FI106889B - Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor - Google Patents
Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor Download PDFInfo
- Publication number
- FI106889B FI106889B FI991625A FI991625A FI106889B FI 106889 B FI106889 B FI 106889B FI 991625 A FI991625 A FI 991625A FI 991625 A FI991625 A FI 991625A FI 106889 B FI106889 B FI 106889B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- reactor
- bed
- att
- eller
- och
- Prior art date
Links
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
106889106889
MENETELMÄ JA SIIRTOELIN LEIJUPETIREAKTORISSA JA LEIJUPETI-REAKTORI - FÖRFARANDE OCH SKJUTNINGSORGAN I EN VIRVEL-BÄDDREAKTOR OCH EN VIRVELBÄDDREAKTORMETHOD AND TRANSFER BETWEEN A FLOOR BED REACTOR AND A FLOOR BED REACTOR - FÖRFARANDE OCH SKJUTNINGSORGAN I EN VIRVEL-BÄDDREAKTOR OCH EN VIRVELBÄDDREAKTOR
5 Keksintö koskee jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osien mukaisia menetelmää ja laitetta materiaalin siirtämiseksi leijupetireaktorissa, sekä leijupetireaktoria, jossa mainittuja menetelmää ja laitetta käytetään. Keksinnöllä mahdollistetaan uusi ja keksinnöllinen tapa petimateriaalin liikuttamiseksi leijupetireaktorissa ja kiinteän materiaalin poistamiseksi leijupeti-10 reaktorista.The invention relates to a method and apparatus for transferring material in a fluidized bed reactor as defined in the preamble of the independent claims below, and to a fluidized bed reactor in which said method and apparatus are used. The invention provides a new and inventive way of moving bed material in a fluidized bed reactor and of removing solid material from a fluidized bed reactor.
Leijupetireaktorissa muodostetaan reaktorin pohjalle kiinteästä, hiukkasmaisesta petimateriaalista, kuten hiekasta, peti. Petiin puhalletaan leijutuskaasua, kuten ilmaa, niin että petimateriaali alkaa kuplia ja pyörteillä leijutuskaasuvirtauksen 15 vaikutuksesta. Tätä kutsutaan leijuttamiseksi, eli kiinteän aineksen saattamiseksi virtaavaa ainetta muistuttavaan tilaan. Leijutuskaasun puhallus petimateriaaliin toteutetaan yleensä lähelle reaktorin pohjaa sijoitettujen suuttimien kautta. Sisään puhallettu leijutuskaasu on poistettava, yleensä reaktorin yläosaan muodostetun, poistoyhteen kautta. Mainittuun petiin tai pedin päälle syötetään polttoainetta, joka 20 reagoidessaan muodostaa lisää poistettavia kaasuja. Yleensä leijutuskaasu on yksi » ♦ reaktioon osallistuvista aineista. Tällaisessa pedissä palaminen on parhaimmillaan tasaista ja tehokasta. Leijutusilman tasainen ja tarkasti säädeltävissä oleva puhallus ja leviäminen petiin on tärkeää tavoiteltaessa tehokasta ja säädeltyä palamista.In a fluidized bed reactor, a bed of solid particulate bed material such as sand is formed at the bottom of the reactor. The bed is blown with fluidizing gas, such as air, so that the bed material begins to bubble and swirl under the influence of the fluidizing gas flow 15. This is called fluidization, that is, bringing the solid into a fluid-like state. Blowing of fluidizing gas into the bed material is generally accomplished through nozzles located near the bottom of the reactor. The blown fluidized gas must be discharged, usually through a discharge port formed at the top of the reactor. The said bed or bed is supplied with fuel which, when reacting, generates additional exhaust gases. Generally, fluidizing gas is one of the »♦ reactants. In such a bed, combustion is at best smooth and efficient. Uniform and precisely controlled flow and diffusion of fluidized air into the bed is important for efficient and controlled combustion.
25 Leijupetireaktorin petiin, ja varsinkin sen pohjalle kertyy ajan mittaan petimateriaalia tiheämpää materiaalia, joka haittaa leijutuskaasun puhallusta. Polttoaineen mukana tulleet epäpuhtaudet, kuten kivet, metalliesineet, kuten naulat, sekä sintrautunut petimateriaali tai isot polttoainekappaleet, tai jotkin muut epäpuhtaudet saattavat peittää osan leijutuskaasusuuttimista, ja aiheuttavat 30 kanavoitumista, eli kaasun epätasaista virtausta pedissä. Epätasainen leijutus 2 106889 aikaansaa epätasaisen ja vaikeasti säädettävän reaktion, ja saattaa aiheuttaa suuria lämpötilavaihteluita, epätäydellistä palamista, ja siten esimerkiksi haitallisia päästöjä. Jossain kohdin lämpötila saattaa kohota liiankin korkeaksi tai kanavoitumisen johdosta laskea liian alhaiseksi. Polttoaine voi kasautua tiettyihin 5 kohtiin reaktoria, ja näin edelleen lisätä epätasaista palamista.25 The bed of the fluidized bed reactor, and especially at its bottom, over time accumulates more dense material than the bed material, which impedes the blowing of the fluidizing gas. Fuel impurities such as rocks, metal objects such as nails, and sintered bed material or large fuel bodies, or other impurities, may obscure some of the fluidizing gas nozzles and cause uneven flow of gas in the bed. Uneven fluidization 2 106889 produces an uneven and difficult to control reaction and may cause large temperature fluctuations, incomplete combustion, and thus, for example, harmful emissions. At some points, the temperature may rise too high or, due to ductwork, decrease too low. Fuel can accumulate at certain locations in the reactor, thereby further increasing uneven combustion.
