CZ295343B6 - Fluidní výměník tepla - Google Patents
Fluidní výměník tepla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ295343B6 CZ295343B6 CZ20001028A CZ20001028A CZ295343B6 CZ 295343 B6 CZ295343 B6 CZ 295343B6 CZ 20001028 A CZ20001028 A CZ 20001028A CZ 20001028 A CZ20001028 A CZ 20001028A CZ 295343 B6 CZ295343 B6 CZ 295343B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fluidized bed
- heated
- particles
- cooled
- space
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 11
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 abstract description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 abstract 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 6
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Ohřívaný fluidační prostor (1) a ochlazovaný fluidační prostor (2), které jsou v zařízení umístěny vedle sebe, jsou odděleny svislou teplostěnnou plochou (13). Ve spodní části fluidačních prostorů (1 a 2) jsou umístěny rošty (3 a 4), ve kterých jsou výpustní hrdla (7 a 8). Pod rošty (3 a 4) je situován přívod (5) proudu ohřívaného plynu a přívod (6) proudu ochlazovaného plynu, nad rošty (3 a 4) je ohřívaná fluidní vrstva (14) a chlazená fluidní vrstva (15), jejichž mezerovitost je dána v rozmezí 0,85 až 0,99. V horní části zařízení jsou plnicí hrdla (9 a 10) každého z fluidačních prostorů a zároveň na každý fluidační prostor (1 a 2) v této části zařízení navazují odvody (11 a 12) plynů, které jsou propojeny s odlučovači ulétajících částic. V alternativních řešeních má teplosměnná plocha (13) jednoduchý geometrický tvar, nebo je profilovaná, ke zvýšení rozměru plochy. Odlučovač ulétajících částic je umístěn ve fluidačním prostoru (1 a 2) nebo vně celého zařízení. Rošty (3 a 4) jsou umístěny ve stejné úrovni nebo jsou oproti sobě vzájemně svisle posunuty.ŕ
Description
(57) Anotace:
Ohřívaný fluidační prostor (1) a ochlazovaný fluidační prostor (2), které jsou v zařízení umístěny vedle sebe, jsou odděleny svislou teplostěnnou plochou (13). Ve spodní části fluidačních prostorů (1 a 2) jsou umístěny rošty (3 a 4), ve kterých jsou výpustní hrdla (7 a 8). Pod rošty (3 a 4) je situován přívod (5) proudu ohřívaného plynu a přívod (6) proudu ochlazovaného plynu, nad rošty (3 a 4) je ohřívaná fluidní vrstva (14) a chlazená fluidní vrstva (15), jejichž mezerovitost je dána v rozmezí 0,85 až 0,99. V horní části zařízení jsou plnicí hrdla (9 a 10) každého z fluidačních prostorů a zároveň na každý fluidační prostor (1 a 2) v této části zařízení navazují odvody (11a 12) plynů, které jsou propojeny s odlučovači ulétajících částic. V alternativních řešeních má teplosměnná plocha (13) jednoduchý geometrický tvar, nebo je profilovaná, ke zvýšení rozměru plochy. Odlučovač ulétajících částic je umístěn ve fluidačním prostoru (1 a 2) nebo vně celého zařízení. Rošty (3 a 4) jsou umístěny ve stejné úrovni nebojsou oproti sobě vzájemně svisle posunuty.
Fluid ní výměník tepla
Oblast techniky
Vynález se týká fluidního výměníku tepla, který slouží k výměně tepla mezi proudícími plyny, obsahujícími prachové částice.
Dosavadní stav techniky
Fluidní výměníky tepla se používají pro výměnu tepla mezi fluidačními tekutinami nebo mezi částicemi fluidních vrstev, zejména při vyšších teplotách. Pro chlazení jemných částic se nejčastěji používají zařízení s cirkulujícími fluidními vrstvami.
Zařízení s fluidní vrstvou rozdělenou na dvě části svislou přepážkou s otvory u hladiny fluidní vrstvy a nad fluidním roštem je popsáno v dokumentu WO 9620781. Teplo z první části fluidní vrstvy se odvádí jednak chlazenou přepážkou a jednak výměníkem tepla, ponořeným do druhé části fluidní vrstvy. Intenzita chlazení se řídí rychlostí průtoku částic otvory v chlazené přepážce.
