ES2098130T5 - Sistema reactor de lecho fluidizado y procedimiento de fabricacion del mismo. - Google Patents
Sistema reactor de lecho fluidizado y procedimiento de fabricacion del mismo.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO, A UN SISTEMA DE REACTOR DE LECHO FLUIDO (10), QUE INCLUYE UNA CAMARA DE REACTOR (12) DEFINIDA POR UNA ESTRUCTURA DE PAREDES (18, 20, 22) FORMADA POR UNA PLURALIDAD DE TUBOS Y MEDIOS PARA HACER PASAR UN MEDIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVES DE DICHOS TUBOS PARA APLICAR CALOR A DICHOS TUBOS. SE ESTABLECE UN LECHO FLUIDO, RAPIDO EN LA CAMARA DEL REACTOR (12). UNA CAMARA DE PROCESAMIENTO DE MATERIAL SOLIDO (24) SE DISPONE DE FORMA ADYACENTE A LA CAMARA DEL REACTOR SOBRE EL LADO EXTERIOR DE LA ESTRUCTURA DE PAREDES QUE DEFINE DICHA CAMARA DE REACTOR, POR EJEMPLO, RECUPERANDO EL CALOR DEL MATERIAL SOLIDO. LA CAMARA DE PROCESAMIENTO COMPARTE UNA PARED COMUN (26) CON LA CAMARA DEL REACTOR Y UN LECHO FLUIDO LENTO DE MATERIAL SOLIDO SE ESTABLECE EN LA CAMARA DE PROCESAMIENTO. LA PARTE DE LA PARED COMUN (26) ESTA PROVISTO DE AL MENOS DOS ABERTURAS DE ENTRADA (40) QUE SE EXTIENDEN A TRAVES DE LA MISMA, QUE ESTAN FORMADAS ENTRE LOS TUBOS QUE FORMAN LA ESTRUCTURADE LA PARED. LA INVENCION TAMBIEN SE REFIERE A UN METODO PARA MANUFACTURAR UNA PARTE DE PARED COMUN (26) ENTRE EL REACTOR DEL LECHO DE FLUIDO CIRCULANTE Y UNA CAMARA DE PROCESAMIENTO (24) ADYACENTE AL REACTOR DE LECHO FLUIDO CIRCULANTE. EL METODO COMPRENDE LA FORMACION DE ABERTURAS Y LA COMBADURA DE UNA PARTE DE LOS TUBOS QUE FORMAN LA PARED FUERA DEL PLANO DE LA PARED.
Description
Sistema reactor de lecho fluidizado y
procedimiento de fabricación del mismo.
La presente invención hace referencia a un
aparato, un sistema reactor de lecho fluidizado, incluyendo una
cámara de reactor definida por una estructura de pared formada por
una pluralidad de tubos y medios para el paso de un medio de
transferencia de calor a través de dichos tubos para aplicar el
calor a dichos tubos. Un lecho fluidizado rápido de material sólido
es establecido en la cámara del reactor. Una cámara de procesamiento
de material sólido es dispuesta adyacente a la cámara del reactor,
en el lado exterior de la estructura de pared definiendo dicha
cámara del reactor para, por ejemplo, la recuperación de calor del
material sólido. La cámara de procesamiento comparte una porción de
pared común con la cámara del reactor y un lecho fluidizado lento de
material sólido está previsto en la cámara de procesamiento.
La presente invención hace referencia también a
un procedimiento de fabricación de una parte de pared común entre un
reactor de lecho fluidizado circulante y una cámara de procesamiento
adyacente al reactor de lecho fluidizado circulante, en la cual
están previstas unas aberturas de paso de partículas en una
estructura de pared de una cámara del reactor de lecho fluidizado.
De acuerdo con la invención la cámara de procesamiento puede estar
dispuesta para el procesamiento de partículas del lecho fluidizado
circulante en la cámara de procesamiento de forma que las partículas
pueden ser introducidas al interior de la cámara de procesamiento y
retornadas atrás en una extensión adecuada al lecho fluidizado
circulante. El procedimiento de acuerdo con la presente invención
suministra una estructura de pared robusta entre la cámara de
procesamiento y la cámara del reactor de lecho fluidizado.