Ylimääräinen reaktorin toimintaa haittaava materiaali on poistettava leijupetireaktorin pohjalta. Tätä tarkoitusta varten on tunnettua muodostaa reaktorin pohja kaltevaksi, jolloin tiheämpi, haitallinen aines kertyy itsekseen pohjan 10 alimpaan kohtaan. Sinne voidaan järjestää materiaalin poistoyhde, jonka kautta pedistä voidaan poistaa materiaalia halutuin väliajoin tai jatkuvatoimisesti. Mikäli leijupetireaktorin pohja on tasainen, voidaan leijutusilman epätasaisella puhaltamisella aiheuttaa petimateriaalin liikkumista reaktorissa.Excess material that interferes with the reactor operation must be removed from the bottom of the fluidized bed reactor. For this purpose, it is known to tilt the bottom of the reactor, whereby the denser, noxious material accumulates by itself at the bottom of the bottom 10. There may be provided a material removal connection through which material can be removed from the bed at desired intervals or continuously. If the bottom of the fluidized bed reactor is flat, uneven flow of fluidized air can cause the bed material to move in the reactor.
15 Pohjan kaltevuus ei kuitenkaan aina pysty riittävän tehokkaasti kokoamaan ylimääräistä materiaalia poistoyhteen läheisyyteen. Jos materiaalia pedissä aiotaan siirtää leijutusilman epätasaisella puhaltamisella, aiheuttaa se yleensä lämpötilojen epäedullista vaihtelua. Voimakas puhaltaminen saattaa myös aiheuttaa parhaan, hienojakoisen petimateriaalin poistumisen reaktorista poistettavan kaasun mukana.15 However, the slope of the bottom may not always be effective enough to collect excess material in the vicinity of the outlet. If material is to be moved in the bed by uneven flow of fluidized air, it will generally cause adverse temperature variations. Vigorous blowing may also cause the best finely divided bed material to escape from the reactor gas to be removed.
2020
Esimerkiksi, kun epäpuhtauksia on kertynyt reaktorin pohjalle liikaa, tai muissa huoltotilanteissa, reaktori on usein tyhjennettävä kokonaan. Edellä mainitut ongelmat materiaalin poistamisessa reaktorista koskevat myös tämänlaista petimateriaalin tyhjentämistä. Reaktorin ja pedin jäähtymistä on odotettava jopa 25 vuorokausia, ennen kuin petiä voidaan ruveta poistamaan.For example, when there is too much contamination on the bottom of the reactor, or in other maintenance situations, the reactor often needs to be emptied completely. The above problems in removing material from the reactor also apply to this type of bed material emptying. The reactor and bed must be allowed to cool down for up to 25 days before the bed can be removed.
Patenttijulkaisuissa GB 2066435 ja US 4384534 esitetään erilaisia kaapimia, joilla arinan päältä kaavitaan pois tuhkaa tai tasoitetaan arinalla olevaa polttoainetta. Patenttijulkaisuissa EP 0103065, US 3411465 ja US 3795058 esitetään erilaisia .· 30 leijupetireaktoreihin sijoitettuja sekoittimia ja kaapimia. Mainituissa 3 106889 viitejulkaisuissa esitetyt kaapimet ja sekoituselimet on järjestetty liikkumaan koko ajan samassa tasossa, esimerkiksi leijupetireaktorin pohjalla. Ne eivät pysty liikkumaan reaktorin pedissä usealla eri korkeudella.GB 2066435 and US 4384534 disclose various scrapers for scraping ash from the grate or for smoothing the fuel on the grate. EP 0103065, US 3411465 and US 3795058 disclose various mixers and scrapers located in fluidized bed reactors. The scrapers and mixing members disclosed in the aforementioned 3 106889 references are arranged to move at all times in the same plane, for example at the bottom of a fluidized bed reactor. They cannot move in the reactor bed at several different heights.
5 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada sellainen laite, jolla minimoidaan edellä mainitut tunnetussa tekniikan tasossa ilmenevät ongelmat.It is an object of the present invention to provide a device which minimizes the above-mentioned problems that occur in the prior art.
Edellä olevat haitat saadaan poistetuksi ja edellä määritellyt tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, siirtoelimellä ja leijupetireaktorilla, joille on 10 tunnusomaista se, mitä on määritelty jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.The foregoing disadvantages are overcome and the objects defined above are achieved by the process, transfer device and fluidized bed reactor of the invention, which are characterized by what is defined in the characterizing parts of the independent claims below.
