FI107292B - Leijupetireaktorijärjestelmä ja menetelmä sen käyttämiseksi - Google Patents

Description

107292

LEIJUPETIREAKTORIJÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ SEN KÄYTTÄMISEKSI VIRVELBÄDDSREAKTORSYSTEM OCH FÖRFARANDE FÖR DESS ANVÄNDNING

Esillä olevan keksinnön kohteena on leijupetireaktorijär-5 jestelmä ja menetelmä leijupetireaktorin käyttämiseksi, kuten tähän liittyvien itsenäisten patenttivaatimuksien 1 ja 17 johdanto-osissa on esitetty. Tarkemmin sanottuna, keksinnön kohteena on kiertoleijureaktorin kontrolloitu käyttö, jolla reaktorilla on lukuisia etuja verrattuna 10 aiemmin tunnettuihin konstruktioihin ja prosesseihin. Keksintö on tunnettuun tekniikkaan verrattuna huomattavasti yksinkertaisempi, mutta silti se sallii reaktorin lämpötilan tarkan säädön tehokkaalla tavalla, lisää lämmönsiirto-kapasiteettia eri kuormilla, ja on myös muutoin edullinen. 15

Kiertoleijupedit ovat hyvin tunnettuja, kuten US-patentissa on 4,111,158 on esitetty. Kiertoleijureaktoreissa polttoaineen annetaan reagoida leijutetussa kiintoainepedissä. Kaasun nopeuksia ja kaasun syöttömääriä säädellään sillä 20 tavoin, että olennainen osa kiintoainehiukkasista kulkeutuu leijupetireaktorissa virtaavan kaasun mukana sen alaosasta yläosaan. Kiertoleijupedille on luonteenomaista, että \ : kiinteän materiaalin kulkeutuminen on niin suurta, että jos « « « < < : .·. materiaalia ei kierrätetä takaisin reaktoriin, tämä vaikut- • « < 25 taa epäsuotuisasti kiertoleijupedin toimintaan.

« · • t« I t I • · [’··’ US-patentissa 4,111,158 on ehdotettu, että lämpötilaa ja • · • ** toimintaa säädellään poistamalla kiintoaineita kiertojär- • · · *.· 1 jestelmästä, jäähdyttämällä poistetut kiintoaineet leijupe- 30 tilämmönvaihtimella, ja sitten kierrättämällä jäähdytettyjä *:**: kiintoaineita takaisin leijupetireaktoriin. Kiintoaineet ·***: poistetaan lähellä leijupetireaktorin pohjaa olevan yhteen \t kautta ja johdetaan erilliseen leijupetijäähdyttimeen ja * t 'Hl kiintoaineiden jäähdyttämisen jälkeen osa kiintoaineista 4 « 35 palautetaan leijupetireaktoriin. Tällainen järjestely : vaatii erillisen järjestelmän kiintoaineiden kuljettamisek- si leijupetijäähdyttimen ja leijupetireaktorin välillä.

107292 2

Lisäksi tällaisen järjestelyn säätelykyky on heikko, johtuen esim. pitkistä kiintoaineiden kuljetusyhteistä, jotjca yhteet myös kärsivät suurista lämpöhäviöistä. Tällainen järjestelmä on myös erittäin monimutkainen ja kallis val-5 mistaa ja käyttää.

Esim. artikkelissa "VORTEX™ FLUIDIZED BED TECHNOLOGY", ASfyE 1993, Fluidized Bed Combustion - Voi. 1, ss. 197-205, φη myöskin ehdotettu, että kiintoaine jäähdytetään pääreakto-10 rin lähellä olevassa leijupedissä. Tällaisella järjestely!.-lä voi olla mahdollista vähentää lämpöhäviöitä ja ρ^^φη yhdistävien yhteiden aiheuttamaa säätöviivettä, mutta siltti tarvitaan jonkinlaista laitetta palauttamaan kiintoaineet pääreaktoriin, joka tässä tapauksessa on erillinen nosto-15 kanava ja joka myös vaatii lisätehoa toimiakseen. Kiintoaineet poistetaan reaktorin pohjalta ja palautetaan takaisin reaktoriin erillisen nostokammion avulla, jota käytetään estämään jäähdyttimen fluidisointikaasun ja nostokammion kantokaasun sekoittuminen toisiinsa. Tällaisen järjestelmin 20 säätö on myös vaikeaa; nostokammioon syötettävien kiintoaineiden määrä täytyy aina olla riittävä tai muutoin niiden kuljetus ei onnistu.

US-patenteissa 4,893,426 ja 4,823,740 on esitetty erilaisia ·. : 25 tapoja kuplapetireaktorin käyttämiseksi. Kuplapetireaktg- reita käytetään alhaisilla nopeuksilla niin, että muodostuu • · · **Y selvä ylempi petipinta päinvastoin kuin kiertoleijupedeisj- ***. sä. US-patentissa 3,893,426 on esitetty lämmönvaihdin, jol<ja • · [;··* käyttää hyväkseen vierekkäisiä leijupetejä. Molemmilla • · : 30 pedeillä on fluidisointikaasun jakoarina samalla horisonj- • ·· ** taalisella tasolla. US-patentissa 4,823,740 on esitetty kuplapetireaktori, jonka alaosassa on lämpöenergian talj- *:*·: teenottokammiot. Nämä kammiot on sijoitettu olennaisesti ·*’*: samalle tasolle kuplapedin kanssa niin, että ne pystyvä|t • « « . 35 vastaanottamaan kiinteää materiaalia, joka virtaa sisääjn kuplapedin yläpinnan yläpuolelta läheltä kuplapetiä ja *···* talteenottokammiota erottavaa väliseinää. Kiintoaineet ♦ · * » » • · t 107292 3 palautetaan talteenottokammiosta kuplapetiin tasolla, joka on kuplapedin fluidisointiarinan yläpuolella.

US-patentissa 5,060,599 esitetään kiertoleijureaktori, 5 jossa on reaktorin sivuseinään muodostettuja taskuja vastaanottamaan seinää pitkin alaspäin virtaavaa materiaalia. Jokaisessa taskussa on ylöspäin oleva aukko paikassa, jossa leijupedin tiheys on huomattavasti alhaisempi kuin lähellä reaktorin pohjaa. Materiaalivirran säätö on saatu aikaan 10 antamalla materiaalin virrata taskun reunan yli tai materiaalia poistetaan taskun pohjalla olevan kanavan tai aukon yli.

US-patentissa 4,363,292 on esitetty järjestelmä lämmönsiir-15 toalueiden aikaansaamiseksi leijupetireaktorin pohja-arinalle. Tässä järjestelmässä on myös väliseiniä arinan yläpuolella jakamaan reaktorin pohjaosa useisiin alueisiin. Tämän järjestelyn rajoituksena on, että se ei pysty tarjoamaan riittävästi lämmönsiirtopintaa lämmönsiirtoalueella, 20 erityisesti alhaisissa kuormaolosuhteissa. Tässä ja muissa tunnetuissa systeemeissä ja menetelmissä leijupetireakto-reiden käyttämiseksi on puutteita, jotka esillä oleva keksintö poistaa.