Reactores de lecho fluidizado circulante rápidos
son utilizados en una variedad de combustiones diferentes,
transferencia de calor, procesos químicos o metalúrgicos. En los
procedimientos de combustión, combustible particulado tal como
carbón, coque, lignito, madera, desechos o turba, así como otro
material paticulado tal como arena, ceniza, absorbentes de azufre,
catalizadores u óxidos de metal pueden ser los constituyentes del
lecho fluidizado. La velocidad nominal en la cámara de combustión
esta normalmente en la escala de 3,5 a 10 m/s, pero la misma puede
ser sustancialmente más alta.
Típicamente el calor es recuperado de los
procesos de combustión de lecho fluidizado mediante superficies de
transferencia de calor en la cámara de combustión y en la sección de
convención dispuesta en el paso de gas después del separador de
partículas. En los combustores o calderas de lecho fluidizado
circulante (CFB) las paredes periféricas de la cámara de combustión
están hechas normalmente como paredes de membrana, en las cuales
tubos verticales están combinados con aletas o material de placa
plano para formar superficies de evaporación. Superficies de
transferencia de calor adicionales, tales como
super-calentadores están dispuestas en el interior
libre de carga en la parte superior de la cámara de combustión y en
la sección de convención posteriormente para el
super-calentamiento del vapor.
El super-calentamiento a una
carga baja a menudo constituye un problema. La temperatura del gas
de salida de la cámara de combustión disminuye con la disminución de
la carga y los super-calentadores en la sección de
convección no tienen suficiente capacidad para suministrar los
resultados deseados. La disposición de
super-calentadores adicionales dispuestos en la
región libre de carga en el interior de la cámara de combustión
incrementaría por otra parte los costos y los problemas de control.
Superficies de transferencia de calor adicionales en el interior de
la región libre de carga disminuirán adicionalmente la temperatura
de los gases de combustión conteniendo todavía combustible sin
quemar, por ejemplo a 700 a 750 grados centígrados, lo cual tendrá
un efecto negativo en la reducción de NO_{x} y N_{2}O.
Por otra parte no ha sido posible con
anterioridad en los reactores CFB el disponer superficies
adicionales de transferencia de calor en la parte inferior de la
cámara de combustión. En una zona densa convencional de superficies
transferidoras de calor de lecho fluidizado rápido las mismas
estarían expuestas a una temperatura alta y a una velocidad muy alta
(3,5-10 m/s o incluso más alta) causando el fluido
de la suspensión de partículas una corrosión severa y problemas de
erosión. Cualquier superficie de transferencia de calor dispuesta en
el interior de los alrededores de una cámara de combustión tendría
que estar hecha de un material caro resistente al calor y tendría
que estar protegida mediante algún material resistente a la erosión.
Tales superficies de transferencia de calor serían muy pesadas y muy
caras.
Especialmente en las aplicaciones presurizadas es
incluso menos deseable el tener superficies de transferencia de
calor adicionales en la región libre de carga. Las cámaras de
combustión son pequeñas y las superficies de transferencia de calor
están ya dispuestas muy próximas entre si y una disposición muy
compacta de las superficies de transferencia de calor impedirá el
mezclado horizontal del material de lecho en el interior de la
cámara de combustión y dará como resultado una eficiencia de
combustión disminuida. Además, no es deseable el tener el tamaño de
la cámara de combustión incrementado, puesto que ello conduce a la
necesidad de tener que incrementar asimismo el tamaño del tanque de
presión.
En los reactores de lecho fluidizado rápido hay
una circulación interna del material sólido en el interior de la
cámara de combustión. El material de lecho está en un movimiento
ascendente y descendente turbulento continuo. Las partículas más
finas, más fácilmente fluirán hacia arriba en la cámara de
combustión. Por lo tanto, un fraccionamiento de los sólidos tiene
lugar en la cámara de combustión. Una fracción de partículas
sólidas, incluyendo los objetos más grandes, es formada en la parte
inferior de la cámara de combustión. Los objetos más grandes en la
fracción de partículas sólidas densas tendrán un efecto negativo en
la transferencia de calor en la parte inferior de la cámara de
combustión, debido a una eficiencia de transferencia de calor
disminuida y a una tendencia para obturar los espacios entre las
superficies de transferencia de calor.
