hustého fluidního lože.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že se opětovné vhánění částicového materiálu do dolního pásma (I) řídí ovládáním průtočného množství materiálu odváděného z jednotlivých zvolených částí hustého fluidního lože.
    -9CZ 285304 B6
  5. 5. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačené tím, že se jako částicový materiál přivádí materiálem bohatý na uhlík, který se podrobuje spalování v přítomnosti fluidizačního a reakčního plynu, bohatého na kyslík.
  6. 6. Zařízení pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, sestávající z reaktoru (1), opatřeného ve spodní části nejméně jedním přívodem (9) pevného částicového materiálu, nejméně jedním přívodem (8) reakčního a fluidizačního plynu, a opatřeného v jeho horní části nejméně jedním odváděcím vedením (50), spojujícím výstup reaktoru s odlučovacím ústrojím (IA), přičemž odlučovací ústrojí (IA) je opatřeno nejméně jedním vedením (IB) pro odvádění plynu opouštějícího reaktor, a nejméně jedním vedením (1C) pro recyklování částicového materiálu, spojujícím výstup pevných částic sdolní částí reaktoru, vyznačené tím, že reaktor obsahuje spodní úsek (A) pro fluidní lože dolního pásma, do jehož dolní části je zaústěn uvedený nejméně jeden přívod (9) částicového materiálu a uvedený nejméně jeden přívod (8) reakčního a fluidizačního plynu a dále horní úsek (B) pro fluidní lože horního pásma, výškově navazující na spodní úsek (A) a mající větší průřezovou plochu (S2) než je průřezová plocha (SQ horní části spodního úseku (A), přičemž v úrovni přechodu spodního úseku (A) do horního úseku (B) je umístěn podél nejméně jedné ze stěn reaktoru (1) nejméně jeden třetí úsek (C) vymezující zachycovací kapsu (14,14A, 14B, 14C, 14D) pro částicový materiál v hustém fluidním loži (13), oddělovanou přepážkou (13A) od spodního úseku (A) a směrem nahoru volně spojený s homím úsekem (B), opatřený nejméně jedním samostatným vháněcím vstupem (15) pomocného fluidizačního plynu a nejméně jedním výstupním vedením. (17), spojeným s dolní částí spodního úseku (A), pro opětovné vhánění částicového materiálu do fluidního lože spodního úseku (A).
  7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačené tím, že do spodního úseku (A) jsou dále vyústěny vháněcí vstupy (10, 11, 12) sekundárního plynu.
  8. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačené tím, že poměr průřezové plochy horního úseku (B), vymezovaného horní částí (3) pláště reaktoru, k průřezové ploše horní části spodního úseku (A), vymezované nahoru se rozšiřující dolní částí (2) pláště reaktoru, je od 1,2 do 2.
  9. 9. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6až8, vyznačené tím, že třetí úseky (C), vytvořené ve formě více zachycovacích kapes (14A, 14B, 14C, 14D) částicového materiálu, jsou umístěny ve stejné výškové úrovni A rozmístěny po obvodě reaktoru okolo středního prostoru.
  10. 10. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6 až 9, vyznačené tím, že v alespoň některých prostorech zachycovacích kapes (14, 14A, 14B, 14C, 14D) vymezujících třetí úseky (C), jsou umístěny tepelně výměnné prostředky (26, 27, 28, 29).
  11. 11. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6 až 10, vyznačené tím, že zachycovací kapsy (14,14A, 14B, 14C, 14D) jsou rozděleny přepážkami na dílčí oddělení (40).
  12. 12. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6ažll, vyznačené tím, že každá zachycovací kapsa (14, 14A, 14B, 14C, 14D) má samostatně ovladatelné výstupní vedení (17) směnitelným průtočným množstvím.
  13. 13. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6 až 11, vyznačené tím, že každé dílčí oddělení (40) zachycovacích kapes (14, 14A, 14B, 14C, 14D) má samostatně ovladatelné výstupní vedení (17) s měnitelným průtočným množstvím.
  14. 14. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6ažl2, vyznačené tím, že každá zachycovací kapsa (14, 14A, 14B, 14C, 14D) má samostatně ovladatelný přívod pomocného fluidizačního plynu s měnitelným průtočným množstvím.
    -10CZ 285304 B6
  15. 15. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6ažl3, vyznačené tím, že každé dílčí oddělení zachycovacích kapes (14, 14A, 14B, 14C, 14D) je opatřeno samostatně ovladatelným přívodem pomocného fluidizačního plynu s měnitelným průtočným množstvím.
  16. 16. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6 až 15 nebo 14, vyznačené tím, že ve stěně horní části (3) reaktoru, vymezující horní úsek (B), jsou umístěny tepelně výměnné prostředky pro výměnu tepla s tekutinou pro odpařování a/nebo zahřívání.
  17. 17. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 6ažl6, vyznačené tím, že v dolním úseku (A) reaktoru je nad přívodem (8) reakčního plynu umístěna mříž (4), nad níž leží přívod částicového materiálu (9) a vháněcí přívody (10, 11, 12) sekundárního plynu, umístěného v různých výškových úrovních.
  18. 18. Zařízení podle nároku 17, vyznačené tím, že nad mříží (4) je v úrovni přívodu (9) částicového materiálu zaústěn vstup recyklovaného částicového materiálu, napojený na recyklační vedení (IC) od odlučovače (IA).
CS911122A 1990-04-20 1991-04-19 Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění CZ112291A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9005060A FR2661113B1 (fr) 1990-04-20 1990-04-20 Dispositif de realisation d'une reaction entre un gaz et un materiau solide divise dans une enceinte.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ285304B6 true CZ285304B6 (cs) 1999-07-14
CZ112291A3 CZ112291A3 (cs) 1999-07-14