♦. : 25 Patenteissa EP 0 410 773 ja EP 0 358 874 on leijupetireak- • ·« toreita, joissa on erillisiä leijupetilämmönvaihtimia tai I · · ’**.1 sekundääripetikammioita, jotka on yhdistetty niiden tuli- • · · pesäosiin. Kuumaa materiaalia poistetaan tulipesien pohjal- • · ***** ta putkien läpi lämmönvaihtimiin tai sekundääripeteihin.

• · .1 ** 30 Hienojakoista jäähdytettyä materiaalia kierrätetään uu- « 1 · * delleen leijutuskaasun kanssa ulkopuolisista kammioista tulipesien yläosiin. Karkeaa materiaalia poistetaan järjes- *:**: telmistä tyhjennysputkien kautta.

• · · • 1 . 35 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan pa- • · · **./ rannettu leijupetireaktorijärjestelmä ja menetelmä, joka • ♦ ***** sallii järjestelmän lämpötilan tehokkaan säädön. Tämä • · • · · • · · · • · · « · · 1072¾ 4 tavoite saavutetaan leijupetijärjestelmällä ja menetelmällä, jonka luonteenomaiset piirteet on eritelty patenttivaatimusten 1 ja 17 tunnusosissa.

5 Esillä olevan keksinnön mukaisesti on saatu aikaan järjestelmä ja menetelmä, joka sallii leijupetireaktorLn lämpötilan tehokkaan säätelyn sallien riittävän lämmö:i-siirtopinta-alan kiintoaineen jäähdyttämiseksi. Keksinnön mukaisesti on mahdollista kasvattaa leijupetireaktorLn 10 lämmönsiirtokapasiteettia eri kuormilla ja saada aikaan tehokas ja taloudellinen kiintoaineen käsittely leijupetireaktor issa. Reaktorijärjestelmän lämmönsiirtoku-pasiteetti kasvaa tekniikan tasoon verrattuna sallien tehokkaan toiminnan eri kuormilla. Näihin tuloksiin pääs-15 tään silti esillä olevan keksinnön mukaisesti yksinkertaisella tavalla.

Perusajatuksena esillä olevassa keksinnössä on kahden erilaisen leijupetitekniikan käyttö ja kahden eri pedr.n 20 asentaminen rinnakkain keskinäisen hiukkasvaihdon aikaansaamiseksi ilman, että pumppuja, puhaltimia tai muita mekaanisia tai pneumaattisia laitteita tarvitaan suoraan aikaansaamaan hiukkasten vaihtoa.

·. : 25 Keksintö käyttää hyväkseen kiertoleijupetiä (nopea leiju- / peti) ja kuplaleijupetiä (hidas leijupeti) . Pedit on aseri- • · "V nettu vierekkäin siten, että niiden välillä on ensimmäinen # ♦ · ja toinen yhde, tyypillisesti siten, että kuplapedin leijt- • · '···* tuskaasun syöttöarina on kiertolei jupedin syöttöarin^n : 30 alapuolella. Koska kuplapedin tiheys on olennaisesti vaki|o • « · ; kauttaaltaan ja koska sillä on selvä yläraja, ensimmäinen yhde järjestetään kuplapedin yläosan yläpuolelle niin, ett^ä ·:·*: paine- ja tiheysolosuhteet petien välillä saavat aikaan ·’**: hiukkasvirtauksen kiertoleijupedistä kuplapetiin ensimmäi,- 35 sen yhteen kautta. Kuitenkin, koska kuplapedin keskimääräi-nen tiheys on suurempi kuin kiertolei jupedin tiheys, painej- • · ja tiheysolosuhteet saavat hiukkaset palaamaan kuplapedissä • · « I I • · » « « · • « · 107292 5 tapahtuvan käsittelyn jälkeen (esim. jäähdytyksen jälkeen) kiertoleijupetiin toisen yhteen kautta.

Toisin sanoen on yllättäen havaittu, että on mahdollista 5 tehokkaasti käyttää leijupetireaktorijärjestelmässä vallitsevia eri paineolosuhteita materiaalin kuljettamiseksi kahden leijutetun kiintoainepedin välillä. Järjestämällä kammiot ja aukot, joiden kautta ne ovat yhteydessä toisiinsa, oikealla tavalla on mahdollista ylläpitää ja sää-10 dellä leijupetireaktorin toimintaa niin, että kiintomateri-aalin tehokas jäähdytys saadaan aikaan turvallisella ja luotettavalla tavalla kaikilla toimintakuormilla. Esillä oleva keksintö yhdistää toiminnallisesti kiertoleijupedin ja hitaan leijupedin näiden tulosten saavuttamiseksi.

15

Kiintoaineiden kiertoleijupedissä leijutuskaasu syötetään reaktorin pohjalla olevan arinan läpi sellaisella nopeudella, että huomattava määrä kiintoaineista kulkeutuu reaktiokammion alaosasta sen yläosaan liikkuvan kaasun 20 mukana. On myös luonteenomaista kiertoleijupedeille, että keskimääräinen hiukkastiheys laskee vähitellen kohti reaktiokammion yläosaa alkaen kiertoleijupedin lähtötiheydestä sen pohjaosassa eikä pedissä ole mitään selvää yläpintaa, pikemminkin kaasu/kiintoainesuspensio laimenee vähitellen ·. : 25 ylöspäin. Toisaalta hitaassa leijupedissä tai kuplaleiju-

« « I

pedissä on selvä yläpinta, jonka alapuolella hiukkastiheys • · 1 “V on olennaisesti vakio ja jonka yläpuolella on vain vähäinen « · t **”1 määrä kiintoaineita, s.o. kiintoainetiheys on olennaisesti • » '···' nolla yläpinnan yläpuolella. Tämä johtuu leijutuskaasun • · : 2 30 suhteellisen alhaisesta syöttönopeudesta.

• · · • « · • · · •

Keksinnön mukaisesti hitaan leijupedin tiheys on tyypil-*:2: lisesti järjestetty suuremmaksi kuin kiertoleijupedin ·3: alkuperäinen tiheys pedin pohjaosassa. Nämä leijupedit 35 synnyttävät paineita, joita voidaan kuvata kaavalla « « « *;./ Δρα = pcg Ah tai painegradientilla Ap^/Ah kiertoleijupedil- • ♦ ***** le, ja ap2 = psg Ah tai painegradientilla Ap2/ah hitaalle • ♦ • · · • · · • · · 2 • · · 3

• · · m A

107292 6 tai kuplaleijupedille. Hitaassa leijupedissä tiheys putojaa luonnollisesti dramaattisesti leijupedin yläpinnan korkeudella ja siten paine Δρ2 ei kasva hitaan leijupedfln yläpinnan yläpuolelle — tätä korkeutta on merkitty h0:llja.

