CZ296391B6 - Zpusob a zarízení pro zpracování loze cásticovéhomateriálu - Google Patents

Abstract

Loze (6, 78) cásticového materiálu, jez je podporováno dnem (9, 75) rozdelujícím plyn, vyuzívající plynu pro zpracování, jenz je veden pres kanály (19, 35, 77) zpusobem rozdeleným na úseky do loze a smerován nahoru skrze dno rozdelující plyn a lozemateriálu z jedné anebo více komor (15, 76), lezících pod kanály. Tok plynu pro zpracování kazdým kanálem (19, 35, 77) je regulován prostrednictvím prutokového regulátoru (21), zajisteného v kazdém kanále. Tímto se dosahuje toho, ze celkový pokles tlaku pres dno rozdelující plyn muze být snízen, zetok plynu pro zpracování skrze loze materiálu je rozdelován v zádoucím a dobre definovaném zpusobu pres celé dno rozdelující plyn, bez ohledu na slození materiálu loze a jeho distribuci na nem, a predchází se v nem tvorbe chodbicek.

Description

Lože (6,78) částicového materiálu, jež je podporováno dnem (9, 75) rozdělujícím plyn, využívající plynu pro zpracování, jenž je veden přes kanály (19,35,77) způsobem rozděleným na úseky do lože a směrován nahoru skrze dno rozdělující plyn a lože materiálu zjedné anebo více komor (15,76), ležících pod kanály. Tok plynu pro zpracování každým kanálem (19, 35,77) je regulován prostřednictvím průtokového regulátoru (21), zajištěného v každém kanále. Tímto se dosahuje toho, že celkový pokles tlaku přes dno rozdělující plyn může být snížen, že tok plynu pro zpracování skrze lože materiálu je rozdělován v žádoucím a dobře definovaném způsobu přes celé dno rozdělující plyn, bez ohledu na složení materiálu lože a jeho distribuci na něm, a předchází se v něm tvorbě chodbiček.

I____

Způsob a zařízení pro zpracování lože částicového materiálu

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu pro zpracování lože částicového materiálu, které je podpíráno dnem rozdělujícím plyn, zahrnující vedení plynu přes jednotlivé kanály a směrování nahoru, skrze dno rozdělující plyn, do lože materiálu z jedné anebo více komor ležících pod kanály. Vynález se rovněž týká zařízení k provádění způsobu podle tohoto vynálezu.

Dosavadní stav techniky

V rámci průmyslového sektoru existují početné příklady zařízení, která obsahují dna rozdělující plyn. Jako jejich neomezující příklad je možno zmínit reaktory s fluidním ložem, chemické reaktory, sušicí zařízení, výměníky tepla plyn-tuhé těleso a ostatní.

V podstatě jsou funkcemi tohoto dna rozdělujícího plyn podporovat lože daného materiálu a rozdělovat příslušný plyn, a fluidizovat stejnoměrně přes celé toto lože. Konstrukce dna rozdělujícího plyn má rovněž svou důležitost jak pro fyzikální, tak chemickou účinnost daného lože. Dnes je celkově uznávanou a reluktančně potvrzenou skutečností, že k zajištění stejnoměrné distribuce plynu přes celé dno je vyžadován relativně velký pokles tlaku přes dno rozdělující plyn, protože nepatřičná distribuce toku plynu často vede k malému kontaktu plyn-tuhé těleso a k tvorbě chodbiček (či tunelování) v tomto loži. Často se dno rozdělující plyn vyznačuje vztahem mezi poklesem tlaku přes toto dno a poklesem tlaku přes dané lože. V technické literatuře se typicky doporučuje, aby toto dno rozdělující plyn bylo konfigurováno tak, že tento vztahuje 0,40 anebo vyšší, tj. pokles tlaku přes dno je alespoň 40 % poklesu tlaku přes lože materiálu. Avšak tento relativně vysoký pokles tlaku přes dno rozdělující plyn s sebou nese nadbytečně vysokou spotřebu energie větrákové instalace, která žene plyn skrze dané zařízení. Příkladem zařízení, které obsahuje dno rozdělující plyn, je roštový chladič pro chlazení například cementového slínku. V takovém chladiči je primárním cílem dosáhnout příznivého stupně tepelné výměny mezi slínkem a chladicím plynem, takže v podstatě veškerá tepelná energie obsažená v horkém slínku může být navrácena v chladicím plynu do systému dané pece, zatímco ve stejném momentu je slínek vypouštěn z chladiče při teplotě, jež je velmi blízká okolní teplotě. Předběžnou podmínkou k dosažení příznivého stupně tepelné výměny je to, že tok chladicího plynu skrze slínek je dobře definován.