Zařízení s cirkulující fluidní vrstvou hrubších částic, ve které vznikají nebo do které jsou dávkovány jemné částice, je popsáno v dokumentu WO 9427717. Jemné částice, které jsou z fluidní vrstvy vynášeny fluidační tekutinou, se po odloučení a ochlazení zavádějí zpět do fluidní vrstvy, kterou ochlazují.
Zařízení se dvěma propojenými cirkulujícími fluidními vrstvami je popsáno v dokumentu WO 9408194 a je určeno k výměně tepla mezi dvěma proudy plynů pomocí cirkulujících částic. V první cirkulující fluidní vrstvě se ochlazené částice ohřívají a snižují teplotu fluidační tekutiny, kterou se ohřáté částice vynášejí do odlučovače. Odloučené částice se dopravují do druhé cirkulující fluidní vrstvy, kde se ochlazují proudem fluidační tekutiny a případně i ve výměníku tepla. Ochlazené částice, vynášené z druhé cirkulující vrstvy fluidační tekutinou a zachycené v odlučovači, se mechanickým dopravníkem zavádějí zpět do první fluidní vrstvy.
Nevýhodou fluidního výměníku tepla podle WO 9620781 je nemožnost úplného oddělení obou proudů fluidační tekutiny a jemných práškových podílů, obsažených ve fluidní vrstvě, v případech, kdy jejich míšení je z technologických důvodů nepřípustné.
Podobně zařízení s jednou cirkulující vrstvou (např. WO 9427717) neumožní oddělený ohřev dvou fluidačních tekutin.
Zařízení se dvěma cirkulujícími fluidními vrstvami sice umožní oddělení ohřívaného a ochlazovaného proudu tekutiny, neumožní však úplné oddělení práškových hmot při jejich ohřevu a chlazení v cirkulujících fluidních vrstvách, protože část práškových hmot se zachytí v odlučovačích, takže z první cirkulující vrstvy se vnáší do druhé a z druhé podobně do první.
Podstata vynálezu
Podstata řešení fluidního výměníku spočívá v tom, že ohřívaný fluidační prostor a ochlazovaný fluidační prostor, které jsou v zařízení umístěny vedle sebe, jsou odděleny svislou teplosměnnou plochou. Ve spodní části fluidačních prostorů jsou umístěny bezpropadové rošty, ve kterých jsou výpustní hrdla. Pod bezpropadovými rošty je situován přívod proudu ohřívaného plynu s prachovými částmi a přívod proudu ochlazovaného plynu s prachovými částicemi. Nad bezpropadovými rošty je ohřívaná fluidní vrstva inertních částic a chlazená fluidní vrstva inertních částic, jejichž mezerovitost je dána v rozmezí 0,85 až 0,99, přičemž mezerovitost se rozumí poměr volného
- 1 CZ 295343 B6 objemu mezi částicemi fluidní vrstvy k celkovému objemu fluidní vrstvy. Pro tento typ fluidní vrstvy lze též použít pojmenování řídká fluidní vrstva.
V horní částí zařízení jsou plnicí hrdla každého z fluidačních prostorů, a zároveň na každý fluidační prostor v této části zařízení navazují odvody plynů, které jsou propojeny s oddělovači ulétajících částic „řídké“ fluidní vrstvy od prachu v proudu fluidační tekutiny. Variantě je oddělovač částic fluidní vrstvy umístěn ve fluidačním prostoru neboje umístěn vně celého zařízení.
Bezpropadové rošty jsou umístěny ve stejné úrovni nebo jsou bezpropadové rošty oproti sobě svisle posunuty.