Ha sido sugerido en la patente US 5.005.528 y en
la patente US 4.823.740 el dividir el lecho fluidizado lento
burbujeante con paredes divisoras en una zona de combustión central
y en zonas de transferencia de calor periféricas con la velocidad de
fluidización disminuida para la recuperación de calor en la parte
inferior de la cámara de combustión. Ha sido también sugerido en la
patente US 5.060.599 el formar en el interior de la cámara de
combustión de un reactor de lecho fluidizado rápido en uno o varios
receptáculos, con superficies de refrigeración en su interior. Los
receptáculos están separados de la cámara de combustión por paredes
divisoras separados y tienen aberturas de entrada superiores.
Solamente las partículas sólidas fluyendo hacia abajo a lo largo de
las paredes laterales refrigeradas son guiadas para fluir al
interior de los receptáculos.
Muchos problemas surgieron durante la
construcción así como posteriormente cuando las paredes divisoras
son construidas en los alrededores calientes de las cámaras de
combustión de lecho fluidizado. El calor y la erosión por si mismos
y especialmente como una combinación tienden a causar problemas
tales como la tensión y la expansión térmica. Cualquier obstáculo o
construcción interna en el interior de las cámaras de combustión
tiene que ser hecho de materiales resistentes al calor, lo cual
significa que construcciones pesadas y caras tienen que ser
utilizadas. Por otra parte, las construcciones refrigeradas, son
difíciles de conectar a las construcciones del reactor sin problemas
con la diferente expansión térmica de las diferentes partes de las
construcciones. La soportación de la pared divisora causa un número
de problemas debido a las estructuras pesadas y a las diferentes
propiedades de expansión térmica de la estructura de pared y de las
estructuras de la cámara de reacción.
Es un objeto de la presente invención el
suministrar un procedimiento y un aparato en un sistema de reactor
de lecho fluidizado en el cual los inconvenientes mencionados son
minimizados.
Es también un objeto de la presente invención el
suministrar un aparato, un reactor de lecho fluidizado, con una
cámara de procesamiento en conjunción con la cámara de reacción, en
cuyo aparato la pared entre la cámara de reacción y la cámara de
procesamiento tiene una estructura robusta teniendo todavía un área
de abertura suficiente para permitir la introducción de una cantidad
adecuada de material particulado desde el lecho fluidizado al
interior de la cámara de procesamiento.
Es también un objeto de la presente invención el
suministrar un procedimiento de fabricación de un reactor de lecho
fluidizado con una cámara de procesamiento compartiendo una pared
común soportada rígidamente.
De acuerdo con la presente invención es
suministrado un sistema reactor de lecho fluidizado de acuerdo con
la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención es
suministrado un procedimiento de acuerdo con la reivindicación
14.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención la pared común entre la cámara del reactor de
lecho fluidizado y la cámara de procesamiento está dispuesta para
tener un área abierta adecuada para la introducción de las
partículas desde el lecho fluidizado al interior de la cámara de
procesamiento. De acuerdo con la presente invención la pared está
provista con conductos de refrigeración que se extienden
verticalmente en el interior de la estructura de pared. Los
conductos de refrigeración dan resistencia a la estructura de pared
y forman una parte de la estructura de soporte sobre la cual la
cámara de reacción está suspendida. Los conductos refrigerados
forman una estructura robusta mediante la refrigeración de la pared
eliminando así sustancialmente cualquier expansión térmica entre la
pared y las estructuras del reactor y simultáneamente sosteniendo
también las estructuras del reactor.
Preferiblemente en un reactor de lecho fluidizado
circulante (CFB) a presión atmosférica normal, las partículas
sólidas de lecho fluidizado rápido tienen una velocidad normal por
encima de la rejilla > 3,5 m/s, preferiblemente > 5 m/s, está
establecido en la cámara del reactor y un lecho burbujeante normal
suave tiene una velocidad de < 1m/s, preferiblemente
0,2-0,6 m/s, está establecido en la cámara de
procesamiento.
El lecho rápido de partículas sólidas induce a
una circulación interna de las partículas sólidas en la cámara del
reactor, fluyendo principalmente las partículas sólidas hacia arriba
en el centro de la cámara del reactor, y hacia abajo a lo largo de
las paredes laterales del mismo. Adicionalmente, las partículas
sólidas se desplazan horizontalmente produciendo un efectivo
mezclado de partículas en la cámara del reactor. Principalmente las
partículas sólidas finas son transportadas por el gas de
fluidización a las partes superiores de la cámara del reactor y
después fluyen hacia abajo a lo largo de las paredes o lateralmente
en la cámara del reactor, mientras que las partículas más gruesas se
acumulan en la parte inferior de la cámara del reactor.