5 Toisaalta koska kiertoleijupedin keskimääräinen hiukkasti-heys pienenee vähitellen reaktiokammion yläosaa kohti, jei kiertoleijupedissä ole mitään tällaista dramaattista muutosta. Tämä johtaa siihen, että hitaan leijupedin paine pn suurempi kuin kiertoleijupedin paine, s.o. Δρ2 > Δρχ kop-10 keudella, joka on hitaan leijupedin yläpinnan alapuolella korkeudella Ahx, joka on korkeintaan hQ. Ja vastaavasti kiertoleijupedin paine on suurempi kuin hitaan leijupedin paine, s.o. Δρχ > Δρ2 korkeudella, joka on hitaan leijupedin yläpinnan yläpuolella korkeudella Ahu, joka on suurempi 15 kuin hQ.

Keksinnön mukaisesti on mahdollista sijoittaa kiertolejl-jupedin kiintoaineiden kiertomekanismi tai -reitti kulkemaan laajan lämmönsiirtopinta-alan omaavan hitaan leijp-20 pedin kautta käyttämällä hyväksi kiertoleijupedin ja kupl^-leijupedin erilaisia paineolosuhteita. sijoittamalla kammiot ja aukot, joiden kautta ne kommunikoivat keskenään oikein on mahdollista pitää yllä ja säädellä leijupetirea^c-torin toimintaa niin, että kiinteän materiaalin tehokas t\; 25 jäähdytys tapahtuu turvallisesti ja luotettavasti kaikilla : toimivilla kuormilla, mutta erityisesti myös matalissa * · # *’1.1 kuormaolosuhteissa.

» · « • · e • · ♦ • · 1 • · /,··1 Esillä olevan keksinnön erään näkökannan mukaisesti ώη * 1 : 30 saatu aikaan leijupetireaktorijärjestelmä, joka käsittää

I t I

*·1 ’ seuraavat elementit: kiertoleijupedin käsittävä leijupe j tireaktiokammio, jossa on ensimmäinen arina leijutuskaasun syöttämiseksi kiertoleijupetiin; kuplaleijupeti, jossa pn ·1”: toinen arina leijutuskaasun syöttämiseksi siihen, toisen / . 35 arinan ollessa asennettuna pystysuunnassa katsottuna ensiiji- • 1 · mäisen arinan alapuolelle; ensimmäinen yhde kiertoleijupe- • · ’·;·1 din ja kuplivan pedin välissä, kulkuväylän aikaansaamisek$i • · » • · 1 1 · • · · • · 107292 7 kiintoaineille kiertoleijupedistä kuplivaan petiin, joka ensimmäinen yhde on sijoitettu ensimmäiseen asemaan ensimmäisen arinan yläpuolella; ja toinen yhde kiertoleijupedin ja kuplivan pedin välissä, kulkuväylän aikaansaamiseksi 5 kiintoaineelle kuplivasta pedistä leijupetiin, joka toinen yhde on sijoitettu ensimmäisen yhteen alapuolelle, mutta samalle tasolle kuin ensimmäinen arina tai sen yläpuolelle. Kierto- ja kuplapedit ja niiden väliset yhteet on sijoitettu toisiinsa nähden niin, että paine- ja ti-10 heysolosuhteet pedeissä saavat aikaan "käyttövoiman" säätämään hiukkasvirtaa kiertopedistä kuplapetiin ensimmäisen yhteen kautta ja kuplapedistä kiertopetiin toisen yhteen kautta (mukana saattaa olla muita, edullisesti ei-mekaani-sia, virtaussäätöelimiä).

15

Tyypillisesti jäähdytyselin, kuten esim. epäsuora lämmön-vaihdin, on järjestetty kuplapetiin jäähdyttämään siinä olevia kiintoaineita. Lisäksi väliseinä jakaa kuplapedin ensimmäiseen ja toiseen kammioon, missä ensimmäisen kammio 20 on suorassa yhteydessä ensimmäiseen yhteeseen ja toinen kammio on suorassa yhteydessä toiseen yhteeseen. Väliseinä estää hiukkasten suoran kulkeutumisen (lyhytkierron) ensimmäisen ja toisen yhteen välillä, jolloin kaikki kuplapetiin tulevat hiukkaset tulevat jäähtymään.

25 Jäähdytysmekanismi voidaan sijoittaa ainoastaan ensimmäi- « · · “*.* seen kammioon, ainoastaan toiseen kammioon tai sekä en- • · · simmäiseen että toiseen kammioon. Ensimmäisen ja toisen • · *·♦·* kammion kokojen suhde voi olla mikätahansa, mutta on edul- • · : *·* 30 lista, että ensimmäisellä kammiolla on ensimmäinen poikki- «t· · leikkauspinta-ala ja toisella toinen poikkileikkauspinta- ala, joka on alle 50% (edullisesti alle 25%) ensimmäisestä ·:·*: poikkipinta-alasta. Edullisesti lämmönsiirtoelimet kupla- ·'**; pedissä ulottuvat ainakin osittain ensimmäisen arinan • · · .· . 35 alapuolelle.

« « · t ·« • * *···* Tyypillisesti reaktiokammiolla on ensimmäinen sivuseinä, • · · i » · « « ♦ · * • * » • · 107292 8 joka on sijoitettu pystysuuntaan nähden yli noin 10 asteen kulmaan ja ensimmäinen yhde käsittää ensimmäisen auksn sivuseinässä ja toinen yhde käsittää toisen aukon s(L-vuseinässä ensimmäisen yhteen ja ensimmäisen arinan väliL-5 lä. Venttiilillä varustettu kiintoaineen poistoyhde voidaan järjestää lähelle toista arinaa poistamaan selektiivisesti kiintoainetta kuplapedistä. Myös osa toisesta arinasta voidaan järjestää ensimmäisen arinan alapuolelle horisontaalisesti sen kanssa päällekkäin ja niin, että toinen yh<jle 10 on sijoitettu välipaikkaan ensimmäisessä arinassa. Väliseinä voi kulkea kuplapedin sisällä ainoastaan pystysuunnassa, ainoastaan yli 20 asteen kulmassa pystysuoraan nähden, täi ensin kulmassa ja sitten olennaisesti pystysuunnassa.

15 Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökannan mukaan <bn saatu aikaan menetelmä leijupetireaktorijärjestelmän käyttämiseksi, jossa järjestelmässä on reaktiokammio, jossa φη ensimmäinen leijupeti ja lisäkammio, jossa on toinen leijiji-peti. Menetelmä käsittää vaiheet: (a) ensimmäistä leijup£-20 tiä käytetään nopeana leijupetinä, kiertoleijupetinä, (^>) toista leijupetiä käytetään hitaana leijupetinä, kuplelej.-jupetinä, (c) ensimmäinen hiukkasvirta saatetaan virtaamaan ensimmäisessä leijupedissä olevasta ensimmäisestä yhtees^ä toiseen petiin olennaisesti pelkästään ensimmäisen yhteen i 25 kohdalla olevien petien välisen paine- ja tiheyseron avulf.- t i i : .·. la, ja (d) toinen hiukkasvirta saatetaan virtaamaan ensim- • 1 , ,·, raäisessä pedissä olevasta toisesta yhteestä toisesta pedi£- • · · III tä ensimmäiseen petiin olennaisesti ainoastaan toisen • « .*** yhteen kohdalla olevien petien välisen paine- ja tiheysero- • · • 30 jen avulla.