Výhodou navrhovaného řešení je jeho užití v tom případě, kdy je v proudu plynů vyšší obsah prachových částic, až do množství 10 kg prachových částic/1 m3 plynu.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže specifikován na výkresech, kde na obr. 1 je podélný řez fluidním výměníkem, na obr. 2 je příčný řez dolní částí kruhového výměníku s kruhovou teplosměnnou plochou. Na obr. 3 je příčný řez kruhovým výměníkem s profilovanou teplosměnnou plochou a na obr. 4 je pravoúhlý tvar výměníku s teplosměnnou plochou.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Při žíhání kaolinu byl pro snížení spotřeby zemního plynu použit fluidní výměník podle vynálezu. V zařízení jsou ohřívaný fluidační prostor 1 a ochlazovaný fluidační prostor 2 umístěny vedle sebe a odděleny jsou svislou teplosměnnou plochou 13 kruhového tvaru. Ve spodní části fluidačních prostorů 1 a 2 jsou umístěny bezpropadové rošty 3 a 4 ve stejné úrovni a z nich jsou svisle spuštěny výpustní hrdla 7 a 8,jak je patrné z obr. 1, pod bezpropadovými rošty 3 a 4 je situován přívod 5 proudu ohřívaného plynu, který má kónicky tvar a přívod 6 proudu ochlazovaného plynu. Nad bezpropadovými rošty 3 a 4 se nachází ohřívaná „řídká“ fluidní vrstva 14 inertních částic a chlazená „řídká“ fluidní vrstva 15 inertních částic.
Nahoře mají zařízení plnicí hrdla 9 a 10 ke každému z fluidačních prostorů 1 a 2 a zároveň na každý fluidační prostor 1 a 2 navazují odvody 11 a 12 plynů. Ty jsou propojeny s oddělovači, které odlučují ulétající částice fluidní vrstvy, ale propouštějí prachové částice unášené proudem plynu. Oddělovače jsou umístěny v tomto případě vně celého zařízení.
Funkce zařízení je taková, že studená směs vzduchu s práškovitým kaolinem vstupuje do fluidního výměníku přívodem 5 a po rozdělení bezpropadovým roštem 3 se zavádí do ohřívané fluidní vrstvy 14 tvořené inertními částicemi. Z této fluidní vrstvy proudí ohřátá směs vzduchu s kaolinem přes ohřívaný fluidační prostor 1 a do odvodu 11 plynů. Horká směs spalin s práškovitým kaolinem vstupuje do fluidního výměníku přívodem 6 a po rozdělení bezpropadovým roštem 4 vstupuje do chlazené fluidní vrstvy 15, tvořené inertními částicemi.
Z chlazené fluidní vrstvy 15 proudí ochlazená směs práškovitého kaolinu se spalinami přes ohřívaný fluidační prostor 1 do odvodu 12 plynů. Teplosměnná plocha 13 odděluje ohřívanou fluidní vrstvu 14 od chlazené fluidní vrstvy 15. Plnění a doplňování úbytků inertních částic fluidních vrstev 14 a 15 se provádí plnicími hrdly 9 a J_0· Fluidní vrstvy 14 a 15 je možné při průtoku vzduchu nebo spalin odpouštět výpustními hrdly 7 a 8. Ohřívaná směs plynů a kaolinuje
-2CZ 295343 B6 odváděna do zařízení pro žíhání kaolinu. Ohřátá směs spalin s kaolinem se odvádí z fluidní vrstvy 15 k dalšímu využití, tudíž prachové částice oběma fluidními vrstvami 14, 15 pouze probíhají.
Příklad 2
Při vypalování práškovitého lupku ve fluidním ohništi byl použit fluidní výměník, jehož plášť má pravoúhlý tvar, jak je patrné z obr. 4. Stejně tak teplosměnná plocha 13 má pravoúhlý nepravidelný tvar, ke zvýšení její plochy a tím i účinnosti zařízení.
Příklad 3
Bylo použito zařízení, jehož podélný řez je patrný z obr. 1 a příčný řez z obr. 3. Celková plocha teplosměnné plochy 13 je několikanásobně vyšší než v příkladu 1. Tento typ zařízení byl užit pro ohřívání práškovitého kysličníku wolframu při jeho žíhání ve fluidním ohništi. Proudění směsi horkého oxidu wolframu s reakčními plyny a směsi studeného oxidu wolframu s vodíkem je stejné jako v prvním příkladu.
