ES2567070T3 - Aparato de desviación de flujo de aire secundario y método para hacer circular sistemas de caldera de lecho fluidizado - Google Patents

Aparato de desviación de flujo de aire secundario y método para hacer circular sistemas de caldera de lecho fluidizado Download PDF

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Abstract

Aparato de desviación de flujo de aire secundario para un sistema de combustión en lecho fluidizado circulante, que comprende: una vía de alimentación de sorbente configurada para transportar partículas de sorbente procesadas a un horno de lecho fluidizado circulante (102) mediante la utilización de una parte de aire de combustión secundario suministrado al horno de lecho fluidizado circulante (102); un primer orificio de inyección de aire (212) configurado para estar dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una primera elevación por encima de una rejilla de distribución de aire primario (216) del horno de lecho fluidizado circulante (102); un segundo orificio de inyección de aire (214) configurado para estar dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una segunda elevación (D2) por encima de la primera elevación (D1); caracterizado por que comprende un dispositivo de separación de aire / sorbente (208) en comunicación fluídica con la vía de alimentación de sorbente, estando el dispositivo de separación (208) configurado para separar una parte sustancial del aire de combustión secundario presente en la vía de alimentación de sorbente de las partículas de sorbente procesadas presentes en la vía de alimentación de sorbente de manera que una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a través del segundo orificio de inyección de aire (214) y una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a través del primer orificio de inyección de aire (212).

Description

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DESCRIPCION
Aparato de desviacion de flujo de aire secundario y metodo para hacer circular sistemas de caldera de lecho fluidizado
Campo tecnico
La presente descripcion se refiere en general a sistemas de combustion en lecho fluidizado circulante (CLF) y, mas en concreto, a un aparato de desviacion de flujo de aire secundario y a un metodo para sistemas de caldera de lecho fluidizado circulante.
Antecedentes
La combustion en lecho fluidizado (CLF) es una tecnologfa de combustion utilizada en centrales electricas principalmente para quemar combustibles solidos. Un ejemplo de una CLF se describe en el documento WO 93/18341 A1. Las centrales CLF son mas flexibles que las centrales convencionales ya que pueden ser alimentadas con carbon, residuos de carbon o biomasa, entre otros combustibles. El termino CLF abarca una serie de procesos en lecho fluidizado que incluyen calderas de Lecho Fluidizado Circulante (LFC), calderas de Lecho Fluidizado Burbujeante (LFB) y otras variantes. Los lechos fluidizados suspenden combustibles solidos en chorros de aire soplados hacia arriba durante el proceso de combustion, dando esto como resultado una mezcla turbulenta de gas y solidos. La accion de volteo, muy parecida a un fluido burbujeante, proporciona un medio para reacciones qmmicas y una transferencia de calor mas eficaces.
Durante la combustion de combustibles que tienen un constituyente que contiene azufre, por ejemplo carbon, el azufre se oxida para formar principalmente SO2 gaseoso. En particular, CLF reduce la cantidad de azufre emitido en forma de SO2 mediante un proceso de desulfuracion. Un sorbente adecuado, tal como piedra caliza que contiene, por ejemplo CaCO3, se utiliza para absorber SO2 del gas de combustion durante la combustion. Con el fin de favorecer tanto la combustion del combustible como la captura de azufre, la combustion CLF funciona a temperaturas mas bajas que las de los sistemas de combustion convencionales. Los sistemas CLF funcionan tipicamente en una gama de entre aproximadamente 780 °C y aproximadamente 1.000 °C. Ya que esto permite que el carbon se queme a temperaturas mas fnas, la produccion de NOx durante la combustion es inferior a la de otros procesos de combustion de carbon. Las calderas de lecho fluidizado han evolucionado a partir de los esfuerzos efectuados por encontrar un proceso de combustion capaz de controlar las emisiones de contaminantes sin controles de emision externos (tales como depuradores).