Keksinnön mukaiselle leijupetireaktorille on tyypillistä se, että leijupetireaktorin sisäosaan johtavat polttoaineen, leijutuskaasun ja petimateriaalin tuloyhteet, sekä 15 poistettavan kaasun ja petimateriaalin poistoyhteet. Polttoaineen ja petimateriaalin tuloyhteet voivat olla erilliset, tai petimateriaalia ja polttoainetta voidaan syöttää reaktoriin samasta yhteestä. Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan mainitussa reaktorissa suoritetaan seuraavat vaiheet: (a) johdetaan polttoainetta ja petimateriaalia tuloyhteestään reaktorin sisälle niin, 20 että leijupetireaktorin pohjalle muodostuu peti polttoaineen käsittelemiseksi, (b) johdetaan leijutuskaasua leijutuskaasun tuloyhteestä, lähelle reaktorin pohjaa tai pohjalle jäljestetyn yhden tai useamman suuttimen tai vastaavan kautta, petiin ja pedin läpi, petimateriaalin leijuttamiseksi, (c) muodostetaan poistettavaa kaasua saattamalla polttoaine reagoimaan pedissä 25 ja pedin yläpuolella, (d) poistetaan poistettava kaasu reaktorista poistettavan kaasun poistoyhteen kautta, (e) poistetaan materiaalia pedistä reaktorin pohjan läheisyyteen aukeavan petimateriaalin poistoyhteen kautta, 30 (f) liikutetaan yhtä tai useampaa siirtoelintä leijupetireaktorin pedissä 4 106889 petimateriaalin suhteen, tai liikutetaan petiä yhden tai useamman siirtoelimen suhteen, ja siten siirretään petimateriaalia ja/tai petimateriaalin seassa olevaa muuta materiaalia ja (g) liikutetaan haluttaessa vaiheessa f yhtä ja samaa siirtoelintä (24,124, 224, 228) 5 eri korkeuksilla.The fluidized bed reactor according to the invention is characterized in that fuel, fluidizing gas and bed material inlet connections as well as gas and bed material outlet connections are led into the fluidized bed reactor interior. The fuel and bed material inlet connections may be separate, or the bed material and fuel may be fed into the reactor from the same connection. According to the method of the invention, said reactor comprises the steps of: (a) introducing fuel and bed material from its inlet into the reactor so that a bed is formed at the bottom of the fluidized bed reactor to process fuel; through a respective, bed and through the bed to fluidize the bed material, (c) reacting gas in the bed 25 and above the bed, (d) removing the exhaust gas from the reactor through the outlet gas outlet, (e) removing material from the bed near the reactor bottom 30, (f) moving one or more transfer members in the fluidized bed reactor bed 4 106889 with respect to the bed material, or moving the bed relative to one or more transfer members, and thereby transferring the bed material and / or other material within the bed material; and (g) if desired, in step f, move the same moving member (24,124, 224, 228) at 5 different heights.
Leijupetireaktorilla tässä julkaisussa tarkoitetaan kaikenlaisia reaktoreita, joissa petimateriaali saatetaan leijutuskaasulla viilaavan kaltaiseen tilaan, myös kiertopetireaktoria. Kiertopetireaktorissa leijutuskaasun virtaus on niin suuri, että 10 osa petimateriaalista kulkeutuu poistettavan kaasun mukana ulos reaktorista, jolloin petimateriaalia erotetaan poistettavasta kaasusta ja johdetaan takaisin reaktoriin. Poistettavalla kaasulla tarkoitetaan leijutuskaasua ja reaktorissa syntyviä kaasuja, jotka johdetaan ulos reaktorista, yleensä reaktorin yläosassa olevan poistoyhteen kautta. Siirtoelimellä tarkoitetaan mitä tahansa elintä, jota voidaan liikuttaa 15 petimateriaalin seassa niin, että petimateriaali, ja/tai sen joukossa olevat epäpuhtaudet, kuten leijutuskaasusuuttimien päälle kerääntyneet kivet, naulat ja vastaavat, tämän keksinnöllisen siirtoelimen vaikutuksesta siirtyvät. Edullisesti siirtoelin on mekaaninen ja kaavinmainen, mutta se voi olla myös esimerkiksi erityisesti muotoiltu leijutuskaasusuutin, jolla pystytään aiheuttamaan riittävän 20 voimakas puhallus.A fluidized bed reactor is used herein to mean all kinds of reactors in which the bed material is brought into a fluidizing gas-like space, including a circulating bed reactor. In a circulating bed reactor, the fluidization gas flow is so large that 10 of the bed material is transported with the gas to be removed out of the reactor, whereby the bed material is separated from the gas to be removed and recycled to the reactor. The gas to be discharged refers to the fluidizing gas and gases generated in the reactor which are discharged from the reactor, usually through an outlet at the top of the reactor. A transfer member is defined as any member that can be moved within the bed material so that the bed material, and / or impurities therein, such as stones, nails and the like, accumulated on the fluidizing gas nozzles are displaced by this inventive transfer member. Preferably, the transfer member is mechanical and schematic, but it may also be, for example, a specially shaped fluidizing gas nozzle capable of producing a sufficiently high blowing force.
Useammasta leijutuskaasusuuttimesta voidaan reaktoriin muodostaa suutinpinta, jolla tarkoitetaan suuttimien reaktorissa muodostamaa tasoa tai pintaa, jonka päällä petiä leijutetaan, ja joka suutinpinta usein on reaktorin pohjalla tai muodostaa 25 reaktorin pohjan.A plurality of fluidizing gas nozzles may form a nozzle surface in the reactor, meaning a plane formed by the nozzles in the reactor, or a surface on which the bed is fluidized, often at the bottom of the reactor or forming the bottom of the reactor.