V souvislosti s chlazením cementového slínku, jenž je vypouštěn z pece instalované před chladičem, se však zjistilo, že slínek na chladicím roštu není vždy stejnoměrně rozdělen. Namísto toho je zde tendence k tomu, že slínek je distribuován tak, že jeho větší kusy jsou převážně umístěny na jedné straně chladiče, zatímco jeho jemnější kusy jsou umístěny na druhé straně. Rovněž tloušťka lože slínku v chladiči může vykazovat variace jak podélně tak příčně. Protože je pro chladicí plyn snadnější pronikat ložem z větších slínkových kusů a/nebo tenčím ložem v porovnání s penetrací lože z jemnějších slínkových kusů a/nebo tlustšího lože, a protože zcela přirozeně chladicí plyn bude vždy sledovat dráhu nejmenšího odporu, jakákoli taková nerovnoměrná distribuce slínku má často za následek, že jemnější slínkový materiál není dostatečně ochlazen, čímž způsobuje, že se v chladiči vytvářejí horké zóny, tak zvané „rudé řeky“. Taková nerovnoměrná distribuce slínku s sebou rovněž může nést to, že chladicí plyn v plochách, kde se setkává s nejmenším odporem, bude jednoduše daný materiál odfukovat a vytvářet chodbičky, jimiž bude chladicí plyn unikat bez jakékoli výměny tepla hodné povšimnutí se slínkovým materiálem. Za takových podmínek tudíž není možno dosáhnout optimální účinnosti provozu chladiče.

Aby se zmenšil význam nerovnoměrného pronikání slínkového lože chladicím plynem, a k zajištění rovnoměrněji rozdělovaného toku chladicího plynu přes celý povrch roštu, bylo navrženo, aby bylo dno rozdělující plyn zajištěno takovým způsobem, že dno samo bude klást větší odpor

-1 CZ 296391 B6 pronikání chladicího plynu. Avšak toto řešení s sebou nese velký pokles tlaku přes dno, zahrnující podstatné náklady pro zřízení a provoz větrákové instalace. Zároveň to nevylučuje problémy, pokud jde o tvorbu chodbiček.

Z EP-A 0 442 129 je znám způsob a roštový chladič, prostřednictvím něhož se nárokuje, že výše uvedený problém je minimalizován dodáváním přídavného chladicího plynu v pulzech do ploch lože, ve kterých je teplota vyšší než v obklopujících plochách lože, čímž jsou prvně zmíněné plochy lože chlazeny dále a vystaveny rovněž míchání. Zřetelnou nevýhodou tohoto známého řešení je relativně drahý a komplikovaný způsob, v němž je prováděna řídicí operace pro dodávku dodatečného chladicího plynu. Ovládání zahrnuje to, že je měřena teplota celé povrchové plochy lože materiálu a zaznamenávána za účelem stanovení teplotního profilu, jenž prostřednictvím počítací a ovládací jednotky formuje celkovou bázi pro řízení množství ventilů, jež vpouštějí, respektive uzavírají, dodávku přídavného chladicího plynu do trysek, které jsou namontovány pod dnem rozdělujícím plyn ve strukturovaném vzoru. Rovněž míchání lože materiálu může mít negativní účinek na účinnost tohoto chladiče.

Druhým příkladem zařízení, které obsahuje dno rozdělující plyn, je pec s fluidním ložem, jež se používá například v teplárnách a elektrárnách. Ve fluidním loži je primárním cílem zajistit účinné spalování vstupního paliva za stabilních a optimálních provozních podmínek. V tomto kontextu je předběžnou podmínkou, aby fluidní plyn byl stejnoměrně rozdělován přes celé lože.

V peci s fluidním ložem existují známé problémy s vytvářením chodbiček (či „tunelů“), které jsou podobné těm popsaným ve spojení s příkladem chladiče. V peci s fluidním ložem se má rovněž zato, že tento problém je přičitatelný skutečnosti, že tloušťka tohoto lože není stejnoměrná, čímž se způsobuje pronikání fluidního plynu se samoenergizujícím účinkem ložem v bodě s nejmenší tloušťkou, a tudíž bodem nejmenšího odporu. Aby se tento problém minimalizoval a docílilo stejnoměrnější distribuce fluidního plynu, bylo zajištěno dno rozdělující plyn podobným způsobem, jako je provedeno v chladiči slínku, takže klade větší odpor pronikání fluidního plynu. Bylo však zjištěno, že ani v pecích s fluidním ložem toto řešení nevede k eliminaci tohoto problému v pojmech chodbičkových formací.

Cílem tohoto vynálezu je poskytnout způsob stejně jako zařízení pro zpracování (úpravu) lože částicového materiálu, jejichž prostřednictvím může být dosaženo příznivých a stabilních provozních podmínek, bez jakékoli tvorby chodbiček, čímž se současně snižují provozní náklady příslušné větrací instalace.

Podstata vynálezu

US-A 4 728 287 a US-A 4 762 489 uvádějí způsob pro zpracování (úpravu) lože částicového materiálu, které je podporováno dnem rozdělujícím plyn, využívajícího plynu pro zpracování, jenž je veden přes kanály způsobem rozděleným na úseky a směrován nahoru skrze dno rozdělující plyn a lože materiálu z jedné anebo více komor ležících pod kanály; tok plynu pro zpracování je regulován prostřednictvím průtokového regulátoru zajištěného v každém kanále, a podle tohoto vynálezu se tento způsob vyznačuje tím, že každý průtokový regulátor je automaticky pohyblivý v přímé reakci na stav toku plynu v příslušném kanále. Vynález rovněž obsahuje zařízení pro zpracování lože částicového materiálu, toto zařízení obsahuje dno rozdělující plyn pro podporu lože ke zpracování a opatřené množstvím kanálů pro dodávání plynu pro zpracování způsobem rozděleným na úseky z jedné anebo více komor ležících pod kanály, každý kanál má příslušný průtokový regulátor, vyznačující se tím, že každý průtokový regulátor je automaticky pohyblivý v přímé reakci na stav toku plynu v příslušném kanále.