Las partículas sólidas más finas fluyen a lo
largo o hacia las paredes laterales particularmente a la parte de
pared común de las mismas siendo de acuerdo con la presente
invención introducidas en la cámara de procesamiento a través de
aberturas previstas en la parte de pared común. Las superficies de
transferencia de calor están de acuerdo con una realización
preferida de la invención dispuestas en la cámara de procesamiento
para la refrigeración del material sólido introducido en su interior
antes de reciclar dicho material sólido al interior de la cámara del
reactor.
En el interior de la cámara de procesamiento el
lecho burbujeante lento se desplaza lentamente hacia abajo a medida
que el material sólido del mismo es reintroducido al interior del
lecho fluidizado rápido en la cámara del reactor y nuevo material
sólido es adicionado continuamente a la parte superior del lecho
burbujeante.
Las aberturas en la parte de pared común pueden
tener un tamaño permitiendo solamente a las partículas más pequeñas
de un tamaño predeterminado el fluir a través de las mismas,
controlando por lo tanto el tamaño de las partículas del lecho
sólido en la cámara de procesamiento.
La porción de pared común de la cámara de
procesamiento puede estar formada para acumular las partículas
sólidas desde un área grande a lo largo de una pared lateral en la
cámara del reactor y guiar estas partículas sólidas hacia las
aberturas en la parte de pared común.
La cámara de procesamiento puede de acuerdo con
una realización más preferida de la presente invención el estar
dispuesta adyacente a la parte más inferior de la cámara del
reactor. La parte más inferior tiene en algunos sistemas reactores
de lecho fluidizado paredes laterales inclinadas hacia abajo
internamente.
La cámara de procesamiento puede estar dispuesta
a un nivel más alto adyacente a una cualquiera de las paredes
laterales verticales de la cámara del reactor. Sin embargo, la
cámara de procesamiento está preferiblemente formada adyacente a la
mitad inferior de una pared lateral en la cámara del reactor. A
niveles más altos la densidad de las partículas sólidas sería
normalmente demasiado baja para suministrar suficiente material para
la cámara de procesamiento en sistemas reactores de lecho fluidizado
circulante a presión atmosférica normal.
La cámara de procesamiento puede estar
posicionada también en un emplazamiento más alto si las condiciones
en el CFB son favorables. La velocidad de fluidización, la densidad
de partículas, el tamaño de los granos y otras características del
CFB tienen su efecto en las condiciones en el lecho fluidizado, y
por ejemplo en el reactor de lecho fluidizado circulante presurizado
la cámara de procesamiento puede estar posicionada también en un
nivel superior.
En el caso de que la cámara de procesamiento esté
posicionada por ejemplo en un emplazamiento superior de la cámara de
reacción las paredes de la cámara de reacción son verticales
sustancialmente.
Varias cámaras de procesamiento pueden estar
formadas por ejemplo a dos o más niveles, si se desea para
suministración de unas posibilidades de control óptimas.
Diferentes tipos de medios de control pueden
estar dispuestos en la cámara de procesamiento o en las aberturas en
la pared común para controlar la transferencia de calor y para el
reciclado del material sólido desde la cámara de procesamiento al
interior de la cámara del reactor. Medios para controlar el nivel
del lecho, la velocidad de fluidización o el fluido del material al
interior de la cámara de procesamiento pueden ser utilizados para
controlar la transferencia de calor en la cámara de procesamiento.
El nivel del lecho puede ser controlado por medio del control del
reciclado de material de lecho, por ejemplo mediante un
desbordamiento de retorno a la cámara del reactor. El nivel del
lecho puede también ser controlado mediante el control del aire de
fluidización en la salida o en las aberturas del mismo próximas para
el reciclado del material sólido desde la cámara de procesamiento a
la cámara del reactor. Las aberturas de salida están preferiblemente
previstas en la parte de pared común a un nivel por debajo de las
aberturas de entrada.