Keksinnön mukainen siirtoelin on sovitettu liikkumaan petimateriaalin suhteen. On mahdollista, että siirtoelintä liikutetaan, tai sitten siirtoelin on järjestetty reaktoriin kiinteästi, ja reaktorin peti on järjestetty liikkumaan siirtoelimen suhteen. Peti .· 30 saadaan liikkumaan järjestämällä esimerkiksi reaktorin pohja tai suutinpinta 5 106889 liikkuvaksi, esimerkiksi pyöreän reaktorin pohja voi olla järjestetty pyörimään keskipisteensä ympäri. On myös mahdollista järjestää sekä siirtoelin että reaktorin pohja tai suutinpinta liikutettaviksi. Tässä julkaisussa puhuttaessa siirtoelimen liikuttamisesta tai pyörittämisestä petimateriaalin suhteen tarkoitetaan sekä 5 siirtoelimen liikuttamista pedissä, että myös pohjan tai suutinpinnan ja sen mukana petimateriaalin liikuttamista siirtoelimen suhteen.The transfer member according to the invention is adapted to move with respect to the bed material. It is possible that the transfer member is moved, or else the transfer member is arranged in the reactor and the reactor bed is arranged to move relative to the transfer member. The bed 30 can be moved by arranging, for example, the bottom of the reactor or the nozzle surface 5 106889, for example the bottom of the circular reactor may be arranged to rotate about its center. It is also possible to arrange both the transfer member and the bottom or nozzle surface of the reactor to be moved. As used herein, when moving or rotating the transducer relative to the bed material, it is meant to move the transducer 5 in the bed as well as to move the base or nozzle surface and accompanying bed material relative to the transducer.
Keksinnön mukaisen siirtoelimen liikuttaminen leijupetireaktorin pedin seassa ei vaadi liikuttamiseen käytettävältä voimanlähteeltä kovinkaan suurta tehoa. Vaikka 10 mainitunlainen peti on esimerkiksi puoli metriä paksu hiekkapatja, riittää reaktorin pohjalla pyöritettävän elimen liikuttamiseen yleensä yhden henkilön käsivoimat tai suhteellisen pieni sähkömoottori. Reaktorin pohjan tai suutinpinnan pyörittäminenkään ei vaadi kohtuuttoman suurta tehoa. Pienehkön vastuksen sinänsä hyvinkin tiheässä ja painavassa pedissä aikaansaa leijutuskaasun puhallus, 15 ja sen aiheuttama petimateriaalin nestemäinen käytös. Lämpötila pedin pohjalla on lämpöä tuottavan reaktorin normaalissa ajotilanteessa tyypillisesti 100 - 300°C, huomattavasti alle pedin pinnalla vallitsevan käyttölämpötilan, joka voi olla esimerkiksi 750 - 900°C. Siirtoelimeltä ei siis välttämättä vaadita jatkuvaa korkeiden lämpötilojen kestoa. Edullisesti siirtoelin kuitenkin valmistetaan ... . 20 kestämään mainittua korkeampaakin lämpötilaa, sillä joissain ajotilanteissa peti saattaa pohjaltaankin lämmetä huomattavasti. Lisäksi on mahdollista järjestää siirtoelin liikuttamaan petimateriaalia myös pedin pinnalta, jolloin korkeidenkin lämpötilojen sieto on tärkeää.Moving the transfer member according to the invention among the bed of a fluidized bed reactor does not require much power from the power source used to move it. Although 10 such beds are, for example, a sand bed half a meter thick, one person's hand force or a relatively small electric motor is usually sufficient to move the rotatable member at the bottom of the reactor. Even rotating the bottom of the reactor or the nozzle surface does not require excessively high power. A smaller resistance in the very dense and heavy bed itself is provided by the blowing of the fluidizing gas 15 and the resulting fluid behavior of the bed material. The temperature at the bottom of the bed is typically 100 to 300 ° C during normal running of the heat-producing reactor, well below the operating temperature at the bed surface, which may be, for example, 750 to 900 ° C. Thus, the transducer is not necessarily required for continuous exposure to high temperatures. Preferably, however, the transfer member is made .... 20 to withstand the above mentioned temperatures, as in some driving situations the bed may warm considerably from the bottom. In addition, it is possible to arrange the transfer member to move the bed material also from the surface of the bed, whereby resistance to high temperatures is also important.
25 Petimateriaalin ja varsinkin pedissä olevien epäpuhtauksien liikuttamisella tasoitetaan petiä. Polttoaine ja petimateriaali saadaan paremmin sekoitettua keskenään. Leijutuskaasusuuttimien päälle kasautuneet epäpuhtaudet saadaan levitettyä joka puolelle reaktorin pohjaa, jolloin leijutuskaasu levittyy tasaisemmin petiin.25 Moving the bed material and especially the impurities in the bed will smooth the bed. Better mixing of fuel and bed material. The impurities accumulated on the fluidizing gas nozzles can be spread throughout the bottom of the reactor, whereby the fluidizing gas is more evenly distributed in the bed.