Tímto se dosahuje toho, že celková ztráta tlaku přes dno rozdělující plyn může být snížena, že tok plynu pro zpracování skrze lože materiálu je rozdělován v žádoucím a dobře definovaném

-2CZ 296391 B6 způšóbu přes celé dno rozdělující plyn, bez ohledu na složení lože materiálu a distribuci na něm, a že se předchází tvorbě chodbiček v něm. To je důsledkem automatické regulace toku plynu, jež je nepřetržitě prováděna v každém kanále v přímé reakci na tok plynu během provozu tohoto zařízení. V případě změny ve složení materiálu a/nebo tloušťky lože v ploše lože materiálu, nesoucí s sebou například pokles úrovně rezistence vůči pronikání plynu v této ploše, což je typické ve spojení s počátkem tvorby chodbiček v ní, bude regulátor toku v daném kanále pod konkrétní plochou normálně zajišťovat, že plocha průtoku v tomto kanále je snížena tak, že tok plynu tímto kanálem nestoupá, ale namísto toho je snížen anebo alespoň udržován stálým. To umožní materiálovému loži, aby se samo vytvářelo znovu, zatímco se současně zajišťuje, že skrze lože v této konkrétní ploše lože je směrován pouze objem plynu potřebný ke zpracování.

V opačném případě, kde se rezistence lože zvyšuje, například jako důsledek tlustšího lože, regulátor toku zajistí zvýšenou průřezovou plochu průchodu ve vespodu ležícím kanále, a tím, že tok plynu touto plochou není omezen, je ale místo toho zvýšen anebo alespoň udržován stálým. Tedy vyjádřeno jinými slovy, může být řečeno, že každý průtokový regulátor kompenzuje (vyrovnává) změny v odporu lože materiálu ležícího nahoře proti toku plynu, takže nej lepší možné větrání je udržováno za nejnižšího možného poklesu tlaku.

Tudíž ačkoli tento vynález může být použit pro získání žádoucího toku plynu v jakékoli situaci, bez ohledu na to, jaký tok plynu může být, je přednostně uspořádán tak, že v rámci provozního rozpětí se tok plynu nezmenšuje ani nezvětšuje, když se poklesy tlaku přes část lože ležící nahoře zvyšují nebo zmenšují.

Obzvláště proud plynu skrze každý kanál může být regulován tak, že se zvyšuje, když je pokles tlaku přes část lože ležící nahoře zvýšen, a naopak se zmenšuje, když je pokles tlaku přes nahoře ležící část lože snížen. Alternativně tato regulace může být taková, že tok plynu je udržován v podstatně stálý za jakéhokoli poklesu tlaku nastávajícího přes část lože ležící nahoře.

Ve spojení s roštovým chladičem se takto dosáhne toho, že daný materiál je stejnoměrně chlazen na žádoucí teplotu, že tepelná rekuperace je uspokojující, a že se předchází tvorbě chodbiček v něm. Ve spojením s fluidním ložem se takto dosahuje toho, že toto fluidní lože vykazuje stabilnější chování bez jakékoli tendence k vytváření chodbičkových formací.

Někdy může být z různých důvodů výhodné u jistých typů zařízení mít větší tok plynu pro zpracování v jedné či několika specifických plochách v porovnání s jinými plochami, a tudíž podle tohoto vynálezu je možné provádět nepřetržité či přerušované úpravy nastavení základní hodnoty každého průtokového regulátoru za účelem dosažení žádoucích charakteristik toku.

Úprava nastavení základní hodnoty průtokových regulátorů může být prováděna manuálně anebo automaticky s použitím měřicího a monitorovacího zařízení, které je připojeno k řídicí jednotce.

V jednoduchém designu může být každý průtokový regulátor typu, jenž obsahuje jeden nebo několik proměnných. Venturiho trubici podobných tryskových prostředků, jež samy vytvářejí proměnné omezovače omezující proud.

V tomto kontextu výraz „Venturiho trubici podobné tryskové prostředky“ se týká trysky, v níž tlak proti proudu trysky je z větší části obnoven po proudu trysky.

V rozšířeném designu může být každý „Venturiho trubici podobný prostředek“ rovněž odděleně připojen prostřednictvím spojovacího prostředku k měnitelnému omezovacímu prostředku.

V ještě jednom stejně jednoduchém designu může být každý průtokový regulátor typu, který obsahuje jeden nebo několik proměnných clonových tryskových prostředků.

-3CZ 296391 B6

V torilto kontextu se výraz „clonové tryskové prostředky“ týká trysky, ve které pokles tlaku přes trysku není obnoven po proudu této trysky.

Každý clonový tryskový prostředek může být navržen tak, že obsahuje alespoň dva prostředky omezování toku, které ve spojení definují alespoň jeden tryskový otvor, a že alespoň jeden z prostředků omezujících tok plynuje posunovatelný ve vztahu k druhému(ým) a připojen k prostředku generujícímu tento posun.