♦ 1 ♦ • · ·

Edullisesti mukana on myös lisävaihe hiukkasten jäähdytty-*:2! miseksi kuplapedissä vaiheiden (c) ja (d) välillä, kut^n ·1“: esim. johtamalla ne (esim. väliseinien avulla) virtaamaan / . 35 epäsuoran lämmönsiirtimen tai muun jäähdytysmekanismin ohi.

Vaihe (c) suoritetaan tyypillisesti ensimmäisessä py4" • · ‘”·4 tysuuntaisessa asemassa kiertoleijupedin sisällä ja vaifte • · • » · i » · • ♦ ♦ · 2 # · 107292 9 (d) toisessa pystysuuntaisessa asemassa kiertoleijupedissä, joka asema on alempana kuin ensimmäinen asema ja kuplapedin keskitiheys on suurempi kuin tiheys kiertoleijupedissä toisen yhteen kohdalla.

5

Kuten yllä on kuvattu laitteen suhteen, reaktiokammio sisältää tyypillisesti arinan leijutusilman syöttämiseksi kiertoleijupetiin, ja vaihe (d) voidaan suorittaa siten, että kiintoainetta syötetään kuplapedistä kiertopetiin ho-10 risontaalisesti katsottuna arinan alapuolelta arinan keskiosalla.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti käyttövoimaa, jonka synnyttää ensimmäisen ja toisen pys-15 tysuuntaisen painegradientin ja/tai kiintoaineen tiheysjakauman ero, voidaan edullisesti käyttää kiintoaineiden kuljetukseen toisesta leijupedistä ensimmäiseen toisessa yhteessä järjestämällä toinen pystysuuntainen painegra-dientti suuremmaksi kuin ensimmäinen pystysuuntainen pai-20 negradientti toisen yhteen tasolla. Myös lämmön siirtäminen epäsuorasti kiintoaineesta lämmönsiirtoväliaineeseen, edullisesti höyryyn tai veteen, voidaan suorittaa toisessa leijupedissä turvallisesti ja tehokkaasti. Toinen leijupeti voidaan fluidisoida käyttämällä kaasua (esim. typpeä), joka 25 saa aikaan olosuhteet, jotka ovat suotuisat turvalliselle « pitkäaikaiselle toiminnalle. Esim. vaarallisia olosuhteita, i i · *’V jotka kloori aiheuttaa, voidaan välttää. Käyttövoimaa, • · · jonka synnyttää ensimmäisen ja toisen pystysuuntaisen painegradientin ja/tai kiintoaineen tiheysjakauman ero, « · 30 voidaan edullisesti hyödyntää kiintoaineiden kuljetukseen

• · B

*·1 ’ ensimmäisestä leijupedistä toiseen ensimmäisessä yhteessä järjestämällä ensimmäinen pystysuuntainen painegradientti suuremmaksi kuin toinen painegradientti ensimmäisen yhteen kohdalla. Siten kiintoaineet virtaavat ensimmäisestä leiju- 11« . 35 petikammiosta toiseen leijupetikammioon.

« 1 · • ♦ * Λ1 • · '·” Edullisesti on mahdollista jatkaa toista leijutettua kiin- • · • · · · · • 9 · • t ·» • « 1 • · 107292 10 toainepetiä ensimmäisen leijupedin arinan alapuolelle |a järjestää laajennettu lämmönsiirtopinta toiseen leijutettuun kiintoainepetiin ensimmäisen arinan alla olevalle osalle lämmön siirtämiseksi kiintoaineesta lämmönsiirt<j>-5 väliaineeseen aikaansaamalla kiintoaineiden siirto t£i liike käyttämällä hyväksi olennaisesti vain käyttövoima^, joka syntyy eri paineolosuhteista leijupedeissä. Täl^ä tavalla on mahdollista järjestää prosessin ^ηηοΐΐίεβφη toimintaan tarvittava määrä lämmönsiirtopintaa (ja tilata 10 toiselle leijupedille), samalla kuitenkin mahdollistaen kiintoaineiden syötön ensimmäisestä leijupedistä jojj>a matalilla kuormilla, jolloin leijutusta vähennetään ja va:f.n pieni määrä kiintoaineita kulkeutuu kaasun mukana korkeammalle. Esillä oleva keksintö mahdollistaa ensimmäisen 15 yhteen sijoittamisen pystysuunnassa kohtaan, jossa riittävä kiintoainevirtausmäärä voidaan toteuttaa jopa matalissa kuormaolosuhteissa. Ja edelleen, ei ole tarvetta järjestyä minkäänlaisia väliseiniä ensimmäisen leijupetireaktorin sisälle, kun keksintöä käytetään.

20

Esillä olevan keksinnön ensisijaisena tavoitteena on saacla aikaan yksinkertainen, mutta tehokas leijupetireakto-rijärjestelmä, joka pystyy tehokkaaseen toimintaan hyvinkin \ : erilaisissa olosuhteissa. Tämä ja keksinnön muut tavoitteet • ι t • « : 25 käyvät selville keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta * * * ''V sekä siihen liittyvistä vaatimuksista.

«ti • · » • · · * · ]··*’ Kuvio 1 on kaaviomainen sivukuva esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän ensimmäisestä esimerkinomaisesta : 30 suoritusmuodosta, josta on kuvan selkeyden vuoksi poistettu osia kiertoleijureaktorista, kuvio 2 on kaavio, joka esittää esimerkinomaista hiukkastjj.-heyden jakautumista kuvion 1 esittämän järjestelmän leijii” .·! : pedissä, ja 35 kuviot 3-5 ovat kuvion 1 kaltaisia kuvioita esittäen vain ·;* esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän erilaisia v.: esimerkinomaisia suoritusmuotoja.

• · · ♦ · 107292 11

Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti ensisijaisesti astiassa 10 olevan kiertoleijureaktorin alaosaa. Yläosan yksityiskohdilla ei ole merkitystä esillä olevalle keksinnölle ja ne voidaan 5 tehdä tunnetun tekniikan mukaisesti. Yläosa sisältää kuitenkin kaasun poistoyhteen 11 astian 10 yläpäädyn lähellä, hiukkaserottimen 12 (esim. syklonierottimen) ja paluuputken 13 erottimen 12 erottamien hiukkasten palauttamiseksi astian 10 alaosaan. Tuote- tai poistokaasu (esim. kaasutuk-10 sesta tai poltosta) poistuvat erottimesta 12 linjassa 14.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti on saatu aikaan ensimmäinen leijutettu kiintoainepeti 110 reaktiokammiossa 112 astiassa 10, jossa pedissä on arina 114 leijutuskaasun 15 syöttämiseksi ensimmäiseen leijutettuun kiintoainepetiin 110. Ensimmäistä leijupetiä 110 käytetään siten, että se on kiertoleijupeti, s.o. toiminta tapahtuu niin, että huomattava määrä kiintoainehiukkasia kulkeutuu ylöspäin liikkuvan kaasun mukana reaktiokammiossa 112 ja palautetaan linjan 13 20 kautta.