Family

ID=9395933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS911122A CZ112291A3 (cs) 1990-04-20 1991-04-19 Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění

Country Status (23)

Country Link
US (2) US5316736A (cs)
EP (1) EP0453373B1 (cs)
JP (1) JP2693864B2 (cs)
KR (1) KR0129711B1 (cs)
CN (1) CN1035158C (cs)
AT (1) ATE93747T1 (cs)
AU (1) AU635643B2 (cs)
BR (1) BR9105719A (cs)
CA (1) CA2057028C (cs)
CZ (1) CZ112291A3 (cs)
DE (1) DE69100318T2 (cs)
DK (1) DK0453373T3 (cs)
ES (1) ES2044694T3 (cs)
FI (1) FI104053B1 (cs)
FR (1) FR2661113B1 (cs)
HU (1) HU212995B (cs)
PL (1) PL167240B1 (cs)
RO (1) RO108422B1 (cs)
RU (1) RU2048904C1 (cs)
SK (1) SK279406B6 (cs)
WO (1) WO1991016130A1 (cs)
YU (1) YU47810B (cs)
ZA (1) ZA912947B (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4135582A1 (de) * 1991-10-29 1993-05-06 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Wirbelbettkuehler fuer eine anlage zum thermischen behandeln koerniger feststoffe in der wirbelschicht
FR2690512B1 (fr) * 1992-04-27 1994-09-09 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant comportant des échangeurs extérieurs alimentés par la recirculation interne.
JP3101631B2 (ja) * 1992-11-10 2000-10-23 フォスター ホイーラー エナージア オサケ ユキチュア 循環式流動床反応装置の作動方法および装置
US5406914A (en) * 1992-11-10 1995-04-18 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
US5341766A (en) * 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
FR2712378B1 (fr) * 1993-11-10 1995-12-29 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant à extensions de surface d'échange thermique.
EP0771402A1 (en) * 1994-07-15 1997-05-07 Aalborg Industries A/S A fluid-bed heat exchanger, fluid-bed combustion reactor systems and methods for the operation of a fluid-bed heat exchanger and a fluid-bed combustion reactor system
FR2735041B1 (fr) * 1995-06-07 1997-07-11 Gec Alsthom Stein Ind Reacteur a lits fluidises pour le traitement thermique des dechets
FR2758748B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
FR2758747B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
FI105236B (fi) * 1998-06-15 2000-06-30 Outokumpu Oy Syöttölaitteisto sulatusuuniin syötettävän syöttöseoksen esivalmistamiseksi
DE19937521A1 (de) * 1999-08-03 2001-02-15 Harald Martin Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen, Trennen, Klassieren und Zersetzen von Abprodukten
FR2896709B1 (fr) * 2006-02-02 2008-02-29 Alstom Technology Ltd Separateur de solides en particulier pour installation de combustion
FR2937886B1 (fr) * 2008-10-30 2011-05-20 Jean Xavier Morin Dispositif de lit fluidise a fluidisation rapide et a flux sature de solides circulants
FI122040B (fi) * 2009-11-10 2011-07-29 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja järjestely polttoaineen syöttämiseksi kiertoleijupetikattilaan
RS56057B1 (sr) * 2013-12-16 2017-09-29 Doosan Lentjes Gmbh Uređaj sa fluidizovanim slojem sa izmenjivačem toplote sa fluidizovanim slojem
CN112696665B (zh) * 2020-12-31 2022-03-29 华电国际电力股份有限公司天津开发区分公司 一种快速调节负荷升降速率的循环流化床锅炉