Tyto prostředky posunu mohou být poskytnuty jakýmkoli vhodným způsobem, ale upřednostňuje se, že každý prostředek obsahuje pohyblivou destičku, na jejíž jedné straně převládá tlak Pi proti proudu otvoru trysky, a na jejíž druhé straně převládá tlak P₂ po proudu otvoru trysky, a že pohyblivá destička je přímo anebo nepřímo připojena k prostředkům řídícím charakteristiku.

Dále se upřednostňuje, aby prostředky omezující tok plynu byly konfigurovány tak, že celková plocha otevření trysky pro jakýkoli tlakový diferenciál (rozdíl), převládající přes trysku v rámci specifického provozního rozpětí, přesně vede k žádoucímu toku plynu skrze daný kanál. Protože proces podléhá proměnným provozním prostředím, bylo by výhodné, aby byl každý průtokový regulátor individuálně nastavitelný. Tudíž každý jeden průtokový regulátor může obsahovat prostředky pro úpravu nastavení své základní hodnoty.

Toto zařízení může též obsahovat měřicí a monitorovací zařízení, jež je připojeno přes řídicí jednotku k nastavovacím prostředkům každého průtokového regulátoru.

Přehled obrázků na výkresech

Tento vynález bude nyní dále podrobně popsán pomocí odkazů na připojené schematické výkresy, v nichž:

Obr. 1 - znázorňuje první ztvárnění průtokového regulátoru, jenž může být použit podle tohoto vynálezu.

Obr. 2 - znázorňuje druhé ztvárnění průtokového regulátoru, jenž může být použit podle tohoto vynálezu.

Obr. 3 - znázorňuje třetí ztvárnění průtokového regulátoru, jenž může být použit podle tohoto vynálezu.

Obr. 4 - znázorňuje čtvrté ztvárnění průtokového regulátoru, jenž může být použit podle tohoto vynálezu.

Obr. 5 - znázorňuje páté ztvárnění průtokového regulátoru, jenž může být použit podle tohoto vynálezu.

Obr. 6 - znázorňuje provozní křivky pro tok plynu kanálem se specifickým průtokovým regulátorem, respektive bez jakéhokoli regulátoru.

Obr. 7 - znázorňuje boční pohled na první typ roštového chladiče, jenž obsahuje průtokové regulátory podle tohoto vynálezu.

Obr. 8 - znázorňuje část ještě jednoho typu roštového chladiče, jenž rovněž obsahuje průtokové regulátory podle tohoto vynálezu.

Obr. 9 - znázorňuje pec s fluidním ložem, jež obsahuje průtokové regulátory podle tohoto vynálezu.

-4CZ 296391 B6

Příklady provedení vynálezu

Na obrázcích 1 až 5 je znázorněno pět neomezujících příkladů jednoduchých, nenákladných a mechanických průtokových regulátorů 21, které mohou být použity podle tohoto vynálezu.

Průtokové regulátory 21 znázorněné na obr. 1 až 3 jsou typu, jenž obsahuje jeden nebo několik Venturiho trubici podobných tryskových prostředků, kdežto průtokové regulátory 21 znázorněné na obr. 4 a 5 jsou typu, který obsahuje jeden anebo několik clonových tryskových prostředků.

Průtokový regulátor 21 znázorněný na obr. 1, obsahuje jeden nebo několik Venturiho trubici podobných částí 45 trysky, jež je každá namontovaná na svém jednom zakončení přes ramena 46 pro otáčení okolo osy 43, upevněné ve stěně regulátoru. Každá část trysky 45 zaujímá proměnnou část plochy průchodu a tudíž sama působí jako proud omezující prostředek 44, jenž se během provozu pohybuje mezi první a druhou extrémní (nejzazší) polohou v reakci na určité převládající tlakové podmínky v regulátoru. Ve své první extrémní poloze, která je znázorněna nepřerušovanou čarou na obrázcích, část trysky 45 omezuje v minimálním rozsahu tok chladicího plynu skrze regulátor 21, kdežto ve své druhé extrémní poloze, znázorněné čárkovanou čárou, tato omezuje tok v maximálním rozsahu. Aby se části trysky 45 zabránilo úplnému uzavření toku chladicího plynu, a k umožnění úpravy druhé extrémní polohy části trysky 45, regulátor obsahuje zarážecí a upravující prostředek 51, například v podobě šroubu.

Regulátor 21 rovněž obsahuje řídicí prvek vnější momentové charakteristiky, zde znázorněný v podobě pružiny 52.

Průtokový regulátor 21 znázorněný na obr. 2 obsahuje výkyvný prostředek 41, jenž se může pohybovat mezi první a druhou extrémní polohou otáčením okolo osy 43. Na obrázku je znázorněn výkyvný prostředek 41 ve své první extrémní poloze. Na jednom zakončení se výkyvný prostředek 41 skládá z Venturiho trubici podobné části trysky 45, a na svém druhém zakončení se skládá z omezovači části 44, jež ve znázorněném ztvárnění obsahuje dvě žaluzie 47, jež jsou přes spojující ramena 46 připojeny k části trysky 45. Spojující ramena 46 omezují právě naprosto jasně tok plynu skrze regulátor 21. Dvě dodatečné žaluzie 48, jež pracují interaktivně se žaluziemi 47 omezovačích prostředků 44, jsou zajištěny na stěně tohoto regulátoru proti žaluziím 47. Aby se předešlo unikání chladicího vzduchu za koncovými částmi 45 a 47 výkyvného prostředku 48 potom, co se posunul ze své první extrémní polohy, jsou stěny regulátoru opatřeny doplňkovými výdutěmi 49 a 50 pro přizpůsobení se koncovým částem 47 a 50 v první extrémní poloze výkyvného prostředku 41. Průtokový regulátor 21 může rovněž, podobně jako ten znázorněný na obr. 1, obsahovat zarážecí a upravující prostředek 51, neznázoměný, a vnější torzní charakteristiku 52, zde znázorněnou v podobě torzního ramene 53 a pružiny 52, jež je připevněna k hřídeli 43 a rámu zařízení označeného 55.