Kuvion 1 suoritusmuodossa ensimmäinen leijutettu kiintoainepeti 110 erotetaan sivuseinällä 118 toisesta leijute-tusta kiintoainepedistä 116, jossa pedissä on toinen arina 25 120 leijutuskaasun syöttämiseksi. Toista leijutettua kiin- :toainepetiä 116 käytetään kuplaleijupetinä ja se vastaanot-taa kiintoaineita ensimmäisestä leijupedistä seinässä 118 olevan aukon 122 kautta. Sivuseinä 18 on esitetty astian 10 seinänä ja se muodostaa pystysuuntaan nähden yli 10 asteen 30 kulman.

.. Ensimmäistä, s.o. nopeaa leijupetiä tai kiertoleijupetiä : 110 käytetään saamaan aikaan ennalta määrätty ensimmäinen pystysuuntainen painegradienttijakauma (Apj/Ah). Lisäksi 35 toista, s.o. hidasta leijupetiä tai kuplaleijupetiä 116 ."· käytetään saamaan aikaan ennalta määrätty toinen pys- / · tysuuntainen painegradienttijakauma (Ap2/Ah). Aukko tai 107292 12 aukot 122 (kuvattu tässä vain yhtenä aukkona ainoastaan kuvauksen selvyyden vuoksi) on sijoitettu keksinnön mja-kaisesti sellaiselle tasolle, että kiintoaineet ensimmäisestä leijupedistä 110 kuljetetaan toiseen leijupetiin 116 5 olennaisesti pelkästään sillä käyttövoimalla, minkä aukpn 122 tasolla pedin 116 painegradienttia suurempi kiertolei-jupedin 110 painegradientti (Ap-j/Ah) saa aikaan.

Toiseen leijupetiin 116 on järjestetty ainakin kaksi kajn-10 miota (124, 126), joista toinen on syöttökammio 124 kiintoaineiden kuljettamiseksi alaspäin toisessa leijutetuslsa kiintoainepedissä 116 sen alaosaan ja toinen poistokammio 126 kiintoaineiden kuljettamiseksi tasolle, joka on ensimmäisen arinan 114 yläpuolella. Aukko 122 on järjestetty 15 syöttökammion 124 yläosaan yhdistäen syöttökammion 124 kiertoleijupetiin 110. Tässä suoritusmuodossa lämmönsiir-topinnat 128 on sijoitettu ainoastaan syöttökammioon 124 |ja syöttökammion 124 poikkipinta-ala on paljon suurempi kuiin poistokammion 126 poikkipinta-ala. Edullisesti poistokammi-20 on 126 virtausalueen poikkipinta-ala on < 50% syöttökammion 124 virtausalueen poikkipinta-alasta. Edullisesti poisto-kammion 126 virtauspoikkipinta-ala on < 30%, tai < 25% toisen leijupedin 116 kokonaispoikkipinta-alasta.

25 Toisen leijupedin 116 väliseinä 130 voidaan järjestjää . tehostamaan kiintoaineiden alaspäin tapahtuvaa liikettä toisen leijupedin 116 syöttökammiossa 124 ja ylöspäin tapahtuvaa liikettä poistokammiossa 126. Tämän väliseinän 130 täytyy saada aikaan ainakin kiintoaineiden haluttu 30 liike toisesssa leijupedissä 116 niin, että haluttu läm-mönsiirtonopeus saavutetaan eikä huomattavaa kiinto-.. ainemäärää kulkeudu (s.o. lyhytkiertoja) suoraan aukosta • ~ 122 poistokammiossa 126 olevan yhteisen seinän poistoauk- koon 132. Siellä, missä toisen leijupedin 116 kunnollinen 35 toiminta saavutetaan säätelemällä fluidisointitasoa : ja volyymiä arinan 120 läpi, väliseinä 130 voi olla huomajt- ..· · tavasti lyhyempi, s.o. ei ulotu niin lähelle arinaa 120 • «· 107292 13 kuin on esitetty kuviossa 1. Seinä 130 on olennaisesti täysin suora, siinä on vain pieni taivutus tai kaareva osa yhdistyskohdassa seinään 118.

5 Keksinnön mukaisesti on mahdollista saada kiintoaineet kiertämään reittiä pitkin, joka kulkee kiertoleijupedin 110, kuplaleijupedin 116 syöttökammion 124, kuplaleijupedin poistokammion 126 kautta ja takaisin kiertoleijupetiin 110 tavalla, joka mahdollistaa koko lämmönsiirtopinnan 128 10 tehokkaan käytön toisessa leijupedissä eliminoiden erillisen kuljettimen tarpeen kiintoaineiden liikkeen helpottamiseksi. Lisäksi on mahdollista saada samanaikaisesti tarpeeksi lämmönsiirtopintaa toiseen leijupetiin 116, tarpeeksi kiertoleijupedistä 110 tulevaa materiaalia myös mata-15 lissa kuormaolosuhteissa yhteisessä seinässä 118 olevan aukon 122 olennaisesti alhaisesta pystysuuntaisesta sijainnista johtuen yksinkertaisen ja edullisen kiintoainemateri-aalin kierrätyksen aikaansaamiseksi.

20 Lämmönsiirtopinta 128 käsittää jäähdytyselimen, jonka kautta jäähdytysaine (esim. höyry tai vesi) kiertää jäähdyttämään hiukkasia pedissä 116. Mitä tahansa muuta tavanomaista jäähdytintä voidaan lisäksi tai vaihtoehtoisesti käyttää ja mitä tahansa ainevirtaa, joka on toiminnallisesti/ 25 ti yhdistetty turbiiniin, prosessihöyrygeneraattoriin tai :’*/ vastaavaan käyttämään lämpöenergiaa, joka on talteenotettu :*·. kiintoaineista hitaassa pedissä 116.

• * • · · • *

Ensimmäistä leijupetiä 110 ja toista leijupetiä 116 käy- 30 tetään siten, että pystysuuntainen kiinteän materiaalin tiheysjakauma pedeissä johtaa kiintoaineiden liikkeeseen.