Claims (3)
1. Fluidní výměník tepla pro výměnu tepla mezi proudícími plyny s vysokým obsahem prachových částic, vyznačující se tím, že ohřívaný fluidační prostor (1) a ochlazovaný fluidační prostor (2), které jsou v zařízení umístěny vedle sebe, jsou odděleny svislou teplosměnnou plochou (13) a ve spodní části fluidačních prostorů (1 a 2) jsou umístěny bezpropadové rošty (3, 4), ve kterých jsou výpustní hrdla (7, 8) a zároveň je pod bezpropadovými rošty (3, 4) situován přívod (5) proudu ohřívaného plynu s prachovými částicemi a přívod (6) proudu ochlazovaného plynu s prachovými částicemi, nad bezpropadovými rošty (3, 4) je ohřívaná fluidní vrstva (14) inertních částic a chlazená fluidní vrstva (15) inertních částic, jejichž mezerovitost je dána v rozmezí 0,85 až 0,99, přičemž v horní části zařízení jsou plnicí hrdla (9, 10) každého z fluidačních prostorů, a zároveň na každý fluidační prostor (1, 2) v této části zařízení navazují odvody (11, 12) plynů, které jsou propojeny s oddělovači ulétaj ících částic fluidní vrstvy.
2. Fluidní výměník tepla, podle nároku 1, vyznačující se tím, že oddělovač částic fluidní vrstvy je umístěn ve fluidačním prostoru (1, 2) neboje oddělovač částic fluidní vrstvy umístěn vně celého zařízení.
3. Fluidní výměník tepla, podle nároků laž2, vyznačující se tím, že bezpropadové rošty (3, 4) jsou umístěny ve stejné úrovni nebojsou bezpropadové rošty (3, 4) oproti sobě svisle posunuty.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20001028A CZ295343B6 (cs) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | Fluidní výměník tepla |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20001028A CZ295343B6 (cs) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | Fluidní výměník tepla |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20001028A3 CZ20001028A3 (cs) | 2001-11-14 |
| CZ295343B6 true CZ295343B6 (cs) | 2005-07-13 |
Family
ID=5470030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20001028A CZ295343B6 (cs) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | Fluidní výměník tepla |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ295343B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109289716B (zh) * | 2018-10-19 | 2022-04-15 | 四川大学 | 气固流化反应器及用途及对c类粘性颗粒的流化反应方法 |
-
2000
- 2000-03-22 CZ CZ20001028A patent/CZ295343B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20001028A3 (cs) | 2001-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3672069A (en) | Fluidized-bed cooler and method of cooling particulate solid material | |
| JP2818236B2 (ja) | 流動床冷却器、流動床燃焼反応器および該反応器の操作法 | |
| JP3025020B2 (ja) | 循環式流動床反応装置および該装置の運転方法 | |
| US4796691A (en) | Fluidized bed heat exchange apparatus | |
| PL176693B1 (pl) | Sposób i urządzenie do odzyskiwania ciepła z rozdrobnionego materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym | |
| CZ291609B6 (cs) | Reaktorový systém s fluidními loži a způsob řízení tohoto systému | |
| JPS6217508A (ja) | 蒸気発生装置及びその運転方法 | |
| PL180911B1 (pl) | Komora spalania z obiegowym złożem fluidalnym | |
| KR102605385B1 (ko) | 루프시일 열 교환기를 갖춘 순환식 유동층 보일러 | |
| CN212133361U (zh) | 一种粉体流化冷却器 | |
| WO1990002293A1 (en) | Composite circulation fluidized bed boiler | |
| CZ295343B6 (cs) | Fluidní výměník tepla | |
| 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 | |
| CA2145084C (en) | Method and regenerator for regenerative heat transfer | |
| EP0144324A1 (en) | Heat exchange between gas-solids mixtures | |
| JPH0830566B2 (ja) | 循環型流動層ボイラ | |
| JP5406562B2 (ja) | 流動床炉及びそれを備える流動床ボイラ | |
| US4408656A (en) | Countercurrent heat exchanger for two streams of solids using heat pipes | |
| SU964355A2 (ru) | Воздухоподогреватель с сыпучим промежуточным теплоносителем | |
| EP0235996A1 (en) | Heat exchangers | |
| JPH01217194A (ja) | 流動床熱交換器 | |
| JP3807060B2 (ja) | 異形炉底用ホッパー | |
| FI92955C (fi) | Pyörrekerroslaitos | |
| CN109556428A (zh) | 一种增加高温颗粒料层空隙率的气固换热装置及换热方法 | |
| JPS5854359B2 (ja) | 充てん層式熱交換器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20090322 |