ϊ\ . 30 6 106889ϊ \. 30 6 106889
Edullisessa keksinnön mukaisessa sovelluksessa siirtoelin on muotoiltu siten, ja/tai sen liikerata on järjestetty sellaiseksi, että siirtoelintä pedissä petimateriaalin suhteen liikuttamalla pystytään siirtämään petimateriaalia ja sen joukossa olevia epäpuhtauksia lähelle petimateriaalin poistoyhdettä. Petimateriaalin poistoyhteitä, 5 kuten myös siirtoelimiä voi olla useita. Esimerkiksi, siirtoelin voi olla lähes reaktorin pohjan tasaisen osan levyinen, noin 5 cm korkea, noin 2 cm:n paksuinen teräslevy, joka on taivutettu vaakatasossa esimerkiksi v-kirjaimen muotoiseksi, materiaalin siirtämiseksi tarkasti petimateriaalin poistoyhteelle. Siirtoelimen liikerata voi olla esimerkiksi edestakainen. Siirtoelin voi olla myös esimerkiksi 10 haravamainen, jolloin se siirtää pääasiassa vain haravan piikkien väliä suurempia kappaleita. Petimateriaalin poistoyhde tai -yhteet voivat sijaita reaktorin pohjalla, tai seinissä. Esimerkiksi, jos reaktorin pohja on keskipisteensä ympäri pyöritettävä, voidaan pyöritettävän pohjan ja reaktorin seinän väliin muodostaa pohjaa kiertävä poistoyhde, jonne siirtoelin on järjestetty siirtämään poistettavaa petimateriaalia.In a preferred embodiment of the invention, the transfer member is shaped and / or its movement path is arranged such that by moving the transfer member in the bed relative to the bed material it is possible to transfer the bed material and contaminants therefrom close to the bed material removal connection. There may be a plurality of bed material removal connections, as well as transfer means. For example, the transfer member may be a steel plate about 5 cm high, about 2 cm thick, which is approximately flat about a flat portion of the bottom of the reactor and is horizontally bent to form, e.g., an "V" to accurately transfer material to the bed material removal assembly. For example, the movement path of the organ may be reciprocating. The transfer member may also be e.g. The bed material outlet connection (s) may be located on the bottom of the reactor or on the walls. For example, if the bottom of the reactor is to be rotatable about its center point, a bottom-rotating outlet connection may be formed between the rotatable bottom and the reactor wall where the transfer member is arranged to transfer the bed material to be removed.
1515
Edullisessa sovelluksessa petimateriaalin poistoyhde on suljettavissa suljinelimellä, kuten läpällä, luukulla tai jollain muulla mekanismilla. Tällaisen suljinelimen voi haluttaessa avata ja sulkea, jolloin materiaalia voidaan poistaa reaktorista tarpeen mukaan. Materiaalia voidaan poistaa myös jatkuvatoimisesti tai säännöllisin 20 väliajoin.In a preferred embodiment, the bed material outlet connection may be closed by a closure member such as a flap, a hatch or some other mechanism. Such a closure member may be opened and closed if desired, allowing material to be removed from the reactor as required. The material can also be removed continuously or at regular intervals.
Keksinnön mukainen siirtoelin voi olla esimerkiksi kaavin tai siipi, jota pyöritetään tai liikutetaan edestakaista liikerataa reaktorin pohjan lähellä, ainakin osittain petimateriaalin sisässä. Edullisesti siirtoelin on sovitettu pyörimään tietyn akselin 25 ympäri, lähellä leijutussuuttimia, jolloin sillä voidaan liikuttaa hyvin lähellä reaktorin pohjaa olevaa materiaalia. Pyörimään sovitettua siirtoelintä on edullista pystyä liikuttamaan edestakaisin. Siirtoelintä on edullista pystyä liikuttamaan reaktorissa myös pystysuunnassa. Siirtoelin on edullisesti muotoiltu liikuttamissuuntaansa nähden poikittaisessa suunnassa pitkänomaiseksi, ja 30 korkeussuunnassa mainittua pituuttaan matalammaksi. Tällöin se kerää materiaalia 7 106889 leveältä alalta, pitäen petimateriaalin ja siirtoelimen välisen vastuksen kuitenkin pienenä.The transfer member according to the invention may be, for example, a scraper or a wing which is rotated or moved in a reciprocating motion near the bottom of the reactor, at least in part inside the bed material. Preferably, the transfer member is arranged to rotate about a given axis 25, near the fluidization nozzles, whereby it can move material close to the bottom of the reactor. It is advantageous to be able to move the reciprocating transfer member back and forth. It is advantageous to be able to move the transfer member vertically in the reactor. Preferably, the displacement member is elongated transverse to its direction of movement, and 30 degrees lower than its length. It then collects material over a 7,106,889 wide area, while keeping the resistance between the bed material and the transfer member small.
Siirtoelin saa käyttövoimansa edullisesti reaktorin ulkopuolelta, reaktorin vaipan 5 läpi kulkemaan sovitetun käyttöyhteen, kuten varren, akselin tai vastaavan, välityksellä. Tällaista käyttöyhdettä liikuttaa edestakaisin tai pyörittää jokin voimanlähde, kuten sähkömoottori. On myös mahdollista, että siirtoelin muotoillaan niin, esimerkiksi siipimäiseksi, että leijutuskaasun virtaus aiheuttaa elimen liikkumisen, tai ainakin myötävaikuttaa siirtoelimen liikuttamisessa. Siirtoelin on 10 edullisesti valmistettu hyvin lämpöä ja korroosiota kestävästä aineesta, kuten ruostumattomasta teräksestä tai keraamisesta aineesta. Siirtoelimeen voidaan järjestää jäähdytys, esimerkiksi kierrättämällä sen sisällä vettä tai ilmaa.Preferably, the transfer means is driven from the outside of the reactor, through the reactor jacket 5, via an operating interface such as a shaft, shaft or the like. Such a coupling is moved back and forth or rotated by a power source, such as an electric motor. It is also possible for the transfer member to be shaped, for example, so that the flow of fluidizing gas causes the member to move, or at least contribute to the movement of the transfer member. The transfer member 10 is preferably made of a material which is very heat and corrosion resistant, such as stainless steel or ceramic. The transfer member may be provided with cooling, for example by circulating water or air within it.