.. Tämä jakauma on kuvattu kaavi oma is esti kuviossa 2. Viittaus • · . B kuvaa toisen leijupedin 116 tiheys jakaumaa ja C kuvaa ’/ ensimmäisen pedin 110 tiheysjakaumaa. Tietyn tason h0 35 yläpuolella ensimmäisen leijupedin 110 tiheys on suurempi /"· kuin toisen leijupedin 116 tiheys korkeudella Ahu, mikä johtaa paine-eroon Apx = pcg Ah. Kiintoaineen kiertoleijupe- 10729)2 14 dissä 110 (käyrä C) fluidisointikaasua syötetään reaik-tiokammion 112 pohjalla olevan arinan 114 läpi sellaisella nopeudella, että huomattava kiintoainexnäärä kulkeutjuu reaktiokammion 112 alaosasta sen yläosaan virtaavan kaasjun 5 mukana. Myös keskihiukkastiheys kiertoleijupedissä ljlO laskee vähitellen kohti reaktiokammion 112 yläosaa alkaen kiertoleijupedin 110 alkutiheydestä sen pohjaosassa, kuten on esitetty käyrällä C kuviossa 2. Kuten käy selväkjsi kuviosta 2, pedillä 110 ei ole selvää yläpintaa, va^n 10 kaasu/kiintoainesuspensio laimenee vähitellen ylöspäin. j

Kuvio 2 esittää myös toisaalta, että hitaassa leijupedissä tai kuplaleijupedissä 116 on selvä yläpinta, jonka alapuolella hiukkastiheys on olennaisesti vakio, korkeus Ahlf ja 15 jonka yläpuolella on vain merkityksetön määrä kiintoaineita, s.o. kiintoainetiheys on olennaisesti nolla yläpinnan yläpuolella, kuten on esitetty käyrällä B kuviossa £. Hitaan kuplivan leijupedin 116 tiheyttä säädellään niii, että se on suurempi kuin kiertoleijupedin alkutiheys s£n 20 pohjaosassa korkeudella Ahx (s.o. arinan 114 kohdalla|. Nämä leijupedit saavat aikaan paineita, joita voidaan kuvata kaavalla Apx = pcg Ah tai painegradientilla Apj/Ah kierto lei jupedillä 110 ja kaavalla &p2 = pBg Ah tai paino-gradientilla Ap2/Ah hitaalla tai kuplivalla leijupedilLä 25 116. Hitaassa leijupedissä 116 tiheys putoaa luonnollisesti dramaattisesti leijupedin 116 yläpinnan korkeudella ja • ♦ .*** siten paine ap2 ei nouse hitaan leijupedin yläpinnan ylii- ♦ ♦♦ *... puolella. (Tämä korkeus on h0.) Toisaalta koska keskihiuk- kastiheys kiertoleijupedissä 110 vähitellen laskee kohti 30 reaktiokammion 112 yläosaa, mitään dramaattista muutosta oi tapahdu kiertoleijupedissä 110. Nämä johtavat siihen, eti;ä • · » pystysuuntaisissa kohdissa, jotka ovat hitaan leijupedin • 116 yläpinnan alapuolella tai samalla tasolla korkeudel la .♦··. Ah, joka on korkeintaan yhtä paljon kuin hQ, hitaan leij^i- *·' 35 pedin 116 paine on suurempi kuin kiertoleijupedin 110 i " paine, s.o. Ap2 > Aplt Ja vastaavasti pystysuuntaisissa kohdissa hitaan leijupedin 116 yläpuolella, korkeudelta 15 107292

Ahy, joka on suurempi kuin h0/ kiertoleijupedin 110 paine on suurempi kuin hitaan leijupedin 116, s.o. Δρχ > Δρ2. Tämä saa aikaan esillä olevan keksinnön mukaisen halutun kiintoaineiden liikkeen.

5

Kuviossa 1 aukko 122 yhteisessä seinässä 118 on sijoitettu siten, että aukon 122 alareuna on kohdassa hQ. Tämä saa aikaan kiintoaineiden liikkeen kiintoaineiden ensimmäisestä leijupedistä 110 toiseen leijupetiin 116 alueella, joka on 10 kohdan h0 yläpuolella, missä kiintoaineet putoavat petiin 116 tasolle, joka on kohdan hQ alapuolella. Ja, kuten nähdään kuviosta 2, tuon kohdan alapuolella toisen pedin 116 kiintoainetiheys on paljon suurempi kuin ensimmäisessä pedissä niin, että tässä kohdassa paine on Apa - p8g Ah. 15 Kuitenkin aukko 122 on sijoitettu niin, että aukon 122 alareuna on kohdassa hin, korkeuden h0 yläpuolella, kuten on esitetty kuviossa 5. Siinä tapauksessa kuljettava voima kiintoaineiden syöttämiseksi ensimmäisestä leijupedistä on saatu tason hQ ja tason hin välille. Toisen 20 leijupedin 116 kiintoainetiheyden aikaansaamaa kuljettavaa kokonaisvoimaa tapauksessa, jossa hin on korkeammalla kuin hQ, käyrä B, tulisi vähentää korkeuden hin osalta määrittämällä keskimääräinen painegradientti tälle korkeudelle. Periaatteessa käyttövoima on riittävä, jos ala AB on suu-25 rempi kuin A^..

I <.

< ( < *.··' Kuten kuviossa 1 on esitetty, toinen leijupeti 116 ulottuu • ♦ : *·· alemmalle pystysuuntaiselle tasolle kuin ensimmäisen leiju- ··« V : pedin 110 ensimmäisen arinan 114 taso. On yllättäen havait- 30 tu, että on mahdollista järjestää tarvittava kiintoainemää- ·:·«: rä toista leijupetiä 116 varten ja siten järjestää tarvit- ·***: tava määrä lämmönsiirtopintaa siihen ulottamalla toinen • · · *. leijupeti 116 pystysuunnassa alemmalle tasolle kuin ensim- * * * maisen leijupedin 110 ensimmäisen arinan 114 taso. Siten • · *···* 35 aukko 122 voi olla sijoitettu tasolle, joka varmistaa toimivuuden myös alhaisissa kuormaolosuhteissa, ts. sellai-seen paikkaan, missä on huomattava kiintoainevirtaus jopa • · 107292 16 alhaisissa kuormaolosuhteissa, kun kiintoaineiden ylöspäin kulkeutuminen on heikkoa. Lisäksi säätelemällä olosuhteita mikä johtaa toivottuun paine-eroon (δρ2 - Apx) on mahdollista saada aikaan kiintoaineiden liikettä reitillä kiertolei-5 jupeti 110 - kuplaleijupedin 116 syöttöosa 124 - kuplalejL-jupedin poisto-osa 126 - kiertoleijupeti 110. Tämä pain^-ero voidaan käyttää hyväksi kiintoaineita siirrettäessä reitin kautta alaspäin kulkevassa toisessa leijupedis^ä 116.

10

Poistoyhdeosa 126, jossa ei kuvion 1 suoritusmuodossa o|Le lämmönsiirtopintaa, voi olla rakennettu kapeaksi raokjsi väliseinän 130 ja toisen leijutetun kiintoainepedin 1JL6 rajaavan astian 129 seinän 131 välille. Rako 126 voi olla 15 saman levyinen seinän 131 kanssa tai se voi kattaa va|Ln osan seinästä 131 ja edullisesti väliseinän 130 leveys on sama kuin poisto-osan 126. Poisto-osa 126 voidaan järjestää putken tai vastaavan muotoiseksi kammion 116 sisällä, jolloin toinen pää on yhdistetty ensimmäiseen leijupetiin 1{L0 20 ja toinen pää on yhteydessä toisen leijupedin 116 alaosaah.