Průtokový regulátor 21, znázorněný na obr. 3, rovněž obsahuje proměnnou, Venturiho trubici podobnou část 45 trysky, jež je přes spojovací rameno 45, otočná okolo osy 43 připojena k omezovacímu prostředku 44. Tento průtokový regulátor 21 může také, jako výše zmíněné regulátory, obsahovat zarážecí a upravující prostředek 51, neznázoměný, a vnější torzní charakteristiku 52, zde znázorněnou v podobě torzního ramene 56, jež obsahuje nastavitelné závaží 57, a je připojeno k ose 43.

Průtokové regulátory 21 znázorněné na obr. 1, 2 a 3, pracují následujícím způsobem. Jestliže jsou tlakové podmínky před a za regulátorem 21 změněny tak, že tok plynu, označený šipkou, skrze tento regulátor je skutečně změněn, trysková část 45 bude, například v případě skutečného zvýšení toku, k němuž může dojít, jestliže je odpor lože materiálu vůči toku plynu omezen, vystavena menšímu statickému tlaku a bude tudíž mít tendenci se na obrázcích pohybovat doleva. Ve ztvárnění znázorněném na obr. 1, bude takto omezující prostředek 44 bezprostředně omezovat tok plynu omezením plochy průchodu, zatímco omezovači prostředky 44 ve ztvárněních na

-5CZ 296391 B6 obr. 2 a 3 prostřednictvím spojujícího ramene či ramen 46 tímto budou tlačeny ve směru doprava na těchto obrázcích, takto omezujíce tok plynu prostřednictvím omezení plochu průchodu.

Průtokový regulátor 21 znázorněný na obr. 4 a 5, oba obsahují clonové části 90 trysky, jež se skládají ze dvou překrývajících se destiček 91 a 92. Destička 91, jež je připojena ke stěně kanálu, je opatřena otvorem, takto formujíce ve spojení s destičkou 92, jež je schopná reciprokujicí činnosti, jak je znázorněno dvojitou šipkou, proměnitelné otevření 93. Ve ztvárnění znázorněném na obr. 4 jsou destičky 91 a 92 vyrobeny z rovinných destiček, zatímco ve ztvárnění znázorněném na obr. 5 jsou vyrobeny ze zakřivených destiček se společnou středovou osou zakřivení 97.

V obou ztvárněních je posunutí destičky 92 rovněž ovlivněno prostřednictvím pohyblivé destičky 94 k ní připojené, a kterážto destička 94 je automaticky pohybována a upravována jako funkce tlakového rozdílu P1-P2 přes trysku, když na jedné straně destičky převládá tlak £1 proti proudu otvoru trysky, zatímco na druhé straně destičky převládá tlak P₇ po proudu otvoru 93 trysky. Obě ztvárnění rovněž obsahují destičku 96 pro oddělování dvou tlakových prostoru. Aby se dosáhlo žádoucího provozního zakřivení pro trysku, pohyblivá destička 94 je přímo anebo nepřímo připojena k řídicímu prvku 95 vnější charakteristiky.

Ve ztvárnění znázorněném na obr. 4 je destička 94 konfigurována pro příčné posunutí ve vztahu k pevné destičce 96 a připojena k pružině 95, jež opět je připojena ke stěně daného kanálu. Ve ztvárnění znázorněném na obr. 5 je destička 94 otočně uložena na jednom zakončení okolo linie 97 a opatřena na svém druhém zakončení závažím 95.

Obě ztvárnění mohou být konfigurována tak, že budou vyhovovat jakékoli žádoucí korelaci mezi tokem plynu tryskou a tlakovým poklesem přes trysku. V praxi to může být provedeno výpočtem, založeným na množství různých tlakových diferenciálů P1-P2 a tudíž rozdílných polohách rovnováhy posunovatelné destičky 92, plochy otvoru 93 potřebné k dosažení žádoucího toku plynu pro každý konkrétní tlakový rozdíl. Na základě těchto výpočtů plochy je možné stanovit určitou konfiguraci, či jinými slovy, podélné a příčné rozměry zahloubení v destičce 91.

Na obr. 4 i 5 je toto zahloubení a tudíž otvor trysky 93 konfigurováno tak, že absolutní změna plochy otvoru trysky 93 je redukována zvýšeným posunem destičky 92 ve směru doleva na těchto obrázcích.