Los sistemas de caldera de LFC estan generalmente asociados a sistemas de alimentacion de piedra caliza para la captura de azufre. La piedra caliza procesada alimentada a una caldera se acondiciona tfpicamente mediante maquinas de reduccion de tamano a gamas de tamanos espedficos para permitir al proceso de desulfuracion avanzar de manera eficiente. Si las partfculas son demasiado grandes, el proceso de desulfuracion no sera eficiente ya que no hay suficiente superficie de partfculas de piedra caliza para reaccionar con el gas de combustion. Por otro lado, si las partfculas son demasiado pequenas, la piedra caliza se sacara de la zona de desulfuracion con el gas de combustion antes de que pueda reaccionar para eliminar el azufre. Tfpicamente, la piedra caliza es alimentada a la caldera con un diametro medio de partfcula en el intervalo de (como ejemplo, aunque no limitado a) entre aproximadamente 100 y aproximadamente 400 micras. A fin de lograr este intervalo de tamanos de partfcula, la piedra caliza en bruto no procesada se reduce tanto en tamano como en contenido de humedad mediante maquinas de reduccion de tamano. Actualmente, hay varias maquinas disponibles para triturar piedra caliza, incluidos por ejemplo, molinos de martillos, trituradoras de rodillos y molinos de rodillos. Independientemente del tipo de equipo utilizado para triturar piedra caliza, las partfculas se secan ya sea antes o durante la trituracion con el fin de producir un material que fluya libremente.
De manera tradicional, la piedra caliza se prepara de manera independiente del sistema de caldera, ya sea in situ o la prepara el proveedor de piedra caliza. La piedra caliza preparada se transporta a un sistema de almacenamiento en la sala de calderas, en el que posteriormente se mide y se inyecta en la caldera. La experiencia ha demostrado que el coste de la piedra caliza preparada utilizando sistemas individuales in situ o suministrada desde fuera de las instalaciones por vendedores es caro. En el caso de los sistemas individuales in situ, se utiliza un edificio independiente y combustible auxiliar para secar la piedra caliza. Por otra parte, un sistema de preparacion y de alimentacion de piedra caliza tambien puede estar integrado en el propio sistema de caldera, dando esto como resultado una reduccion significativa de los costes de capital y de funcionamiento. En concreto, las calderas de LFC pueden estar equipadas con un sistema de preparacion y de alimentacion de piedra caliza integrado que permanece en el edificio de la caldera. Tal sistema que seca y prepara piedra caliza segun sea necesario tambien se conoce como sistema de piedra caliza Justo a Tiempo (JAT).
El sistema de aire en un LFC esta disenado para realizar muchas funciones. Por ejemplo, se utiliza aire LFC para fluidificar los solidos de lecho que consisten en combustible, ceniza de combustible y sorbente, y para mezclar de manera suficiente los solidos de lecho con aire para favorecer la combustion, la transferencia de calor y el control (reduccion) de emisiones (por ejemplo, SO2, CO, NOx y N2O). Con el fin de realizar estas funciones, el sistema de
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aire esta configurado para inyectar aire en varios emplazamientos a velocidades y en cantidades espedficas. Por otra parte, un sistema de aire disenado para maximizar el control (reduccion) de una emision (por ejemplo, NOx) puede minimizar el control (obstaculizar la reduccion) de otra emision (por ejemplo, SO2). Por consiguiente, el sistema de aire para calderas de LFC esta generalmente disenado con la siguiente distribucion: el Aire Primario (AP) representa aproximadamente el 50 % del aire total del sistema (mas en general en un intervalo de entre aproximadamente 35 % y aproximadamente 60 % del aire del sistema); el Aire Secundario (AS) representa aproximadamente el 35 % del aire total del sistema (mas en general en un intervalo de entre aproximadamente 30 % y aproximadamente 45 % del aire del sistema); y el Aire Terciario (AT) representa aproximadamente el 15 % del aire total del sistema (mas en general en un intervalo de entre aproximadamente 5 % y aproximadamente 20 % del aire del sistema).