, Leijupetireaktorin toiminnassa voi myös olla tarve poistaa ' ‘ karkeampia hiukkasia järjestelmästä. Tämä tehdään eduL-

t I

lisesti järjestämällä toiseen leijupetiin 116 venttiilein i 25 varustettu, säädettävä poistoyhde 134. Siten kiintoaineiden « i t poistettava lämpö voidaan ottaa talteen lämmönsiirtopih- j*·. noilla 128 ennen niiden poistoa prosessista.

« · I Φ » ·

Kuviossa 3 on esitetty eräs toinen esillä olevan keksinnön 30 suoritusmuoto. Tämä on muutoin samanlainen kuin kuviossa' 1 esitetty, mutta toinen kiintoaineiden leijupeti 116 pn rakenteeltaan erilainen. Tässä suoritusmuodossa syöttöosa 124 on muodostettu sellaiseksi, että siinä on kapeampi • rt \ , virtauspoikkipinta-ala kuin poisto-osassa 126. Siten läm- ; ·. 35 mönsiirtopinnat 128 on järjestetty poisto-osaan 126. Va- liseinä 130 jakaa pedin 116 syöttö- ja poisto-osaan 1.2)4, * 126. Tässä suoritusmuodossa väliseinä 130 on korkealla « ♦ * · » « « * ♦ 107292 17 arinan 120 yläpuolella ja edullisesti pystysuuntaan nähden yli 20 asteen kulmassa, väliseinä 130 ohjaa kiintoainevir-tauksen siten, että poisto-osassa 126 saadaan aikaan kiintoaineiden jäähdytys.

5

Kuviossa 4 on esitetty vielä eräs esillä olevan keksinnön suoritusmuoto. Tämä on muutoin samanlainen kuin kuvioiden 1 ja 3 suoritusmuodot, mutta toinen leijutettu kiintoaine-peti 116 on rakenteeltaan erilainen. Tässä suoritusmuodossa 10 syöttöosa 124 ja poisto-osa 126 on muodostettu siten, että niissä on olennaisesti samanlaiset virtauspoikkipinta-alat. Siten lämmönsiirtopintoja 128 on järjestetty sekä osaan 124 että osaan 126. Väliseinä 130, joka kulkee pystysuuntaan nähden yli 20 asteen kulmassa ja sitten olennaisesti koko-15 naan pystysuunnassa, jakaa pedin 116 tulo- ja poisto-osiin 124, 126. Tässä suoritusmuodossa väliseinä 130 ulottuu tasolle, joka on lämmönsiirtopintojen 128 alapuolella tavalla, joka saa aikaan kiintoaineiden pakkovirtauksen niin, että haluttu kiintoaineiden jäähdytys saavutetaan 20 kummassakin kammiossa 124 ja 126.

Kuviossa 5 on esitetty vielä eräs esillä olevan keksinnön suoritusmuoto. Se on muutoin samanlainen kuin kuviossa 1 • · j .·. esitetty suoritusmuoto, mutta toinen leijutettu kiinto- , ,·, 25 ainepeti 116 ja arina 114 ovat rakenteeltaan erilaisia.

• · · !!! Tässä suoritusmuodossa syöttöosa 124 käsittää olennaisesti • · koko pedin 116 ja poisto-osa 126 on muodostettu kammiosei- • · ·,,!1 nän 131 ulkopuolelle. Tässä suoritusmuodossa lämmönsiirto- • · · pinnat 128 on järjestetty syöttöosan kammioon 124. Siinä on 30 kanava 126, joka yhdistää toisen leijupedin 116 ja ensim-mäisen leijupedin 110, jonka poistoaukko petiin 116 on ·»» * ! suunnilleen arinan 114 tasolla.

• · · * ψ f e!. Vaikka tässä on kuvattu keksinnöstä lukuisia suoritusmuoto- c ( < < 35 ja ja ehdotettuja sovellutuksia, tulisi olla ymmärrettävää, ( ( i 1· että muitakin sovellutuksia voidaan tehdä rakenteeseen ja :/.! edellä mainittujen suoritusmuotojen järjestelyihin 18 10729^ ilman, että poiketaan keksinnön suojapiiristä, joka on määritelty liitteenä olevissa vaatimuksissa. Esimerkiksi keksintöä voidaan soveltaa eri reaktioihin tai leijupeti-reaktorin käyttötapoihin. Keksintö on myös sovellettavissa 5 sekä ilmanpaineisiin että paineistettuihin järjestelmiin (esim. kuten US-patentissa 4,869,207). Keksinnön järjestelmän kompaktilla luonteella on suurena etuna tilan säästö ja pienemmät laitevaatimukset tunnettuun tekniikkaan verrattuina.

10

Vaikka keksintöä on edellä kuvattu tällä hetkellä kaikkein käytännöllisimpinä ja edullisimpina nähtyjen suoritusmuotojen yhteydessä, on selvää, ettei keksintö rajoitu esitettyyn suoritusmuotoon, vaan päinvastoin se on tarkoitettu 15 kattamaan lukuisia sovellutuksia ja vastaavia järjestelyitä, mitkä sisältyvät liitteenä olevien vaatimusten henkeen ja suojapiiriin.

, j » < · 1 * ·

Claims (21)

1. Leijupetireaktorijärjestelmä, joka sisältää: leijupetireaktiokammion (112), joka käsittää 5 kiertoleijupedin (110), jossa on ensimmäinen arina (114) leijutuskaasun syöttämiseksi kiertoleijupetiin; kuplaleijupedin (116), jossa on toinen arina (120) leijutuskaasun syöttämiseksi siihen, joka toinen arina (120) on asennettu pystysuunnassa ensimmäistä arinaa (114) 10 alemmaksi; ensimmäisen yhteen (122) kiertoleijupedin ja kuplapedin välille kiintoaineiden johtamiseksi kiertope-distä kuplapetiin, sanottu ensimmäinen yhde (122) on sijoitettu ensimmäisen arinan yläpuolelle ensimmäiseen asemaan; 15 toisen yhteen (132) kiertoleijupedin ja kuplapedin välille kiintoaineiden johtamiseksi kuplapedistä leijupe-tiin, sanottu toinen yhde on sijoitettu ensimmäisen arinan (114) tasolle tai sen yläpuolelle, ja kiintoaineiden jäähdytyselimet (128), jotka on 20 sijoitettu kuplapetiin (116) kiintoaineiden jäähdyttämiseksi, tunnettu siitä, että toinen yhde (132) on sijoitettu ensimmäisen yhteen (122) alapuolelle, 25 väliseinä (130), joka on sijoitettu kuplapetiin (116), jakaa kuplapedin ensimmäiseen ja toiseen kammioon • · · : (124, 126), ensimmäisen kammion (124) ollessa suorassa yh- teydessä ensimmäisen yhteen (122) kanssa, ja toisen kammion (126) ollessa suorassa yhteydessä toisen yhteen (132) • · • *·· 30 kanssa, väliseinän estäessä hiukkasten lyhytkierron ensim- mäisen ja toisen yhteen välillä, ja että kierto- ja leijupedit (110, 116) toimivat toi- siinsa nähden siten, että paine- ja tiheysolosuhteet petien .···. sisällä saavat aikaan kuljettavan voiman säätelemään hiuk- 35 kasten virtausta kiertopedistä kuplapetiin ensimmäisen *· “ yhteen kautta ja kuplapedistä kiertopetiin toisen yhteen kautta. • » * « t » » « • · 107292 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisellä kammiolla (124) on ensimmäinen poikkipinta-ala ja toisella kammiolla (126) on toinan poikkipinta-ala, joka on alle 50% ensimmäisestä poikki- 5 pinta-alasta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyselimet (128) on sijoitettu ainoastaan ensimmäiseen kammioon (124). 10