Na obr. 6 provozní křivky označují korelaci mezi poklesem tlaku přes a tokem plynu skrz kanál, který obsahuje konkrétní průtokový regulátor, křivka 1, a kanál bez tohoto regulátoru, křivka 2. Křivka 3 označuje otvor toku v kanálu s regulátorem. Z křivky 2 se jeví, že tlakový pokles přes kanál bez regulátoru se zvyšuje, když je tok plynu zvýšen. Protože větrací instalace udržuje konstantní tlakový pokles pro konkrétní kanál, může být učiněn závěr, že tok plynu skrze daný kanál a tudíž skrze lože materiálu se zmenšuje, když se tlakový pokles přes lože materiálu zvětšuje, k čemuž dochází, když se tloušťka lože zvýší, a naopak že stoupá, když se tlakový pokles přes toto lože zmenšuje, k čemuž dochází, když se tloušťka lože sníží. To je nežádoucí, protože to může způsobovat výše uvedené problémy vyjádřené špatným kontaktem plyn-tuhé těleso a tvorbou chodbiček v materiálu.

Připojením průtokového regulátoru v kanále, jako je jeden z regulátorů popsaných výše, bude možno získat provozní křivku podobnou té znázorněné na křivce 1. Jak se zdá, křivka 1 má interval A až B, uvnitř kterého se tok plynu tímto kanálem zmenšuje, když se tlakový pokles přes kanál zvětšuje. S celkovým tlakovým poklesem přes kanál konstantním to znamená, pokud bude provoz udržován v rámci intervalu A až B, že tok plynu skrze tento kanál, a tudíž skrze lože materiálu, bude stoupat, když se tlakový pokles přes toto lože zvětšuje, a že bude naopak klesat, když bude tlakový pokles přes lože zmenšen. Z toho plyne, že výše uvedené problémy vyjádřené špatným kontaktem plyn-tuhé těleso a tvorba chodbiček v materiálu, budou eliminovány či alespoň podstatně sníženy. Sklon intervalu křivky A až B označuje intenzitu, s níž daný regulátor

-6CZ 296391 B6 reaguje na specifickou tlakovou žthěnu. Od bodu B na křivce £ a ve směru dopřávaje regulátor uzavřen v maximálním rozsahu, jak je zřejmé z křivky 3, a tudíž tok plynu skrze kanál závisí na únicích, jsou-li nějaké, a na minimální plose průchodu, jež byla zvolena.

Na obr. 7 je znázorněn roštový chladič £, který obsahuje zakončení vstupu 5 a zakončení výstupu

7. Roštový chladič £ je připojen k rotační peci 3, ze které odebírá horký materiál, který má být ochlazen. Materiál z rotační pece dopadá na dno 9 rozdělující plyn v chladiči £ a pohybuje se na tomto povrchu jako vrstva 6 materiálu od vstupu 5 do chladiče do výstupu 7 prostřednictvím vlečného řetězu. Rošt 9 uvedený na obr. 7 je stacionární (nepohyblivý), tvořený velkým množstvím za sebou následujících roštových patek 11, jejichž řady se protahují příčně přes směr dopravy daného materiálu. Pod roštem 9 tento chladič £ obsahuje komoru 15, která je zásobována chladicím plynem z větrákové instalace £7. Komora 15 může být rozdělena do množství menších komor, jak v podélném směru chladiče, tak v jeho příčném směru, neznázorněno, a pokud tomu tak je, chladicí plyn je dodáván do každé jediné komory. V komoře £5 a ve spojení s roštem 9, chladič £ obsahuje množství kanálů 19 pro dodávání chladicího plynu do roštu 9 rozdělené do úseků. Kanály 19 jsou uspořádány bok po boku jak v podélném, tak v příčném směru chladiče. Počet kanálů 19 a plocha roštu, jíž každý kanál musí zásobovat chladicím plynem, jsou voleny individuálně pro každou instalaci chladiče.

Aby se zajistilo, že tok chladicího plynu skrze rošt 9 a na něm usazenou vrstvou materiálu, jenž má být chlazen, je rozdělován v žádoucím a dobře definovaném způsobu přes celý povrch daného roštu, bez ohledu na složení daného materiálu a jeho distribuci na tomto roštu, chladič £ obsahuje v každém kanálu průtokový regulátor 21.

Jak bylo dříve zmíněno, každý jednotlivý průtokový regulátor 21 vyrovnává změny v odporu vůči toku nahoře ležící vrstvy materiálu, takže celková rezistence toku chladicího plynu skrze příslušný kanál 19 a nahoře ležící vrstvu materiálu je stále udržována uvnitř velmi úzkého intervalu. Příslušným dimenzováním průtokových regulátorů 21 se tím získá provozní křivka, jež odpovídá křivce £ popsané výše ve spojení s obr. 5, a může být dosaženo, pokud se provoz udržuje uvnitř intervalu A až B, že tok plynu kanálem a tudíž materiálem 6 k chlazení se zvyšuje, když je zvýšen tlakový pokles přes vrstvu materiálu 6, a naopak že se snižuje, když je tlakový pokles přes vrstvu materiálu 6 snížen, čímž bude dosaženo efektivnějšího chlazení daného materiálu rovněž v plochách, kde se chladicí plyn setkává s největším odporem, a že tendence k tvorbě chodbiček v materiálu je snížena.