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779777A (en) * 1952-12-29 1957-01-29 Stanolind Oil & Gas Co Method for improving contact of gaseous reactants with catalyst
US4201541A (en) * 1974-06-03 1980-05-06 Fritz Schoppe Process and installation for the production of calcined material
DE2539546C3 (de) * 1975-09-05 1985-10-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien
US4165717A (en) * 1975-09-05 1979-08-28 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for burning carbonaceous materials
US4308806A (en) * 1978-04-05 1982-01-05 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Incinerator for burning waste and a method of utilizing same
US4474119A (en) * 1982-12-27 1984-10-02 Combustion Engineering, Inc. Fine particulate feed system for fluidized bed furnace
US4594967A (en) * 1985-03-11 1986-06-17 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating solids fluidized bed reactor and method of operating same
DK268885D0 (da) * 1985-06-13 1985-06-13 Aalborg Vaerft As Fluidiseret bed-reaktor og fremgangsmaade til drift deraf
DK158531C (da) * 1985-06-13 1990-10-29 Aalborg Vaerft As Fremgangsmaade til kontinuerlig drift af en cirkulerende fluidiseret bed-reaktor samt reaktor til anvendelse ved udoevelse af fremgangsmaaden
FI84855C (fi) * 1986-04-30 1992-01-27 Ahlstroem Oy Virvelbaeddsreaktor.
DK120288D0 (da) * 1988-03-04 1988-03-04 Aalborg Boilers Fluidbed forbraendigsreaktor samt fremgangsmaade til drift af en fluidbed forbraendingsreaktor
US4940007A (en) * 1988-08-16 1990-07-10 A. Ahlstrom Corporation Fast fluidized bed reactor
US4981111A (en) * 1989-11-28 1991-01-01 Air Products And Chemicals, Inc. Circulating fluidized bed combustion reactor with fly ash recycle

Also Published As

Publication number Publication date
CN1035158C (zh) 1997-06-18
DE69100318D1 (de) 1993-10-07
ES2044694T3 (es) 1994-01-01
FI104053B (fi) 1999-11-15
US5316736A (en) 1994-05-31
RU2048904C1 (ru) 1995-11-27
HUT61912A (en) 1993-03-29
EP0453373B1 (fr) 1993-09-01
KR0129711B1 (ko) 1998-04-06
PL167240B1 (pl) 1995-08-31
KR920702634A (ko) 1992-10-06
AU7795991A (en) 1991-11-11
FR2661113A1 (fr) 1991-10-25
CA2057028A1 (fr) 1991-10-21
SK112291A3 (en) 1995-08-09
JPH05501080A (ja) 1993-03-04
SK279406B6 (sk) 1998-11-04
DE69100318T2 (de) 1993-12-09
BR9105719A (pt) 1992-08-04
ZA912947B (en) 1992-01-29
PL293179A1 (en) 1992-08-10
YU47810B (sr) 1996-01-09
CA2057028C (fr) 1999-06-08
FR2661113B1 (fr) 1993-02-19
YU72491A (sh) 1994-04-05
HU212995B (en) 1997-01-28
CZ112291A3 (cs) 1999-07-14
US5453251A (en) 1995-09-26
HU914011D0 (en) 1992-03-30
WO1991016130A1 (fr) 1991-10-31
AU635643B2 (en) 1993-03-25
FI104053B1 (fi) 1999-11-15
DK0453373T3 (da) 1993-12-27
FI915961A0 (fi) 1991-12-18
JP2693864B2 (ja) 1997-12-24
CN1056443A (zh) 1991-11-27
ATE93747T1 (de) 1993-09-15
RO108422B1 (ro) 1994-05-31
EP0453373A1 (fr) 1991-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ285304B6 (cs) Způsob provádění exotermické nebo endotermické reakce a zařízení k jeho provádění
KR100291353B1 (ko) 유동층 반응기 시스템
EP0247798B1 (en) Fluidised bed reactor and method of operating such a reactor
US4165717A (en) Process for burning carbonaceous materials
EP0103613B2 (en) Fast fluidized bed boiler
US5505907A (en) Apparatus for treating or utilizing a hot gas flow
US5682827A (en) Fluidized-bed combustor
CN1016889B (zh) 流化床燃烧反应器及其运行方法
EP0587351B1 (en) Fluidized bed reactor system and method of operating same
KR100338695B1 (ko) 순환유동상반응기시스템및순환유동상반응기시스템을구동시키는방법
US5005528A (en) Bubbling fluid bed boiler with recycle
EP2414732B1 (en) Sealpot and method for controlling a solids flow rate therethrough
PL176693B1 (pl) Sposób i urządzenie do odzyskiwania ciepła z rozdrobnionego materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym
JP2551529B2 (ja) 大規模流動床反応器
CA1274422A (en) Fluidized bed reactor and method of operating same
KR100261720B1 (ko) 유동층 반응기 및 그 작동방법
JPH05223210A (ja) 二個の水平サイクロン分離器および内部再循環熱交換器を含む流動床蒸気反応器
EP0667832B1 (en) Method and apparatus for transporting solid particles from one chamber to another chamber
JP2939338B2 (ja) 流動床反応装置およびその製造方法
FI92955C (fi) Pyörrekerroslaitos
EP0398718B1 (en) Solids recycle seal system for a fluidized bed reactor
JPH03271605A (ja) 流動床ボイラ

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20030419