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyselimet (128) on sijoitettu sekä ensimmäiseen että toiseen kammioon (124, 126). j

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyselimet (128) on sijoitettu ainoastaan toiseen kammioon (126).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu 20 siitä, että reaktiokammiolla (112) on ensimmäinen sivuseinä (118), että ensimmäinen yhde (122) käsittää ensimmäisen aukon ensimmäisessä sivuseinässä ja että toinen yhde (135) käsittää toisen aukon ensimmäisessä sivuseinässä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen sivuseinä (118) on järjestetty • · · ♦··/ kulmaan, joka on pystysuuntaan nähden yli noin 10 astetta • · · *···1 ja että toinen yhde (132) on järjestetty vaakasuunnassa ♦ ♦ « katsottuna ensimmäisen yhteen (122) ja ensimmäisen arinan • ’·♦ 30 (114) väliin. • · · • · ♦ * · ·

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu ····· siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi venttiilillä .··1. varustetun kiintoaineiden poistoyhteen (134) toisen arinan / # 35 (120) lähellä kiintoaineiden poistamiseksi selektiivisesti • · · *· kuplapedistä (116) jäähdytyksen jälkeen kiintoaineen jääh- • 1 « ;...· dytyselimillä (128). • · • · 1 • · 1 • · · • · « 21 107292

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että osa toisesta arinasta (120) on ensimmäisen arinan (114) alapuolella vaakasuunnassa katsottuna sen kanssa päällekkäin, toinen poikkipinta-ala on alle 25% 5 ensimmäisestä poikkipinta-alasta ja toinen yhde on sijoitettu ensimmäisen arinan katkaisukohtaan.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyselin (128) käsittää epäsuoran läm- 10 mönvaihtimen.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että väliseinä (130) kulkee olennaisesti ainoastaan pystysuunnassa kuplapedin (116) sisällä. 15

12. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, joka edelleen käsittää väliseinän (130), joka jakaa kuplapedin ensimmäiseen ja toiseen kammioon, joista ensimmäinen kammio (124) on suorassa yhteydessä ensimmäisen yhteen (122) 20 kanssa ja toinen kammio (126) on suorassa yhteydessä toisen yhteen (132) kanssa, väliseinän estäessä hiukkasten lyhyt-kierron ensimmäisen ja toisen yhteen välillä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu , . 25 siitä, että väliseinä kulkee ensimmäisestä sivuseinästä *· / olennaisesti ainoastaan pystysuuntaan nähden yli noin 20 • · · * asteen kulmassa kuplapedin sisällä. • ♦ * ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ·

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu • · • *♦· 30 siitä, että väliseinä kulkee aluksi ensimmäisestä si- :T: vuseinästä pystysuuntaan nähden yli noin 20 asteen kulmassa ja sitten olennaisesti kokonaan pystysuorassa kuplapedin sisällä. • · « · ·

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että väliseinä kulkee ensimmäisestä sivuseinästä välittömästi toisen aukon yläpuolelta ja kulkee olennai- • * • · 107292 22 sesti kokonaan pystysuunnassa kuplapedin sisällä.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyselin (128) on ainakin osittain si- 5 joitettu ensimmäisen arinan (114) tason alapuolelle.

17. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen leijupetireak-torijärjestelmän käyttämiseksi, joka järjestelmä käsittää vaiheet: 10 (a) ensimmäistä leijupetiä (110) käytetään no peana, kiertoleijupetinä; (b) toista leijupetiä (116) käytetään hitaana kuplaleijupetinä; (c) ensimmäinen hiukkasvirta saatetaan virtaamaan 15 ensimmäisessä pedissä olevan ensimmäisen yhteen (12;i) kohdalla toiseen petiin; ja (d) toinen hiukkasvirta saatetaan virtaamaan ensimmäisessä pedissä olevan toisen yhteen (132) kohdall.a toisesta pedistä ensimmäiseen petiin; 20 tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää - ensimmäisen ja toisen pedin sellaisen ohjauksen, että ensimmäinen ja toinen hiukkasvirta virtaa paine- ja t:.-heyseroista johtuen petien välillä ensimmäisessä yli- • · : ; ; deasemassa ja toisessa yhdeasemassa, aio · 25. hiukkasten jäähdytys vaiheen kuplapedissä vaiheiden (c) : ia • o · (d) välillä, ja a « .!’* - edelleen vaiheen (e) hiukkasvirran pakko-ohjäämiseksi • »a *... kuplapedissä olevaa väliseinää (130) käyttäen ensimmäisestä • a · yhteestä (122) kuplapedin läpi toiseen yhteeseen (13;!) 30 niin, että olennaisesti kaikki hiukkaset jäähdytetään a kuplapedissä ollessaan. • 4 a • a V* j

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu , ( siitä, että vaihe (c) suoritetaan ensimmäisessä pys- 35 tysuuntaisessa asemassa kiertopedissä, ja että vaihe (a) : suoritetaan toisessa pystysuuntaisessa asemassa kiertopa- t i dissä, joka tila on alempana kuin ensimmäinen tila ja että 107292 23 kaikki vaiheet (a)-(d) suoritetaan siten, että keskimääräinen tiheys kuplapedissä on suurempi kuin kiertopedin tiheys toisessa yhteessä.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiokammio sisältää arinan (114) leijutusil-man syöttämiseksi kiertoleijupetiin ja että vaihe (d) suoritetaan kiintoaineiden syöttämiseksi kuplapedistä (116) kiertopetiin (110) vaakasuunnassa katsottuna arinan kes-10 kiosaan arinan alapuolelta.

19 107292

20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiokammio sisältää arinan leijutusilman syöttämiseksi kiertoleijupetiin, ja että vaihe (d) suori- 15 tetaan kiintoaineiden syöttämiseksi kuplapedistä kierto-petiin vaakasuunnassa katsottuna arinan keskiosasta arinan alapuolelta.

21. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että vaihe (c) suoritetaan ensimmäisessä pystysuuntaisessa asemassa kiertopedissä, ja että vaihe (d) suoritetaan toisessa pystysuuntaisessa asemassa kiertopedissä kohdassa, joka on alempana kuin ensimmäinen asema. 25 • · · • · ♦ • · · • · ♦ • · · • · · • « • · • · · ·· • ♦ • »1 ··» • · · • 1 ♦ • · « « · » · • · · • · · • · »4« • ♦ • « » • · · » 4 · • « • · · » · 107292 24