Chladič £ znázorněný na obr. 7 dále obsahuje měřicí a monitorovací zařízení 23, jež je přes řídicí jednotku 25 připojeno ke každému jednotlivému průtokovému regulátoru21.

Na obr. 8 je znázorněna část roštového chladiče druhu, který obsahuje množství překrývajících se řad roštových patek 31, kde je každá druhá řada uspořádána tak, že je schopna reciproční (vratné) činnosti, jak je naznačeno dvojitou šipkou 33, pro hnání materiálu 6 skrze chladič. Jak je na tomto obrázku znázorněno, každá patka roštu obsahuje horní část roštu 34, jež podporuje (nese) vrstvu materiálu 6 a mající průchody 36 pro chladicí plyn, a spodní část kanálu 35 pro dodávání chladicího plynu z komory 15 ležící pod kanály do části roštu 34.

Aby se reguloval tok plynu skrze jednotlivé roštové patky podobným způsobem, jak je to provedeno v chladiči na obr. 7, a tím se obdržel tok plynu, který je rozdělen v žádoucím a dobře definovaném způsobu přes celý povrch roštu, chladič znázorněný na obr. 8 obsahuje v každém kanálu průtokový regulátor 21.

Několik roštových patek 31 ve stejné řadě může být zásobováno chladicím plynem přes tutéž část 35 kanálu, čímž se redukuje celkové množství průtokových regulátorů

-7CZ 296391 B6

Na obr. 9 je znázorněn příklad peče 71 s fluidním ložem, jež obsahuje reaktor v podobě nádoby 73, dno 75 rozdělující plyn, jež je umístěno v nejnižší části nádoby 73, a se zapracovanými naskrz procházejícími fluidními tryskami, neznázoměno. Dno rozdělující plyn může obsahovat libovolný počet fluidních trysek, ale typicky jich obsahuje mezi 1 a 150 na čtvereční metr, v závislosti na typu použitých fluidních trysek. Pec je zásobována palivem a jakýmikoli pomocnými materiály, jako je vápenec, přes vstupní otvor 72 a plynem spalování/fluidizace přes vstupní otvor 74 a komoru 76. V komoře 76 připojené ke dnu rozdělování plynu 75 pec 71 obsahuje množství kanálů 77 pro dodávání rozdělené do úseků plynu spalování/fluidizace do fluidních trysek dna rozdělování plynu 75.

Během provozu této pece je palivo pálené ve fluidním loži 78 podrobeno stálému dodávání plynu spalování z komory 76 přes kanály 77 a fluidní trysky. Spalinový plyn ze spalovacího procesuje veden nahoru skrze nádobu 73 a vyměňuje si teplo s výměníkem tepla 79 předtím, než je vypouštěn skrze výstup plynu 80. Částice usazené z tohoto spalinového plynu jsou recirkulovány do lože materiálu pomocí vstupního otvoru 81.

V peci s fluidním ložem materiálu, jež je provozována za optimálních podmínek, bude lože 78 vykazovat charakteristiky stabilního chování a bude stejnoměrně rozděleno přes celé dno 75 rozdělující plyn. Avšak v praxi bylo zjištěno, že může nastat destabilizace lože 78, jestliže je materiál lože přes dno 75 rozdělující plyn rozptýlen nestejnoměrně, čímž jsou generovány plochy, kde tloušťka daného lože, a odtud pokles tlaku, je velmi malá. Pokud nebude materiálové lože 78 rychle vyrovnáno, plyn spalování bude, spolu se samoenergizujícím efektem, pronikat lože v těchto plochách, a se vší pravděpodobností budou v loži 78 částicového materiálu tvořeny chodbičky.

Pro minimalizování tohoto problému podobným způsobem, jako je to provedeno v souvislosti s chladičem znázorněným na obr. 7 a 8, a s účelem dosažení stejnoměrnější distribuce materiálu lože přes celé dno 75 rozdělující plyn, se podle tohoto vynálezu navrhuje, aby pec 71 byla v každém kanálu 77 opatřena průtokovým regulátorem 21.

Podobně jako u výše popsaného roštového chladiče se takto dosáhne toho, že pokud se provoz udržuje uvnitř intervalu A až B, viz. obr. 6, tok plynu skrze každý kanál 77 a odtud skrze přilehlé lože materiálu 78, se zvyšuje, když je zvýšen tlakový pokles přes lože materiálu 78, a naopak se snižuje, když je tlakový pokles přes toto lože materiálu 78 snížen, čímž se snižuje tendence k tvorbě chodbiček v daném materiálu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (16)

1. Způsob zpracování lože částicového materiálu, kteréžto lože (6, 78) je podpíráno dnem (9, 75) rozdělujícím plyn, zahrnující vedení plynu z jedné nebo několika komor (15, 76) ležících pod kanály (19, 35, 77) rozděleně na úseky mezi jednotlivými kanály (19, 35, 77) a jeho směrování nahoru skrze dno (9, 75) rozdělující plyn do lože (6, 78) částicového materiálu, přičemž tok plynu každým kanálem (19, 35, 77) je regulován prostřednictvím průtokového regulátoru (21) umístěného v každém kanále (19, 35, 77) za účelem alespoň částečného vyrovnávání měnícího se poklesu tlaku v loži (6, 78), a každý průtokový regulátor je automaticky pohyblivý v přímé reakci na míru toku plynu v příslušném kanále (19, 35, 77), vyznačující se tím, že regulace toku plynu se mění plynule v rámci provozního rozpětí okolo základní hodnoty míry toku plynu, přičemž se redukuje plocha průřezu kanálu pohybem regulátoru (21) v důsledku změn působení sil při změně tlakových podmínek v kanálu (19, 35, 77) ve směru opačném ke směru pohybu při