La estructura de pared de la cámara del reactor
está de acuerdo con una realización preferida de la presente
invención formada de tubos verticales paralelos combinados mediante
aletas formando una estructura hermética al gas, estando la parte
de pared común entre la cámara del reactor y la cámara de
procesamiento formada también de tubos verticales paralelos
combinados mediante aletas. Aberturas pueden ser fácilmente formadas
en dicha parte de pared mediante doblado de alguno de los tubos de
acuerdo con la presente invención para formar las aberturas
necesarias y dejando los otros tubos sin doblar para formar parte de
paredes entre las aberturas de acuerdo con la presente
invención.
Además, la presente invención permite a la
estructura de pared común el tener un área abierta adecuada y
también una facilidad de refrigeración adecuada en la parte de pared
común que rodea el área de abertura y suministrando por lo tanto una
parte de pared rígida y soportada eficientemente.
Los tubos en el emplazamiento de la abertura
pueden de acuerdo con una realización preferida de la invención ser
doblados fuera del plano de la porción de pared común y lejos de la
cámara del reactor para así formar una abertura en la parte de pared
común. Y, con el fin de tener un área abierta adecuada y todavía una
facilidad de refrigeración varias aberturas están provistas
separadas entre sí de forma que un conducto de refrigeración
soportando y refrigerando la parte de pared entre las aberturas esta
prevista en la pared.
Las partes de los tubos dobladas hacia afuera del
plano de pared común pueden también formar parte de las paredes
limite de la cámara de procesamiento.
Lo tubos pueden de acuerdo con una realización
preferida de la invención estar doblados fuera del plano de la parte
de pared común y alejados de la cámara del reactor para formar así
aberturas en la parte de pared común. Las partes de los tubos
dobladas fuera del plano de la pared común pueden por lo tanto
formar las paredes limite de la cámara de procesamiento.
Dos o preferiblemente más aberturas de entrada
verticales sustancialmente paralelas están de acuerdo con una
realización preferida de la invención previstas sustancialmente en
el mismo nivel horizontal en la parte de pared común de la cámara de
procesamiento. La relación de la altura y la anchura de las
aberturas de entrada verticales es preferiblemente mayor de 2.
Una abertura vertical puede estar en una
"abertura en columna" o una pila de aberturas separadas
superpuestas en la parte superior de cada una de ellas, con la
"columna de aberturas" o pila de aberturas funcionando como una
abertura unitaria. La "columna de aberturas" o pila de
aberturas es comparable funcionalmente con una abertura simple con
un área de abertura continua.
En dicha forma es prevista una parte de pared
común bien soportada. Las al menos dos aberturas están dispuestas
con una distancia entre sí de forma que una adecuada cantidad de
conductos de refrigeración puede estar prevista en la pared entre
las aberturas para la soportación de la estructura de pared común y
refrigeración de la pared, Siendo una estructura refrigerada, la
porción de pared común tiene una expansión térmica sustancialmente
igual con las estructuras de la cámara de reacción y tiene
conductos de refrigeración para el soporte de la pared y de otras
posibles estructuras suspendidas desde la pared. La distancia entre
las aberturas es preferiblemente seleccionada de forma que la
relación de la altura de la abertura de entrada vertical y la
distancia es preferiblemente mayor de 2.
Una de las principales ventajas de la presente
invención, de acuerdo con la cual las superficies de transferencia
de calor están dispuestas en un lecho fluidizado burbujeante lento
de partículas finas, es que el mismo combina los beneficios de una
buena eficiencia de combustión y de las bajas emisiones de los
reactores de lechos fluidificados rápidos, tales como los reactores
CFB y la alta eficiencia de transferencia de calor así como la baja
tendencia de erosión y corrosión de los lechos fluidificados
burbujeantes. La presente invención suministra la baja erosión de
los lechos burbujeantes por ejemplo debido al fraccionamiento de las
partículas en el CFB dando como resultado que las partículas en el
lecho burbujeante sean de un tamaño de grano sustancialmente menor
comparado con los sistemas de lecho burbujeantes convencionales.