Keksinnön mukaisia sovelluksia ovat myös siirtoelimen sovittaminen 15 kuplivaleijupetireaktoriin tai kiertoleijureaktoriin. Edullisesti keksinnön mukainen reaktori on järjestetty tuottamaan pääasiassa lämpöenergiaa.Applications according to the invention also include fitting the transfer member to a bubble fluidized bed reactor or a circulating fluidized bed reactor. Preferably, the reactor of the invention is arranged to produce mainly thermal energy.
Keksinnön yhtenä tärkeimpänä etuna on, että polttoaine saadaan reagoimaan hallitusti ja tasaisesti koko pedissä, koska leijutuskaasu leviää leijupetireaktorin 20 petiin tasaisesti. Tämä saavutetaan sillä, että siirtoelimellä saadaan tasoitettua • '· pedissä olevia, kaasun tasaista virtausta estäviä, epäpuhtauksien, polttoaineen tai petimateriaalin kasautumia.One of the major advantages of the invention is that the fuel is reacted in a controlled and uniform manner throughout the bed because the fluidizing gas is uniformly distributed in the bed of the fluidized bed reactor 20. This is achieved by smoothing the accumulation of impurities, fuel, or bed material in the bed, preventing the flow of gas in the bed.
Keksinnön toisena tärkeimpänä etuna on, että epäpuhtauksien poistaminen 25 leijupetireaktorista on tehokasta, koska siirtoelimellä voidaan epäpuhtaudet siirtää petimateriaalin poistoaukon läheisyyteen. Tämä siirtäminen voidaan suorittaa jopa ilman tuotantokatkoksia, reaktorin toimiessa täydellä teholla.Another major advantage of the invention is that the removal of impurities from the fluidized bed reactor is efficient because the transfer means can be used to transfer impurities in the vicinity of the bed material outlet. This transfer can be performed even without production interruptions, with the reactor running at full power.
# ,#,
Keksinnön kolmantena tärkeimpänä etuna on, että reaktorin tyhjennys, esimerkiksi 30 huoltoa varten, voidaan suorittaa nopeasti ja helposti, koska siirtoelimellä voidaan 8 106889 kuumakin petimateriaali poistaa reaktorista.The third most important advantage of the invention is that the emptying of the reactor, for example for maintenance, can be carried out quickly and easily, because the transfer means can remove the hotter bed material from the reactor.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin esimerkkisovelluksia kuvaaviin piirroksiin viittaamalla.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings illustrating exemplary embodiments.
55
Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti, vaakatasossa poikkileikattuna ja ylhäältäpäin katsottuna, erästä keksinnönmukaista leijupetireaktoria, johon on asennettu keksinnönmukainen siirtoelin.Fig. 1 schematically shows, in horizontal section and top view, a fluidized bed reactor according to the invention fitted with a transfer element according to the invention.
10 Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti keksinnönmukaisen leijupetireaktorin alaosan pystysuuntaista poikkileikkausta.Figure 2 schematically shows a vertical cross-section of the bottom of a fluidized bed reactor according to the invention.
Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti vaakatasossa poikkileikattuna ja ylhäältäpäin katsottuna, erästä keksinnönmukaista leijupetireaktoria, johon on asennettu viisi 15 keksinnönmukaista siirtoelintä.Figure 3 schematically shows, in horizontal section, a top view of a fluidized bed reactor according to the invention in which five transfer elements according to the invention are installed.
Kuviossa 1 näkyy keksinnön mukaisen leijupetireaktorin 10 poikkileikkaus. Reaktorin 10 vaipan 12 sisään on järjestetty muuraus 14, vähentämään metallisen vaipan 12 kulumista. Reaktorin 10 pohjalla 16 on useita leijutuskaasusuuttimia 18, 20 sekä petimateriaalin poistoyhteen suuaukko 20. Pohjan 16 ja poistoaukon 20 päällä näkyy reaktorin 10 pohjan 16 keskipisteen 22 kautta kulkevan pystysuoran akselin ympäri vaakatasossa pyörimään sovitettu keksinnön mukainen siirtoelin 24.Figure 1 shows a cross-section of a fluidized bed reactor 10 according to the invention. Masonry 14 is provided inside the jacket 12 of the reactor 10 to reduce wear on the metallic jacket 12. The bottom 16 and the outlet 20 of the reactor 10 have a plurality of fluidizing gas nozzles 18, 20 and a bed outlet outlet 20 showing a transfer member 24 according to the invention adapted to rotate horizontally about a vertical axis passing through the center 22 of the bottom 16 of the reactor 10.
Kuviossa 2 näkyvät leijupetireaktori 110, reaktorin vaippa 112, reaktorin pohja 116, 25 leijutuskaasusuuttimet 118 ja reaktorin pohjan keskipisteen 122 kautta kulkevan pystysuoran varren 130 välityksellä vaakatasossa pyörimään sovitettu siirtoelin 124. Suuttimet 118 ja siirtoelin 124 ovat kokonaisuudessaan pedin 126 pinnan alla.Figure 2 shows a fluidized bed reactor 110, a reactor jacket 112, a reactor bottom 116, a fluidizing gas nozzles 118, and a horizontal displacement member 124 through a vertical arm 130 passing through the center of the reactor bottom 122. The nozzles 118 and transfer member 124 are completely underneath the bed.