-8CZ 296391 B6 běžných tlakových podmínkách tak, že při růstu toku plynu se plocha průřezu kanálu (19, 35, 77) redukuje a naopak.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok plynu každým kanálem (19, 35, 77) se reguluje tak, že při zvyšování nebo snižování tlaku přes nahoře ležící část lože (6, 78) se v rámci provozního rozpětí tok plynu udržuje v podstatě stálý.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok plynu každým kanálem (19, 35, 77) se reguluje tak, že při zvyšování nebo snižování tlaku přes nahoře ležící část lože (6, 78) se v rámci provozního rozpětí tok plynu zvyšuje anebo snižuje.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok plynu každým kanálem (19, 35, 77) se reguluje tak, že při jakémkoliv poklesu tlaku přes nahoře ležící část lože (6, 78) se udržuje v podstatě stálý.

5. Způsob podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se upravuje nastavení základní hodnoty každého z průtokových regulátorů (21) za účelem dosažení žádoucích charakteristik toku plynu.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se nastavení základní hodnoty každého z průtokových regulátorů (21) upravuje měřicím a monitorovacím zařízením (23) připojeným k řídicí jednotce (25).

7. Zařízení pro zpracování lože částicového materiálu způsobem podle nároku 1, které obsahuje dno (9, 75) rozdělující plyn, podpírající lože (6, 78) částicového materiálu a opatřené množstvím kanálů (19, 35, 77), tvořících úseky pro rozdělené dodávání plynu z jedné anebo několika komor (15, 76) ležících pod kanály, kde každý kanál (19, 35, 77) obsahuje průtokový regulátor (21), který je automaticky pohyblivý v přímé reakci na míru toku plynu kanálem (19, 35, 77), vyznačující se tím, že každý průtokový regulátor (21) je pro plynulou regulaci toku plynu v rámci provozního rozpětí okolo základní hodnoty míry toku plynu vytvořen jako regulátor (21) automaticky pohyblivý v důsledku změny působení sil při změně tlakových podmínek v kanálu (19, 35, 77) ve směru opačném ke směru pohybu při běžných tlakových podmínkách tak, že při růstu toku plynu se plocha průřezu kanálu (19, 35, 77) redukuje a naopak.

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že každý průtokový regulátor (21) obsahuje jeden nebo několik Venturiho trubici podobných částí (45) trysky, z nichž každá je připojena k výkyvnému spojovacímu ramenu (46) a tvoří prostředek (44) pro vytváření změn celkové plochy otevřené trysky za účelem omezování toku plynu.

9. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že každý průtokový regulátor (21) obsahuje jednu nebo několik stavitelných clonových částí (90) trysky pro vytváření změn celkové plochy otevřené trysky za účelem omezování toku plynu.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že každá z clonových částí (90) obsahuje alespoň dvě překrývající se destičky (91, 92), které vymezují alespoň jeden proměnný otvor (93) trysky, v němž alespoň jedna z destiček (91, 92) je posouvatelná přes alespoň jednu druhou z destiček a je připojena k prostředkům (94, 95) pro řízení tohoto posunu v reakci na stav toku plynu.

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že posouvatelná destička (92) je spojena s pohyblivou destičkou (94), přímo či nepřímo připojenou k prostředku (95) řídícímu posuv, přičemž na straně pohyblivé destičky (92) proti toku plynu otvorem (93) trysky převládá tlak (Pi) a na její opačné straně převládá tlak (P₂).

-9CZ 296391 B6

12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že destičky (91, 92) jsou konfigurovány tak, že celková plocha otvoru (93) trysky pro jakýkoli tlakový rozdíl (Pi - P₂) v rámci specifického provozního rozpětí odpovídá žádoucímu toku plynu skrze daný kanál (19, 35, 77).

13. Zařízení podle jakéhokoliv z nároků 7ažl2, vyznačující se tím, že každý průtokový regulátor (21) obsahuje prostředky (51, 52) pro úpravu nastavení své základní hodnoty.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahuje měřicí a monitorovací zařízení (23), které je připojeno přes řídicí jednotku (25) k nastavovacím prostředkům (51, 52) každého průtokového regulátoru.

15. Zařízení podle jakéhokoliv z nároků 7 až 14, vyznačující se t í m , že je vytvořeno jako roštový chladič (1) pro chlazení horkého částicového materiálu (6), jako je cementový slínek, jehož dno (9) rozdělující plyn je umístěno pod výpustným otvorem cementového slínku z pece (3).

16. Zařízení podle jakéhokoliv z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, žeje vytvořeno jako zařízení pro stejnoměrnou distribuci částicového materiálu pece (71) s fluidním ložem (78), přičemž jeho dno (75) rozdělující plyn je upraveno pod fluidním ložem (78) pece (71).

5 výkresů

-10CZ 296391 B6