Una ventaja adicional de la presente invención es
que la misma hace muy simple el transporte de material sólido
caliente desde una cámara de reactor principal con un lecho
fluidificado rápido al interior de una cámara de procesamiento con
un lecho burbujeante para la recuperación de calor desde el mismo
con superficies de transferencia de calor dispuestas en el lecho
burbujeante. De acuerdo con la presente invención no es necesario
la circulación de material sólido caliente a la parte más superior
de la cámara del reactor, la descarga de material, la separación del
material desde los gases de combustión y después la recuperación de
calor desde el mismo en una unidad de recuperación de calor separada
antes de la recirculación del material al interior de la cámara del
reactor.
Además, de acuerdo con la presente invención
solamente pequeños cambios tienen que ser efectuados en el diseño de
los reactores convencionales con el fin de conectar una cámara de
procesamiento al mismo. La pared divisora presente ( parte de pared
común) entre la cámara de procesamiento y la cámara del reactor es
una estructura soportada rígidamente, siendo una parte de las
paredes laterales de la cámara del reactor, es decir las tuberías de
la cámara del reactor. También los problemas de expansión térmica
han sido minimizados puesto que la pared entre la cámara del reactor
y la cámara de procesamiento es una parte de pared común de la pared
de la cámara del reactor principal y no una pared divisora separada
teniendo que ser conectada a la pared principal. La pared común es
una estructura ligera conectada comparada con las paredes divisoras
separadas anteriores hechas completamente de material refractario
pesado.
La presente invención puede ser utilizada en las
calderas de lecho fluidizado utilizadas por ejemplo en procesos de
combustión, gasificación o limpieza de gas caliente o procesos de
refrigeración, es decir procesos de suministración de energía para
la generación de vapor. En las calderas las paredes laterales están
hechas de tubos de generación de vapor o por ejemplo
super-calentadores.
En varios procesos puede ser ventajoso el
disponer los super-calentadores en la cámara de
procesamiento adyacente.
Otras características y ventajas de la presente
invención serán más apreciadas totalmente mediante la referencia a
la siguiente descripción detallada de los dibujos y de las adjuntas
reivindicaciones.
La Figura 1, es una vista en sección transversal
vertical en perspectiva esquemática de la parte inferior de un
reactor de lecho fluidizado rápido construido de acuerdo con una
primera realización ejemplar preferida de la presente invención;
La Figura 2, es una vista frontal esquemática
ampliada de las tuberías en la parte de pared común alrededor de
dos aberturas; y
La Figura 3, es una vista esquemática ampliada de
las tuberías a lo largo de la línea AA en la Figura 3.
La Figura 1, muestra un reactor de lecho
fluidificado rápido (10) teniendo una cámara de combustión (12) una
rejilla (14) y una caja de viento (16) para la introducción de aire
de fluidización al interior de la cámara de combustión. El reactor
(10) incluye además las paredes laterales (18) teniendo unas
porciones inferiores inclinadas (20) y unas porciones superiores
verticales (22).
Un lecho fluidizado de partículas sólidas, no
mostrado, es formado en la cámara de combustión (12). El lecho de
partículas sólidas es fluidificado de forma que el mismo tiene una
velocidad de > 3,5 m/s, preferiblemente > 5 m/s por encima de
la rejilla (14). De esta forma una suspensión de gas de combustión y
una cantidad considerable de partículas sólidas fluirá hacia arriba
en la cámara de combustión.
Una cámara de procesamiento (24) de acuerdo con
la presente invención está dispuesta adyacente a la cámara de
combustión (12) en el lado exterior de una pared lateral superior
(22). La cámara de combustión (12) y la cámara de procesamiento
(24) tienen una parte de pared en común (26). Las paredes (18)
incluyendo la parte de pared común (26) están hechas de paneles de
membrana o de otras construcciones de tubo similares, es decir, de
tubos verticales (28), (30), (32), (34) combinados entre sí por
aletas (36) y (38) como puede verse en la Figura 2.