Kuviossa 3 esitetään keksinnön mukainen ratkaisu, jossa leijupetireaktorin 210 .· 30 pohjalle 216 on sovitettu leijutuskaasusuuttimien 218 lisäksi neljä petimateriaalin 9 106889 poistoaukkoa 220. Pohjan 216 keskipisteen 222 ympäri pyörivän siirtoelimen 224 lisäksi reaktorin 210 nurkista kohti poistoaukkoja 220 on järjestetty liikkumaan neljä lisäsiirtoelintä 228. Lisäsiirtoelimissä 228 on varret 230, jotka johtavat reaktorin 210 ulkopuolelle, läpi vaipan 212.Fig. 3 illustrates a solution according to the invention in which, in addition to fluidizing gas nozzles 218, four bottom 106 outlets 220 are disposed on the bottom 216 of the fluidized bed reactor 210. In addition to the port 216 228 are arms 230 which conduct outside the reactor 210 through sheath 212.
55
Kuvion 1 esittämässä edullisessa keksinnön mukaisessa leijupetireaktorissa siirtoelin 24 on muodoltaan kourumainen, jolloin se pyöriessään vastapäivään kerää tehokkaasti mukaansa leijutuskaasusuuttimien 18 päälle kertynyttä materiaalia. Kun siirtoelin 24 on suurinpiirtein kuvion 1 esittämässä kohdassa, avataan materiaalin 10 poistoyhde 20, jolloin siirtoelimen 24 keräämä materiaali putoaa poistoyhteeseen 20.In the preferred fluidized bed reactor of the invention shown in Figure 1, the transfer member 24 has a trough shape, whereby it rotates counterclockwise to efficiently collect material accumulated on the fluidizing gas nozzles 18. When the transfer member 24 is approximately in the position shown in Figure 1, the outlet 10 of the material 10 is opened, whereby the material collected by the transfer member 24 is dropped into the outlet 20.
Kuvion 2 esittämästä leijupetireaktorista 110 näemme, miten siirtoelin 124 sijaitsee edullisesti lähellä reaktorin pohjaa 116 ja siis myös lähellä leijutuskaasu-15 suuttimia 118. Siirtoelin 124 toimii erinomaisesti, vaikka sijaitseekin syvällä pedin 126 pinnan alla. Vastaavanlainen peti on myös kuvioiden 1 ja 3 reaktoreissa, vaikkei se näy näissä kuvioissa. Siirtoelintä 124 pyörittävä varsi 130 saa käyttövoimansa reaktorin 110 ulkopuolella sijaitsevasta moottorista, jota ei kuvassa esitetä. Liikuttamalla vartta 130 pystysuunnassa voidaan siirtoelintä 124 pyörittää 20 pedissä eri korkeuksissa.From the fluidized bed reactor 110 shown in Figure 2, we see how the transfer member 124 is preferably located near the bottom 116 of the reactor, and thus also near the fluidization gas 15 nozzles 118. The transfer member 124 functions well even though deep below the bed 126. A similar bed is also present in the reactors of Figures 1 and 3, although not shown in these figures. The shaft 130 rotating the displacement member 124 is powered by an engine located outside the reactor 110, not shown. By moving the arm 130 vertically, the transfer member 124 can be rotated in 20 beds at different heights.
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista leijupetireaktoria210, jossa pohjan keskipisteen 222 ympäri pyöritettävä siirtoelin 224 toimii kuten kuvion 1 siirtoelin 24. Tämän lisäksi on nelikulmaisen reaktorin 210 pohjalle 216, sen 25 nurkkiin, sijoitettu lisäsiirtoelimet 228, jotka on järjestetty kulkemaan haluttaessa edestakaista liikerataa reaktorin 210 nurkista kohti keskipistettä 222 ja takaisin. Samalla ne työntävät materiaalia reaktorin 210 nurkista kohti keskipistettä 222 ja samalla kohti petimateriaalin poistoaukkoja 220. Tämä onkin edullista, sillä tällaisessa reaktorissa on vaarana, että nurkkiin syntyy katvealueita, joissa sekoitus ,· 30 on vähäistä ja ainesten lajittuminen, esimerkiksi pelkän polttoaineen kasautuminen 10 106889 johonkin nurkkaan, on mahdollista.Figure 3 shows a fluidized bed reactor210 according to the invention, in which the transfer element 224 rotatable about the center of the base 222 functions as the transfer element 24 of Figure 1. In addition, auxiliary transfer elements 228 arranged to pass the reciprocating reciprocating path are center point 222 and back. At the same time, they push material from the corners of the reactor 210 toward the center point 222 and at the same time towards the bed material outlet 220. This is advantageous because such a reactor runs the risk of creating blind spots with low mixing and material segregation, e.g. corner, is possible.
Kuvioiden 1-3 esimerkeissä leijutuskaasusuuttimet 18, 118 ja 218 muodostavat kuhunkin reaktoriin 10, 110 ja 210 suutinpinnan. Kaikissa kuvioiden 1 - 3 5 esittämissä esimerkeissä on mahdollista liikuttaa siirtoelimiä 24, 124, 224 tai 228 myös pelkästään pedin tasoittamiseksi, ilman että petimateriaalia tai reaktoriin kertyneitä epäpuhtauksia poistetaan.In the examples of Figures 1-3, fluidization gas nozzles 18, 118 and 218 form a nozzle surface for each reactor 10, 110 and 210. In all the examples shown in Figures 1-3 5, it is also possible to move the transfer members 24, 124, 224 or 228 for the purification of the bed only, without removing bed material or impurities accumulated in the reactor.