El aire primario se inyecta a traves de una rejilla en el fondo del horno, mientras que el aire secundario se inyecta a traves de orificios montados en las paredes del horno (por ejemplo, lado frontal, posterior y laterales) por encima de la rejilla de horno. Tfpicamente, el aire secundario se divide en al menos dos planos de inyeccion verticales por encima de la rejilla de horno. Tambien es tfpico dividir uniformemente el aire para cada plano. Asf, por ejemplo, si el AS representa el 40 % del aire total de combustion, una division tfpica sena 20 % en el plano inferior AS y 20 % en el plano superior AS. El aire terciario es aire utilizado para fluidificar intercambiadores de calor externo, sellos de sifon ciclonico (depositos estancos) y otros equipos auxiliares. Este aire entra en el horno a traves de aberturas espedficas en las paredes del horno.
Los sistemas de piedra caliza JAT emplean normalmente un molino de rodillos (es decir, una trituradora de barrido por aire) para triturar la piedra caliza antes de su alimentacion a una caldera de LFC, utilizando una parte significativa (por ejemplo, aproximadamente entre 20 % y 30 %) del aire de combustion para arrastrar y transportar piedra caliza triturada desde el molino al horno de LFC. Esta parte del aire de combustion (tambien denominado aire secundario) se alimenta normalmente al horno cerca (por encima) de la rejilla de distribucion de aire primario. Dado el alto porcentaje de aire secundario total, el aire jAt debe dividirse entre los planos inferior y superior AS. El sorbente acondicionado, arrastrado al aire JAT, es por tanto inyectado en ambos planos AS. Sin embargo, dado que una cantidad significativa de aire de combustion secundario se utiliza para arrastrar y transportar partfculas de sorbente a una parte inferior del horno cerca de la rejilla de distribucion de aire primario, la capacidad de controlar emisiones de SO2 en un sistema de piedra caliza JAT es aun algo limitada.
Resumen
De acuerdo con aspectos ilustrados en el presente documento, se proporciona un aparato de desviacion de flujo de aire secundario para un sistema de combustion en lecho fluidizado circulante LFC, que comprende una via de alimentacion de sorbente configurada para transportar partfculas de sorbente procesadas a un horno LFC mediante la utilizacion de una parte de aire de combustion secundario suministrado al horno LFC; un primer orificio de inyeccion de aire dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno LFC, en una primera elevacion por encima de una rejilla de distribucion de aire primario del horno LFC; un segundo orificio de inyeccion de aire dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno LFC, en una segunda elevacion por encima de la primera elevacion; y un dispositivo de separacion de aire / sorbente en comunicacion flmdica con la via de alimentacion de sorbente, estando el dispositivo de separacion configurado para separar una parte sustancial del aire de combustion secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del segundo orificio de inyeccion de aire y una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del primer orificio de inyeccion de aire.
De acuerdo con otros aspectos que se ilustran en el presente documento, un sistema de combustion en lecho fluidizado circulante (LFC) incluye un horno de LFC; un sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente que proporciona material sorbente procesado al horno de LFC, y una instalacion de almacenamiento de sorbente en bruto que suministra material sorbente en bruto al sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente; y un aparato de desviacion de flujo de aire secundario asociado al sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente. El aparato de desviacion de flujo de aire secundario comprende ademas una via de alimentacion de sorbente configurada para transportar partfculas de sorbente procesadas a un horno de LFC; un primer orificio de inyeccion de aire dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de LFC, en una primera elevacion por encima de una rejilla de distribucion de aire primario del horno de LFC; un segundo orificio de inyeccion de aire dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de LFC, en una segunda elevacion por encima de la primera elevacion; y un dispositivo de separacion de aire / sorbente en comunicacion flmdica con la via de alimentacion de sorbente, estando el dispositivo de separacion configurado para separar una parte sustancial del aire de combustion secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del segundo orificio de inyeccion de aire y una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del primer orificio de inyeccion de aire.
De acuerdo con otros aspectos ilustrados en el presente documento, un metodo de desviacion de flujo de aire secundario dentro de un sistema de combustion en lecho fluidizado (LFC) incluye transportar partfculas de sorbente procesadas a traves de una via de alimentacion de sorbente mediante la utilizacion de una parte de aire de combustion secundario suministrado a un horno de LFC; y separar una parte sustancial del aire de combustion 5 secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves de un primer orificio de inyeccion de aire dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de LFC, en una primera elevacion por encima de una rejilla de distribucion de aire primario del horno de LFC, y una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves de un segundo orificio de 10 inyeccion de aire dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de LFC, en una segunda elevacion por encima de la primera elevacion.
Las caractensticas anteriormente descritas y otras caractensticas se ejemplifican mediante las figuras y la descripcion detallada que se dan a continuacion.
Breve descripcion de los dibujos
15 Con referencia ahora a las figuras, que son realizaciones ejemplares y en las que los elementos similares se numeran del mismo modo:
La figura 1 es un diagrama esquematico de un sistema de combustion LFC que incorpora un medio de preparacion y de alimentacion directa de piedra caliza, adecuado para su uso de acuerdo con una realizacion de la invencion;
La figura 2 es un aparato de desviacion de flujo de aire secundario ejemplar para un sistema de combustion LFC, de 20 acuerdo con una realizacion de la invencion;
La figura 3 es un grafico que ilustra la presion de un horno de LFC como una funcion de la altura; y
La figura 4 es una vista mas detallada del aparato de desviacion de flujo de aire secundario y del dispositivo de separacion de aire / sorbente de la figura 2.
Descripcion detallada
25 En el presente documento se describe un aparato de desviacion de flujo de aire secundario y un metodo para sistemas de caldera de lecho fluidizado circulante, tales como aquellos provistos de un sistema de piedra caliza de alimentacion JAT. En resumen, las realizaciones descritas en el presente documento aplican un medio de parcializacion adicional con respecto a los sistemas convencionales mediante la separacion del aire de transporte del sorbente (por ejemplo, piedra caliza). Tal sistema permitina asf que la piedra caliza fuese inyectada en el horno a 30 un nivel mas bajo (por ejemplo, cerca de la rejilla de distribucion de aire primario) permitiendo al mismo tiempo que la mayor parte del aire de transporte sea inyectado en un emplazamiento mas alto en el horno.
En un sistema de sorbente de alimentacion directa, partfculas de sorbente procesadas (por ejemplo, piedra caliza) son transportadas por el aire en un tubo desde el molino (dispositivo de trituracion) hasta el horno inferior. En un sistema ejemplar, un molino de rodillos incluye multiples tubos, transportando cada uno una mezcla de aire y piedra 35 caliza. Se ha encontrado que el uso de piedra caliza se mejora (se reduce) cuando se inyecta justo por encima de la rejilla en el fondo del horno. Si se da prioridad a la inyeccion de sorbente acondicionado cerca de la rejilla, resulta ventajoso para el proceso de control de emisiones de SO2 desviar tanto sorbente como sea posible desde el plano superior AS hasta el plano inferior AS. En consecuencia, con el fin de aumentar la capacidad para parcializar el aire y la piedra caliza se separan uno de otra antes de entrar en el horno, como se describe con mas detalle a 40 continuacion.
Haciendo referencia en primer lugar a la figura 1, se muestra un diagrama esquematico de un sistema de combustion LFC 100 que incorpora un medio de preparacion y de alimentacion directa de sorbente (por ejemplo, piedra caliza), adecuado para su uso de acuerdo con una realizacion de la invencion. Segun se muestra, el sistema 100 incluye una caldera de LFC (horno) 102, un sistema de acondicionamiento de piedra caliza y de alimentacion de 45 piedra caliza 104 que proporciona piedra caliza triturada y seca a la caldera 102, y un recipiente / instalacion de almacenamiento de piedra caliza en bruto 106 para proporcionar piedra caliza en bruto al sistema de acondicionamiento y de alimentacion 104. En una realizacion ejemplar, el sistema de acondicionamiento de piedra caliza y de alimentacion de piedra caliza 104 puede ser un sistema de alimentacion directa (JAT) que transporta neumaticamente piedra caliza triturada y seca a la caldera utilizando una parte del aire secundario.
50 Con referencia ahora a la figura 2, se muestra un aparato de desviacion de flujo de aire secundario ejemplar 200 para un sistema de combustion LFC, de acuerdo con una realizacion de la invencion. Como se ha indicado anteriormente, una parte del aire secundario LFC se utiliza para transportar piedra caliza desde un dispositivo de trituracion de piedra caliza (por ejemplo, un molino de rodillos), tal como se puede emplear, por ejemplo, en un sistema de piedra caliza de alimentacion directa (JAT), al horno 102. Sin embargo, se apreciara que el aparato de
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desviacion de flujo de aire secundario ejemplar 200 tambien puede ser utilizado en combinacion con un sistema de caldera que recibe material sorbente preprocesado. En el ejemplo ilustrado, la mezcla de aire / piedra caliza inicial (representada con la flecha 202) es transportada a traves de una v^a de alimentacion de sorbente, representada mediante el tubo 204. Se apreciara, sin embargo, que pueden utilizarse varios de estos tubos 204 para transportar partfculas al horno 102. Como se observara, la figura 2 representa una parte inferior del horno 102, en particular una region que comienza en la rejilla de distribucion de aire primario y que ilustra entradas de aire secundario.
Antes de entrar en el horno 102, el aire y la piedra caliza en la via de alimentacion de sorbente 204 fluyen pasando por un tubo superior adyacente 206 provisto de un dispositivo de separacion de aire / sorbente 208 (por ejemplo, un alabe de aire) dispuesto en la union de la via de alimentacion 204 y de un tubo superior 206. Aunque la via de alimentacion de sorbente 204 se representa sustancialmente recta en la figura 2, la via de alimentacion 204 puede tener alternativamente otras formas tales como, por ejemplo, curvada. El dispositivo de separacion de aire / sorbente 208 esta configurado de manera que el aire procedente de la via de alimentacion de sorbente hace un giro brusco con el fin de entrar en el tubo superior 206. En una realizacion ejemplar, el angulo del giro puede variar desde aproximadamente 120 grados hasta aproximadamente 170 grados. Este giro relativamente brusco produce a su vez una fuerza centnfuga que separa una parte sustancial (por ejemplo, mayor de 90 %) de las partfculas de piedra caliza del aire giratorio. Las partfculas de piedra caliza separadas son transportadas a traves de aire dirigido hacia el tubo inferior 210 al horno inferior y a un primer orificio de inyeccion de aire 212 dispuesto en una pared (por ejemplo, pared delantera, paredes laterales, pared posterior, etc.) de una parte inferior del horno 102.
La minona de partfculas de piedra caliza que no son separadas del aire redirigido se introducen, junto con el aire redirigido, en el horno 102 a traves de un segundo orificio de inyeccion de aire 214 tambien dispuesto dentro de una pared de la parte inferior del horno. Mientras que el primer orificio de inyeccion de aire 212 esta dispuesto en una primera elevacion por encima de la rejilla de distribucion de aire primario 216 del horno 102, el orificio de inyeccion de aire secundario 214 esta dispuesto en una segunda elevacion por encima de la primera elevacion, dando esto como resultado una mejor parcializacion del aire. Dicho de otro modo, la corriente que fluye a traves del tubo inferior 210 representa una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire, mientras que la corriente que fluye a traves del tubo superior 206 representa una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire.
Un factor a tener en cuenta al dimensionar el dispositivo de separacion 208 es la variacion de presion del horno de LFC en funcion de la altura. En una realizacion ejemplar, la presion P0 del horno al nivel de la rejilla es del orden de alrededor de 112,1 milibares (45" WG (pulgadas de columna de agua)), disminuyendo a 0 milibares (0" WG) en la salida del horno (no se muestra espedficamente en la figura 2), para LFCs disenados con el punto de equilibrio en la salida del horno. La diferencia entre ellas se conoce como cafda de presion del horno. Alturas ejemplares para un horno de LFC son del orden de entre aproximadamente 29 metros (95 pies) y aproximadamente 37 metros (120 pies).
Debido a que una parte significativa de los solidos (por ejemplo, combustible, partfculas de sorbente) permanece cerca de la rejilla 216, aproximadamente el 80 % de la cafda de presion del horno se produce en aproximadamente los primeros 6 metros (20 pies) de altura de la rejilla 216, como se representa en el grafico de la figura 3. Esta gran cafda de presion a una altura relativamente pequena puede por tanto utilizarse para controlar la cantidad de aire separado de la piedra caliza. Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, la presion P1 del horno al nivel del primer orificio de inyeccion de aire 212 situado a una distancia D1 (por ejemplo, 2 metros (6 pies)) por encima de la rejilla 216 es del orden de alrededor de 62,2 milibares (25" WG). Por el contrario, la presion P2 en el segundo orificio de inyeccion de aire 214 situado a una distancia D2 por encima del primer orificio de inyeccion de aire 212 (por ejemplo, 3,1 metros (9 pies)) por encima del primer orificio de inyeccion de aire 212, 4,5 metros (15 pies) por encima de la rejilla 216 es del orden de aproximadamente 32,4 milibares (13" WG). Por tanto, el diferencial disponible de 29,8 milibares (12" WG) entre el primer orificio de inyeccion de aire 212 y el segundo orificio de inyeccion de aire 214 hara que el aire fluya al segundo orificio de inyeccion de aire 214, ya que toma la via de menor resistencia.
Generalmente, las calderas de LFC estan disenadas para funcionar con un inventario fijo de material de lecho en el horno, cuyo nivel se ejemplifica mediante la lmea discontinua 218 en la figura 2. Este inventario esta destinado a producir una presion en la rejilla 216 que es relativamente constante durante toda la gama de funcionamientos (es decir, de 0 % a 100 % de la carga de la caldera). Una vez mas, a modo de ejemplo, el valor de la presion al nivel de la rejilla es del orden de entre aproximadamente 99,6 y 112,1 milibares (entre 40 y 45 pulgadas de columna de agua) como se refleja en el grafico de la figura 3.
A medida que aumenta la carga de la caldera, aumenta la cantidad de aire primario que pasa a traves de la rejilla 206. A su vez, a medida que aumenta la cantidad de aire primario, se expande hacia arriba el nivel de lecho 218. Esta expansion hacia arriba desplaza a la derecha la curva de presion de lecho en funcion de la altura, como se ilustra ademas en la figura 3. La presion en el primer orificio de inyeccion de aire (inferior) 212, por tanto va a cambiar a medida que aumente la carga. De manera convencional, con el fin de controlar la division del flujo de aire entre los orificios de inyeccion de aire superior e inferior, se instala un dispositivo regulador sencillo (no mostrado) en el tubo de aire secundario superior 206. Por el contrario, las presentes realizaciones combinan la funcionalidad tanto de un dispositivo regulador como de un dispositivo de separacion de solidos (sorbente). Por otra parte, la separacion
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de solidos puede tener lugar con cualquier carga en el presente planteamiento, en el que el aire es forzado a hacer un giro brusco repentino.
Con referencia ahora a la figura 4, se ilustra una vista mas detallada del aparato de desviacion de flujo de aire secundario 200, y en particular del dispositivo de separacion de aire / sorbente 208. Segun se muestra, el dispositivo de separacion 208 incluye una pluralidad de alabes de paso variable 220 para permitir el ajuste preciso (regulacion) de la separacion de aire secundario superior / inferior, asf como el cambio de la eficiencia de la separacion de piedra caliza y aire. Dicho de otra manera, el dispositivo de separacion de aire / sorbente puede desempenar una doble funcion: como dispositivo regulador para controlar la distribucion de aire entre las entradas secundarias superior e inferior y como dispositivo de separacion de partfculas para dirigir una mayona de partfculas de piedra caliza a la entrada de aire secundario inferior.
Por consiguiente, en una realizacion ejemplar, el dispositivo de separacion 208 se puede dimensionar en base al diferencial de presion disponible dentro de la parte inferior del horno, y a la cantidad de aire a desviar al nivel de aire secundario inferior. Para una flexibilidad aun mayor, el dispositivo de separacion de aire / sorbente 208 se puede configurar de manera opcional para un funcionamiento dinamico. En este caso, el aparato 200 estana provisto ademas de un accionador para permitir el ajuste a cualquier carga. A medida que el regulador (separador 208) se abre, aumenta el flujo de aire al nivel del aire secundario superior. Como se ha indicado mas arriba, el angulo de redireccion del aire para una separacion de partfcula significativa (por ejemplo, 90 % del material sorbente dirigido al orificio de inyeccion de aire inferior) esta en el intervalo de entre aproximadamente 120 grados y aproximadamente 170 grados. Con el fin de proporcionar al menos una tasa de separacion de partfculas nominal, el angulo de redireccion es al menos mayor de 90 grados para conseguir una buena tasa de separacion.
En cuanto a la posicion del regulador, por lo general, el regulador se ajusta en una posicion (estatica) cuando la caldera esta habilitada. Esta posicion estatica se utiliza por encima del rango de carga de la caldera, aunque, en caso necesario, la posicion del regulador se puede cambiar. Ademas, tambien se pueden proporcionar uno o mas dispositivos de regulacion individuales (no mostrados) dentro de los tubos de aire secundario inferior y superior, o simplemente dentro del tubo de aire secundario superior 206 ya que el tubo de aire secundario inferior 210 se somete a una presion mas alta que la del tubo de aire secundario superior 206.
Como se apreciara, las realizaciones descritas anteriormente proporcionan un alto grado de separacion de partfculas de piedra caliza de la corriente de aire secundario superior, en una amplia gama de flujos de aire que vana en funcion de la carga de la caldera. Ademas, el dispositivo de separacion de partfculas tambien es capaz de proporcionar una funcion de regulacion para controlar (desviar) la division de flujo de aire entre los orificios de inyeccion de aire secundario inferior y superior a cualquier carga de caldera.

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario para un sistema de combustion en lecho fluidizado circulante, que comprende:
    una v^a de alimentacion de sorbente configurada para transportar partfculas de sorbente procesadas a un horno de lecho fluidizado circulante (102) mediante la utilizacion de una parte de aire de combustion secundario suministrado al horno de lecho fluidizado circulante (102);
    un primer orificio de inyeccion de aire (212) configurado para estar dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una primera elevacion por encima de una rejilla de distribucion de aire primario (216) del horno de lecho fluidizado circulante (102);
    un segundo orificio de inyeccion de aire (214) configurado para estar dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una segunda elevacion (D2) por encima de la primera elevacion (D1);
    caracterizado por que comprende
    un dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) en comunicacion flmdica con la via de alimentacion de sorbente, estando el dispositivo de separacion (208) configurado para separar una parte sustancial del aire de combustion secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del segundo orificio de inyeccion de aire (214) y una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del primer orificio de inyeccion de aire (212).
  2. 2. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de separacion (208) dirige al menos un 90 % de las partfculas de sorbente transportadas en la via de alimentacion de sorbente al primer orificio de inyeccion de aire (212).
  3. 3. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la primera elevacion (D1) esta aproximadamente entre 60 cm (2 pies) y aproximadamente 243 cm (8 pies) por encima de la rejilla de distribucion de aire primario (216).
  4. 4. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la primera elevacion (D1) esta aproximadamente a 182 cm (6 pies) por encima de la rejilla de distribucion de aire primario (216).
  5. 5. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la segunda elevacion (D2) esta aproximadamente a 457 cm (15 pies) por encima de la rejilla de distribucion de aire primario (216).
  6. 6. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de separacion (208) comprende uno o mas alabes de paso variable.
  7. 7. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) redirige aire secundario presente dentro de la via de alimentacion de sorbente en un angulo de entre aproximadamente 120 grados y aproximadamente 170 grados.
  8. 8. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que uno o mas alabes de paso variable estan dimensionados en base a un diferencial de presion dentro del horno, entre la primera elevacion (D1) y la segunda elevacion (D2).
  9. 9. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que uno o mas alabes de paso variable estan dispuestos en la union de la via de alimentacion de sorbente (202) y de un tubo de aire secundario superior (206) que transporta la mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire.
  10. 10. Aparato de desviacion de flujo de aire secundario de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) esta configurado ademas para controlar una cantidad de distribucion de flujo de aire entre el tubo de aire secundario superior (206) y un tubo de aire secundario inferior (210) que transporta la mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire.
  11. 11. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante, que comprende: un horno de lecho fluidizado circulante (102);
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    un sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente que proporciona material sorbente procesado al horno de lecho fluidizado circulante (102), y una instalacion de almacenamiento de sorbente en bruto (106) que suministra material sorbente en bruto al sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente; y
    un aparato de desviacion de flujo de aire secundario asociado al sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente, comprendiendo ademas el aparato de desviacion de flujo de aire secundario:
    una via de alimentacion de sorbente configurada para transportar partfculas de sorbente procesadas a un horno de lecho fluidizado circulante (102) utilizando una parte de aire de combustion secundario suministrado al horno de lecho fluidizado circulante /102);
    un primer orificio de inyeccion de aire (212) dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una primera elevacion (D1) por encima de una rejilla de distribucion de aire primario (216) del horno de lecho fluidizado circulante (102);
    un segundo orificio de inyeccion de aire (214) dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una segunda elevacion (D2) por encima de la primera elevacion (D1);
    caracterizado por que comprende
    un dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) en comunicacion flmdica con la via de alimentacion de sorbente, estando el dispositivo de separacion (208) configurado para separar una parte sustancial del aire de combustion secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del segundo orificio de inyeccion de aire (214) y una mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves del primer orificio de inyeccion de aire (212).
  12. 12. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el dispositivo de separacion dirige al menos un 90 % de las partfculas de sorbente transportadas en la via de alimentacion de sorbente al primer orificio de inyeccion de aire (212).
  13. 13. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el sistema de acondicionamiento de sorbente y de alimentacion de sorbente comprende un sistema de piedra caliza de alimentacion directa que transporta neumaticamente piedra caliza seca triturada a traves de la via de alimentacion de sorbente.
  14. 14. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el dispositivo de separacion comprende uno o mas alabes de paso variable.
  15. 15. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) redirige aire secundario presente dentro de la via de alimentacion de sorbente en un angulo de entre aproximadamente 120 grados y aproximadamente 170 grados.
  16. 16. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que el uno o mas alabes de paso variable estan dimensionados en base a un diferencial de presion dentro del horno, entre la primera elevacion (D1) y la segunda elevacion (D2).
  17. 17. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que el uno o mas alabes de paso variable estan dispuestos en la union de la via de alimentacion de sorbente y de un tubo de aire secundario superior que transporta la mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire.
  18. 18. Sistema de combustion en lecho fluidizado circulante de acuerdo con la reivindicacion 17, en el que el dispositivo de separacion de aire / sorbente (208) esta configurado ademas para controlar una cantidad de distribucion de flujo de aire entre el tubo de aire secundario superior y un tubo de aire secundario inferior que transporta la mezcla relativamente rica en sorbente con respecto al aire.
  19. 19. Metodo de desviacion de flujo de aire secundario dentro de un sistema de combustion en lecho fluidizado, comprendiendo el metodo:
    transportar partfculas de sorbente procesadas a traves de una via de alimentacion de sorbente mediante la utilizacion de una parte de aire de combustion secundario suministrado a un horno de lecho fluidizado circulante (102); y
    separar una parte sustancial del aire de combustion secundario presente en la via de alimentacion de sorbente de las partfculas de sorbente procesadas presentes en la via de alimentacion de sorbente de manera que una mezcla
    relativamente rica en sorbente con respecto al aire se introduce a traves de un primer orificio de inyeccion de aire (212) dispuesto dentro de una pared de una parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una primera elevacion (D1) por encima de una rejilla de distribucion de aire primario (216) del horno de lecho fluidizado circulante (102), y una mezcla relativamente pobre en sorbente con respecto al aire se introduce a traves de un 5 segundo orificio de inyeccion de aire (214) dispuesto dentro de la pared de la parte inferior del horno de lecho fluidizado circulante (102), en una segunda elevacion (D2) por encima de la primera elevacion.
  20. 20. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 19, en el que al menos un 90 % de las partfculas de sorbente transportadas en la via de alimentacion de sorbente son dirigidas al primer orificio de inyeccion de aire (212).
  21. 21. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 19, que comprende ademas redirigir aire secundario presente dentro de 10 la via de alimentacion de sorbente en un angulo de entre aproximadamente 120 grados y aproximadamente 170
    grados.
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