Varias aberturas (40) al mismo nivel horizontal
han sido hechas en la pared de tubos en la parte de pared común (26)
Las aberturas (40), como puede verse por la Figura 2, están hechas
mediante tubos doblados (30) y (32) alejados del plano de la pared,
y las aberturas (40) están hechas entre las partes de tubos
doblados (30) y (32). La separación para las aberturas (42) puede
estar hecha en una forma similar como para las aberturas (40). Las
tuberías, tubos y aletas, alrededor de las aberturas (40) están
recubiertas preferiblemente con una capa protectora de material
refractario o de otro material adecuado. Las aberturas (40) todas
juntas forman un área abierta adecuada para la transferencia de
partículas desde la cámara de combustión (12) al interior de la
cámara de procesamiento (24). Las aberturas (40) pueden estar
dispuestas horizontalmente a distancias mutuas iguales a lo largo de
la longitud completa de la parte de pared común por encima de la
superficie superior del lecho fluidificado burbujeante lento. Si se
desea, las aberturas pueden estar dispuestas en grupos, siendo la
distancia entre las aberturas en el interior del grupo más pequeña
que la distancia entre los grupos. Con el fin de tener la parte de
pared común refrigerada y soportada firmemente, las aberturas (40)
han sido realizadas para tener una relación de altura y anchura mas
grande de 2 y las mismas están también separadas entre sí. La parte
de pared sólida entre las aberturas (40) tiene tubos que se
extienden en el plano de la pared a través de la parte de pared
común (26) de forma que la pared está soportada firmemente y
refrigerada. Las aberturas (42) están hechas para el retorno de las
partículas procesadas desde la cámara de procesamiento atrás, al
interior de la cámara de combustión, y por tanto las aberturas (42)
han sido hechas como medios para el transporte de partículas
controlable, teniendo un sistema de regulación activo o siendo la
introducción controlada automáticamente por otros
medios.
medios.
Las aberturas (40) y (42) pueden estar formadas
mediante una disposición mostrada en las Figuras 2 y 3. Los tubos
(431), (432), (433), y (434) han sido doblados alejados del plano
de la parte de pared común, detrás del tubo de canto (430) de una
abertura (40), de forma que la parte de pared común permanece como
una construcción rígida siendo capaz de recibir la tensión de las
construcciones suspendidas de la cámara de combustión. Con el fin de
mantener simultáneamente las facilidades de refrigeración adecuadas
en la parte de pared y suministrar todavía una área abierta adecuada
para el transporte del material particulado desde la cámara de
combustión al interior de la cámara de procesamiento, una cantidad
requerida de estructuras refrigeradas en la proximidad de las
aberturas está prevista, entre las aberturas, en la parte de pared
(445).
Las paredes exteriores (44) de la cámara de
procesamiento están hechas preferiblemente de paneles refrigerados y
conectados a las paredes de la cámara de combustión. La cámara de
procesamiento incluye superficies transferidoras de calor (46) para
la refrigeración del material sólido que está siendo introducido al
interior de la cámara de procesamiento a través de las aberturas
(40).
Un lecho fluidificado burbujeante lento de
partículas sólidas es establecido en la cámara de procesamiento
mediante la introducción de aire o gas de fluidificación a través de
la rejilla (48) desde la caja de viento (50).
Claims (16)
1. Un sistema de reactor de lecho fluidificado
incluyendo:
- -
- una cámara de reactor definida por una estructura de pared formada por una pluralidad de tubos y medios para el paso de un medio transferidor de calor a través de dichos tubos para aplicar calor a dichos tubos;
- -
- un lecho fluidizado rápido de material sólido en la cámara del reactor;
- -
- una cámara de procesamiento de material sólido dispuesta adyacente a la cámara del reactor en el lado exterior de la estructura de pared definiendo dicha cámara de reactor y teniendo aberturas de entrada;
- -
- un lecho fluidificado de material sólido en la cámara de procesamiento;
en el
cual
- -
- la cámara de procesamiento de material sólido está compartiendo con dicha cámara de reactor una parte de pared común de la estructura de pared definiendo dicha cámara del reactor, y la parte de pared común de la estructura de pared teniendo al menos dos aberturas de entrada, estando formadas entre los tubos que forman la estructura de pared, extendiéndose entre ellos, para la introducción de material sólido directamente desde el lecho fluidificado rápido en la cámara del reactor al interior del lecho fluidificado lento en la cámara de procesamiento.
- -
- los tubos de la pared común forman una parte de la estructura de soporte en la cual la cámara del reactor esta suspendida;
- -
- la estructura de pared está formada por una primera parte y por una segunda parte consecutivas de tubos verticales,
- -
- dichas primeras porciones de tubos en la parte de pared común están dobladas fuera del plano de dicha parte de pared común para la formación de aberturas de entrada en dicha parte de pared común entre la segunda parte de tubos remanentes en el plano de dicha parte de pared común.
2. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual:
- -
- la estructura de pared está formada de una primera y de una segunda parte consecutivas de tubos verticales combinados con aletas, y
- -
- dichas primeras partes de tubos en la parte de pared común están doblados fuera del plano de dicha parte de pared común y alejándose de la cámara del reactor para la formación de aberturas de entrada en dicha parte de pared común entre las segundas partes de tubos remanentes en el plano de dicha parte de pared común.
3. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 2, en el cual las primeras partes de
tubo que están dobladas fuera del plano de la parte de pared común
forman las paredes límite en la cámara de procesamiento.
4. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual una pluralidad de
aberturas de entrada verticales sustancialmente paralelas están
formadas en el mismo nivel horizontal en la parte de pared
común.
5. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 4, en el cual la relación de la altura
y anchura de dichas aberturas de entrada verticales es mayor de
2.
6. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual superficies
transferidoras de calor están dispuestas en el lecho fluidizado
lento de partículas sólidas en la cámara de procesamiento.
7. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual un revestimiento
refractario está previsto alrededor de la abertura de entrada.
8. Sistema reactor de lecho fluidizado de acuerdo
con la Reivindicación 1, en el cual las aberturas de entrada están
dispuestas en una parte inclinada de pared común.
9. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual aberturas de salida
están formadas a través de la parte de pared común para la
reciclación del material sólido procesado mediante derrame desde la
cámara de procesamiento a la cámara del reactor.
10. Sistema reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 1, en el cual aberturas de salida
están formadas a través de la parte más inferior de la parte de
pared común para la reciclación del material sólido procesado desde
la cámara de procesamiento a la cámara del reactor
11. Sistema reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con las Reivindicaciones 9 o 10, en el cual medios de
regulación están dispuestos en la cámara de procesamiento para el
control de la reciclación de material sólido desde la cámara de
procesamiento a la cámara del reactor.
12. Sistema reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con las Reivindicaciones 9 o 10, en el cual los medios de
regulación están dispuestos en las aberturas de salida para la
regulación de la reciclación de material sólido desde la cámara de
procesamiento a la cámara del reactor.
13. Sistema de reactor de lecho fluidizado de
acuerdo con la Reivindicación 4, en el cual las aberturas de entrada
están separadas de forma que la distancia entre dos aberturas está
determinada por la relación entre la altura de la abertura y la
distancia entre dos aberturas la cual es mayor de 2.
14. Procedimiento de fabricación, en un reactor
de lecho fluidizado circulante el cual incluye una cámara de reactor
definida por una estructura de pared formada de una pluralidad de
tubos, una parte de pared común formando una parte de la estructura
de soporte en la cual la cámara del reactor esta suspendida, entre
la cámara del reactor de lecho fluidizado circulante y una cámara de
procesamiento adyacente a la cámara del reactor de lecho fluidizado
circulante, definiendo la parte de pared común un plano estando
provista con la primera y la segunda parte de tubos verticales de
generación de vapor, comprendiendo ambas la primera y la segunda
porciones al menos dos tubos de generación de vapor, en el cual el
procedimiento comprende las fases de:
- a)
- doblado de dicha primera porción de los tubos en la parte de pared común fuera del plano de dicha parte de pared común en un primer emplazamiento vertical; para la formación de aberturas de entrada en dicha parte de pared común para permitir la introducción directa de material sólido desde la cámara de reactor de lecho fluidizado circulante al interior de la cámara de procesamiento,
- b)
- doblado de dicha primera porción de tubos en la parte de pared común posterior al plano de dicha parte de pared común y un segundo emplazamiento vertical por encima del primer emplazamiento vertical.
- c)
- realización de las fases a) y b) en varias posiciones horizontales teniendo una distancia entre las posiciones para dichas segundas porciones que se extienden por encima del primer y del segundo emplazamientos verticales en el plano de la parte de pared común entre las posiciones.
15. Procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 14, comprendiendo una fase de selección de la anchura
de dicha primera parte de forma que la relación de la distancia
entre dicho primer y segundo emplazamiento y la anchura de la
primera parte es mayor de 2.
16. Procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 14, comprendiendo una fase de selección de la anchura
de dicha segunda parte de forma que la relación de la distancia
entre dicho primer y segundo emplazamientos y la anchura de la
segunda porción es mayor de 2.
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