Kuvioissa ei esitetä reaktoriin johtavia polttoaineen, petimateriaalin ja 10 leijutuskaasun tuloyhteitä, tai poistettavan kaasun poistoyhteitä, siirtoelimien liikuttamiseen tarvittavia voimanlähteitä, kuten sähkömoottoreita, tai muita keksinnön mukaisessa leijupetireaktorissa tarvittavia sinänsä tunnettuun tekniikan tasoon kuuluvia osia.The figures do not show the fuel, bed material and fluidization gas inlet conduits to the reactor, or the gas to be discharged, the power sources for moving the transfer means, such as electric motors, or other prior art parts required in the fluidized bed reactor of the invention.
15 Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten rajoissa. Keksinnön mukainen laite soveltuu esimerkiksi energiantuotannossa käytettäviin leijupetireaktoreihin, kuten yhdyskuntajätteen, puun, hiilen tai muiden fossiilisten polttoaineiden polttamiseen. Keksintö soveltuu 20 myös muihin leijupetireaktoreihin, kuten polymeerien valmistuksessa tai polttoaineen kaasutuksessa käytettyihin. Leijupetireaktori voi vaihdella kooltaan laboratoriolaitteista aina suuriin voimaloihin saakka, samoin reaktorissa vallitsevat lämpötilat voivat vaihdella suuresti. Reaktorissa vaakatasossa pyöritettävän siirtoelimen ei tarvitse pyöriä pohjan keskipisteen ympäri, eikä edestakaista tai 25 muuten pyörivästä liikkeestä poikkeavaa liikerataa kulkevien siirtoelimien tarvitse kulkea nurkasta kohti keskipistettä ja takaisin. Petimateriaalin poistoyhde voi sijaita reaktorin seinässä eri korkeuksilla. Reaktorin pohja ja suutinpinta voivat olla kaltevia, tai vaihtelevan muotoisia, esimerkiksi kartiomaisia.It will be apparent to one skilled in the art that the invention is not limited to the examples above, but that the invention may vary within the scope of the following claims. The device according to the invention is suitable, for example, for fluidized bed reactors used for power generation, such as incineration of municipal waste, wood, coal or other fossil fuels. The invention is also applicable to other fluidized bed reactors, such as those used in the manufacture of polymers or gasification of fuel. The fluidized bed reactor can range in size from laboratory equipment to large power plants, and reactor temperatures can vary widely. In the reactor, the horizontally pivotable transfer member need not rotate about the center of the base, and the reciprocating or reciprocating motion paths need not travel from the corner to the center and back. The bed material outlet may be located at different heights in the reactor wall. The bottom of the reactor and the nozzle surface may be inclined or of variable shape, for example conical.
••
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI991625A FI106889B (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI991625A FI106889B (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor |
FI991625 | 1999-07-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI991625A FI991625A (en) | 2001-01-21 |
FI106889B true FI106889B (en) | 2001-04-30 |
Family
ID=8555093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI991625A FI106889B (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI106889B (en) |
-
1999
- 1999-07-20 FI FI991625A patent/FI106889B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI991625A (en) | 2001-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ406197A3 (en) | Cooling conveyor for loose materials | |
FI104213B (en) | Method and apparatus for operating a fluidized bed fluidized bed system | |
KR100203007B1 (en) | A fluid bed cooler, a fluid bed combustion reactor and a method for the operation of a such reactor | |
RU2355570C2 (en) | Mixer for gypsum treatment device | |
JP5198737B2 (en) | Particulate waste gasification system and method | |
MXPA02006871A (en) | Cfb with controllable in-bed heat exchanger. | |
US5992041A (en) | Raining bed heat exchanger and method of use | |
JP2007126625A5 (en) | ||
US5905752A (en) | ARC furnace fume collection system and method | |
JP4460993B2 (en) | Dust collection cyclone with heat exchanger | |
FI106889B (en) | Method and displacement means in a swirling bed reactor and a swirling bed reactor | |
WO2013055285A1 (en) | Combustion chamber supply device and method thereof | |
FI106242B (en) | Circulation Mass Reactor | |
US20070062424A1 (en) | Apparatus and Method for Enhancing Heat and Mass Transfer | |
KR102326929B1 (en) | Fluidized bed furnace of spiral flow type | |
JP2002210389A (en) | Cyclone dust separator | |
RU2162584C2 (en) | Air preheater for flue gas heat recovery | |
KR100418273B1 (en) | Reduced iron discharge apparatus for rotary hearth furnace | |
JP2775586B2 (en) | Method and apparatus for promoting mixing of fluid substances | |
JPH08178212A (en) | Structure of furnace wall of fluidized-bed boiler | |
US20050188897A1 (en) | High efficiency refractoryless kettle | |
WO1998013657A1 (en) | Plant for heat treatment of particulate material | |
WO2002014752A2 (en) | Method and apparatus for cooling a material | |
SU1296819A1 (en) | Smoke-diverting channel of double-earth steelmaking furnace | |
JPS62194106A (en) | Method of combustion temperature adjustment using heat absorbing body and its device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |