FI120515B - Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi - Google Patents

Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI120515B
FI120515B FI20085108A FI20085108A FI120515B FI 120515 B FI120515 B FI 120515B FI 20085108 A FI20085108 A FI 20085108A FI 20085108 A FI20085108 A FI 20085108A FI 120515 B FI120515 B FI 120515B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
gas
oxygen
air cabinet
reaction chamber
supply system
Prior art date
Application number
FI20085108A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20085108A0 (fi
FI20085108A (fi
Inventor
Juha Tiensuu
Timo Eriksson
Jouni Miettinen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of FI20085108A0 publication Critical patent/FI20085108A0/fi
Priority to FI20085108A priority Critical patent/FI120515B/fi
Priority to EP09708645A priority patent/EP2252832A2/en
Priority to CN2009801045312A priority patent/CN101970937B/zh
Priority to PCT/FI2009/050095 priority patent/WO2009098358A2/en
Priority to RU2010137270/06A priority patent/RU2439429C1/ru
Priority to JP2010545516A priority patent/JP5166556B2/ja
Priority to AU2009211288A priority patent/AU2009211288B2/en
Priority to KR1020107019707A priority patent/KR101227864B1/ko
Priority to US12/865,493 priority patent/US20110000406A1/en
Publication of FI20085108A publication Critical patent/FI20085108A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120515B publication Critical patent/FI120515B/fi
Priority to ZA2010/06018A priority patent/ZA201006018B/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/20—Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B15/10—Arrangements of air or gas supply devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00628—Controlling the composition of the reactive mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07006—Control of the oxygen supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Description

Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä tällaisen reaktorin käyttämiseksi 5 Tekniikan ala
Esillä olevan keksinnön kohteena ovat happipolttoon tarkoitetut I eij u peti rea kto-rit ja niiden toiminta. Keksinnön kohteena on erityisesti happipolttoon tarkoitettu kiertoleijureaktori, joka käsittää reaktiokammion ja reaktiokammion pohjaosassa olevan kaasunjakelusysteemin kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon. 10 Mainittu kaasunjakelusysteemi käsittää ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin reaktiokammiosta peräisin olevan kierrätyskaasun syöttämiseksi sekä toisen kaasunsyöttösysteemin runsaasti happea sisältävän kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisesti. Keksinnön kohteena on myös menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin 15 käyttämiseksi, joka reaktori käsittää reaktiokammion ja reaktiokammion pohjaosassa olevan kaasunjakelusysteemin, jossa menetelmässä kaasua syötetään reaktiokammioon kaasunjakelusysteemin kautta, joka kaasunjakelusysteemi käsittää edelleen ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin, jonka kautta reaktiokammioon syötetään reaktiokammiosta peräisin olevaa kierrätyskaasua, ja 20 toisen kaasunsyöttösysteemin runsaasti happea sisältävän kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukaisesti.
Tunnettu tekniikan taso
Kaasupäästöjä rajoittavien, esimerkiksi kasvihuoneilmiöön liittyvien, uusien 25 säännösten ja muiden vaatimusten kehitys on johtanut uusien teknologioiden käyttöönottoon esimerkiksi hiilidioksidin vähentämiseksi fossiilisia hiilipitoisia polttoaineita käyttävissä voimalaitoksissa.
Esimerkiksi US-patentissa 6,505,567 esitetetään kiertoleijuhöyrygeneraattori, jossa poltossa käytetään myös kierrätettyä hiilidioksidia, joka on palamisen 30 tuotekaasu. Palamista ylläpidetään kiertoleijuhöyrygeneraattoriin syötettävän 1 2 puhtaan hapen avulla. Puhtaan hapen syöttäminen voi saada aikaan alueita, joissa on paikallisesti erittäin korkea lämpötila, joka ei ole suotavaa esimerkiksi noiden alueiden läheisyydessä oleviin rakenteellisiin elementteihin kohdistuvien jännitysten vuoksi.
5 Hapen syöttö kiertoleijureaktoriin on erittäin herkkä prosessi. Epätasainen hapen jakautuminen voi saada aikaan paikallisia ylikuumenemiskohtia, jotka helposti aiheuttavat ongelmia, kuten esimerkiksi petimateriaalin agglomeroitumis-ta. Näin tapahtuu etenkin, jos on kyseessä puhdas happi.
WO 2005119126 esittää leijupetilaitteen, jossa on polttokammio, jonka pohja-10 osassa on ensimmäisen tyyppisiä ja toisen tyyppisiä kaasunsyöttösuuttimia. Ensimmäisen tyyppiset suuttimet ovat ensimmäisen kaasuseoksen syöttämistä varten ensimmäisellä tasolla lähellä kammion pohjaa tavanomaisen ilmakaapin ja suuttimien avulla. Toisen tyyppiset suuttimet ovat toisen, happirikastetun kaasuseoksen syöttämistä varten toisella, ensimmäisen tason yläpuolella ole-15 valla tasolla. WO-julkaisun 2005119126 mukaisesti mainitun toisen tyypin suuttimet käsittävät järjestelyn hapen sekoittamiseksi toiseen kaasupitoiseen komponenttiin suuttimen sisällä, jotka suuttimet on alapäästään liitetty hapensyöt-töön ja toisen kaasupitoisen komponentin syöttöön. Toisen kaasupitoisen komponentin on mainittu olevan joko kaasua ilmakaapista tai erillisestä kaa-20 susäiliöstä.
Tällaisessa järjestelyssä, jossa happi sekoittuu suuttimessa ilmakaapista syötettyyn kaasuun, happipitoisuuden säätö seoksessa on aina riippuvainen ilma-kaapissa vallitsevasta paineesta ja itsenäinen säätö on vaikeaa, ellei mahdotonta.
25 Kiertoleijureaktoreissa leijutuskaasun nopeudet vaihtelevat huomattavasti, koska myös kuormanvaihtelu vaatii vastaavia muutoksia reaktorin arinan läpi syötetyn kaasun määrissä. Arinan toiminta-alue on määritelty esimerkiksi pai-nehäviöllä, joka ei saa olla liiallinen korkeilla kuormilla ja silti matalalla kuormalla toimittaessa painehäviön pitäisi olla riittävä aikaansaamaan kaasuvirran ta-30 sainen jakautuminen arinan koko poikkipinnalle. Käytännössä on tietty minimi 1 3 ilmavirta, joka tulee syöttää arinan läpi myös matalalla kuormalla toimittaessa, mikä voi joissain tapauksissa olla rajoittava tekijä reaktorista saatavalle mata-limmalle kuormalle.
Erityisesti happipolttoon tarkoitetuissa kiertoleijureaktoreissa on kuormavaihte-5 luista johtuvien kaasun nopeuksien vaihtelun lisäksi myös kyse runsaasti happea sisältävän kaasun kunnollisesta syöttämisestä prosessiin, jota ylläpidetään happipolttoon tarkoitetussa kiertoleijureaktorissa.
US-patentissa 4,628,831 esitetään arina kaasumaisen leijutusaineen kuljettamiseksi leijupetiä käyttävään käsittelykammioon. Arina käsittää kaksi erikseen 10 syötettävää kanavistoa, joista ensimmäinen ylöspäin levenevin suuttimin varustettu kanavisto on kammion tiheää leijupetiä varten ja toinen putkimainen kanavisto, joka avautuu levennettyjen suuttimien yläpuolella, vastaavasti hiukkasten pakotetun leijupedin aikaansaamiseksi kammioon. Tämän kaltainen arina, joka käsittää kaksi erillistä joukkoa suuttimia ja putkistoja, on hyvin mo-15 nimutkainen valmistaa.
Keksinnön tavoitteena on saada aikaan happipolttoon tarkoitettu kiertoleijure-aktori, jolla saadaan edistyksellinen ratkaisu sekä kierrätetyn kaasun että runsaasti happea sisältävän kaasun syöttämiseksi happipolttoon tarkoitettuun kiertoleijureaktoriin.
20
Keksinnön selostus
Keksinnön tavoitteet toteutetaan olennaisesti, kuten on esitetty patenttivaatimuksissa 1 ja 5. Muut patenttivaatimukset kuvaavat lisää yksityiskohtia keksinnön eri suoritusmuodoista.
25 Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan kiertoleijureaktori happipolttoon käsittää reaktiokammion ja reaktiokammion pohjaosassa olevan kaa-sunjakelusysteemin kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon, joka kaasunjake-lusysteemi käsittää ensimmäisen kaasun syöttösysteemin ja toisen kaasun- 1 4 syöttösysteemin runsaasti happea sisältävän kaasun syöttämiseksi reak-tiokammioon. Ensimmäinen kaasunsyöttösysteemi käsittää ensimmäisen ilma-kaapin ja toinen kaasunsyöttösysteemi käsittää toisen ilmakaapin. Ensimmäisellä ilmakaapilla on yhteinen seinä reaktiokammion kanssa ja toisella ilma-5 kaapilla, joka on ensimmäisen ilmakaapin alla, on yhteinen seinä ensimmäisen ilmakaapin kanssa.
Kaasunjakelusysteemi on edelleen yhteydessä runsaasti happea sisältävän kaasun lähteeseen. Tämä systeemi mahdollistaa happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin tehokkaan ja luotettavan toiminnan, jonka reaktorin reak- 10 tiokammioon syötetyn kaasun happipitoisuus on korkeammalla tasolla kuin ilman happipitoisuus.
Edullisesti toisen, alemman ilmakaapin sisäseinät on päällystetty materiaalilla, joka kestää siinä olevan kaasun korkean happipitoisuuden aiheuttamia olosuhteita.
15 Toinen ilmakaappi on yhteydessä reaktoriin lukuisten toisesta ilmakaapista ensimmäisen ilmakaapin läpi reaktiokammioon ulottuvien yhteiden kautta. Tällä tavalla toisen ilmakaapin kaasu voidaan mahdollisesti pitää alemmassa lämpötilassa kuin ensimmäisen ilmakaapin lämpötila. Edullisesti ensimmäisen ilma-kaapin yhteet on järjestetty irroitettavasti.
20 Reaktiokammioon on järjestetty hiukkaserotin erottamaan reaktiokammion reaktioissa syntyneiden kaasujen mukana kulkeutuneita leijuhiukkasia, jossa hiukkaserottimessa on kaasunpoistoyhde ja poistoyhde erotetuille hiukkasille. Kaasunpoistoyhde on järjestetty virtausyhteyteen ensimmäisen ilmakaapin ja toisen ilmakaapin kanssa kierrätysyhteen kautta.
25 Kierrätysyhde on edullisesti yhteydessä ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin ensimmäiseen sekoituselimeen yhteen kautta, jossa yhteessä on ensimmäinen virtauksen säätölaite ja toisen kaasunsyöttösysteemin toiseen sekoituselimeen yhteen kautta, jossa yhteessä on toinen virtauksen säätölaite. Näin kierrätetyn kaasun virtausnopeutta sekä ensimmäiseen että toiseen kaasun syöttösys- 30 teemiin voidaan säätää erikseen.
1 5
Runsaasti happea sisältävän kaasun lähde on yhteydessä ensimmäiseen se-koituselimeen yhteen kautta, jossa yhteessä on kolmas säätöventtiili ja toiseen sekoituselimeen yhteen kautta, jossa yhteessä on neljäs säätöventtiili. Näin runsaasti happea sisältävän kaasun virtausnopeutta sekä ensimmäiseen että 5 toiseen kaasunsyöttösysteemiin voidaan säädellä erikseen ja keksinnön mukaista menetelmä voidaan käyttää.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti menetelmässä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, joka reaktori käsittää reaktiokammion ja re-aktiokammion pohjaosassa olevan kaasunjakelusysteemin, kaasua syötetään 10 reaktiokammioon kaasunjakelusysteemin kautta, joka kaasunjakelusysteemi käsittää edelleen ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin ja toisen kaasunsyöttö-systeemin kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon. Kaasua syötetään reaktiokammioon ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin ensimmäisen ilmakaapin kautta ja toisen kaasunsyöttösysteemin toisen ilmakaapin kautta siten, että toi-15 sen ilmakaapin kautta syötettyä runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään useiden ensimmäisen ilmakaapin läpi ulottuvien yhteiden kautta reaktiokammioon.
Erään esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti reaktiokammioon syötetty kaasu sisältää kierrätettyä kaasua, joka kierrätetty kaasu 20 on jaettu virtoihin, jotka käsittävät virran, joka syötetään kontrolloidusti ensimmäiseen kaasunsyöttösysteemiin ja virran, joka syötetään kontrolloidusti toiseen kaasunsyöttösysteemiin. Runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään kierrätyskaasuvirtaan ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä niin, että kaasun happipitoisuus ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä on vähemmän 25 tai yhtä suuri kuin ensimmäinen happipitoisuus ja että runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään kierrätyskaasuvirtaan toisessa kaasunsyöttösysteemissä siten, että kaasun happipitoisuus toisessa kaasunsyöttösysteemissä on enemmän tai yhtä suuri kuin ensimmäinen happipitoisuus.
Edullisesti ensimmäistä happipitoisuutta säädetään siten, että minkä tahansa 30 kaasunjakelusysteemissä läsnä olevan palavan materiaalin itsesyttymisen riski, eli syttyminen ilman ulkopuolista sytytystä on minimoitu.
1 6
Happipitoisuutta säädetään keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan ylläpitämällä C02-H20-02-kaasuseoksen (Vkonsentraatiota niin alhalla (tyypillisesti < 28%), että palavan materiaalin adiabaattinen palamislämpötila on alhaisempi tai yhtä kuin palamislämpötila ilman kanssa palaessa.
5 Toisen kaasunsyöttösysteemin runsaasti happea sisältävä kaasu syötetään toiseen ilmakaappiin ja siihen kohdistuu reaktiokammiosta tuleva lämpövirta, jota lämpövirtaa pienentää ensimmäisessä ilmakaapissa olevan kaasun lämmittäminen. Näin toisen ilmakaapin runsaasti happea sisältävä kaasu voidaan pitää helposti alemmassa lämpötilassa kuin ensimmäisen ilmakaapin kaasu. 10 Edullisesti toisen ilmakaapin runsaasti happea sisältävä kaasu syötetään useiden ensimmäisen ilmakaapin läpi tulevien putkien kautta reaktiokammioon, jolloin ensimmäisen ilmakaapin kaasu samalla lämmittää sitä.
Piirustusten lyhyt kuvaus 15 Seuraavassa keksintöä kuvataan viittaamalla liitteenä olevaan kaaviomaiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kiertoleijureaktoria happipolttoon, jossa on esillä olevan keksinnön mukainen kaasunsyöttösysteemi.
Piirustuksen yksityiskohtainen kuvaus 20 Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti kiertoleijureaktorin 10 happipolttoon, joka reaktori käsittää reaktiokammion 15 ja hiukkaserottimen 20, joka on yhdistetty reak-tiokammion 15 yläpäähän liitosyhteen 25 kautta. Hiukkaserottimessa 20 on hiukkasten poistoyhde 30 ja kaasunpoistoyhde 35. Hiukkasten poistoyhde 30 on yhdistetty hiukkasten palautuskanavaan 40. Hiukkaserotin 20 on edullisesti 25 keskipakoerotintyyppiä. Paluukanavaan voidaan järjestää esim. erillinen hiuk-kasjäähdytin tai toinen hiukkasten käsittelysysteemi (ei esitetty tässä).
Poistokaasu, joka polton normaalitoiminnassa sisältää pääosin CO2.Q ja H20:ta, johdetaan edelleen poistokaasukanavaan 45 kaasunpoistoyhteen 35 1 7 kautta. Poistokaasukanava on esitetty tässä katkoviivalla, joka kuvaa sitä, että poistokaasuun kohdistuu tiettyjä käsittelyprosesseja, kun esimerkiksi lämmön talteenottoprosessi, joka on järjestetty poistokaasukanavan 45 yhteyteen, mutta jota ei ole esitetty tässä selkeyden vuoksi.
5 Reaktiokammion 15 pohjaosassa on kaasunjakelusysteemi 50, joka käsittää arinan 55, jonka läpi leijutuskaasu ja happea sisältävä kaasu syötetään reak-tiokammioon 15. Kaasun sisällöstä riippumatta kaikki arinan 55 läpi syötetty kaasu osallistuu petimateriaalin leijutukseen. Reaktiokammio 15 on alapäästään rajattu arinalla 55. Arinassa on kahdet aukkosarjat 60, 65, jotka 10 ovat yhteydessä ensimmäiseen kaasunsyöttösysteemiin 70 ja toiseen kaasun-syöttösysteemiin 75 vastaavasti kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon 15 tavalla, joka selostetaan seuraavassa. Aukoissa on käytännössä erityiset suuttimet, joita ei tässä ole selvyyden vuoksi esitetty. Suuttimet on jaettu olennaisesti tasaisesti arina-alueelle.
15 Ensimmäinen kaasunsyöttösysteemi 70 käsittää ensimmäisen ilmakaapin 71. Ensimmäinen ilmakaappi 71 muodostuu pohjaseinästä 76, yläseinästä 77 ja sivuseinästä/sivuseinistä 78. Sivuseinien määrän määrää ensimmäisen ilma-kaapin poikkileikkauksen muoto, esim. jos se on pyöreä, ilmakaappia kiertää vain yksi sivuseinä. Ensimmäinen syöttösysteemi 70 käsittää lisäksi ensimmäi-20 sen sekoituselementin 101, jonka läpi kaasu on järjestetty virtaamaan ensimmäiseen ilmakaappiin 71.
Toinen kaasunsyöttösysteemi 75 käsittää toisen ilmakaapin 80, joka muodostuu vastaavasti pohjaseinästä 81, yläseinästä 82 ja sivuseinästä/sivuseinistä 83. Toinen ilmakaappi 80 on järjestetty suoraan ensimmäisen ilmakaapin 71 25 alle. Ensimmäisellä ilmakaapilla ja toisella ilmakaapilla on yhteinen seinä keskenään. Ensimmäisen ilmakaapin 71 pohjaseinä 76 ja toisen ilmakaapin ylä-seinä 82 on integroidusti kiinnitetty toisiinsa tai ne voidaan jopa muodostaa yhdestä yhteisestä seinästä. Toisin sanoen ensimmäinen ilmakaappi 71 on suoraan reaktorin 15 alapuolella ja toinen ilmakaappi 80 on suoraan ensim-30 mäisen ilmakaapin 71 alapuolella. Toinen syöttösysteemi 75 käsittää toisen 1 8 sekoituselementin 102, jonka läpi kaasu on järjestetty virtaamaan toiseen ilma-kaappiin 80.
Kummallakin ensimmäisestä ja toisesta ilmakaapista 71, 80 on kaasun syöt-töyhteet 85, 90, jotka avautuvat ilmakaapin sisätilaan. Ensimmäinen 101 ja toi-5 nen 102 sekoituselin on järjestetty vastaavien syöttöyhteiden yhteyteen ylävirran puolelle. Poistokaasukanavaan 45 on järjestetty kierrätysyhde 95, jossa on puhalluslaite 96. Kierrätysyhde 95 on järjestetty syöttämään reaktiokammi-on 15 reaktioista saatua tuotekaasua kierrätyskaasuna. Käytännössä polton normaalitoiminnassa kierrätetty tuotekaasu sisältää enimmäkseen C02:ta ja 10 H20:ta.
Kierrätysyhde 95 on yhteydessä ensimmäiseen sekoituselimeen 101 yhteen 107 kautta ja toiseen sekoituselimeen 102 yhteen 111 kautta. Yhteisiin 107 ja 111 on järjestetty vastaavasti ensimmäinen ja toinen säätölaite 108 ja 112.
Ensimmäiset ja toiset sekoituselimet on yhdistetty kaasun tuloyhteisiin 85, 90 15 vastaavasti. Sekoituselimissä runsaasti happea sisältävä kaasu syötetään kierrätettyyn kaasuvirtaan samalla sekoittaen. Ilmakaappeihin syötettävän kierrä-tyskaasun määrää säädellään ensimmäisellä ja toisella virtauksen säätölaitteella 108, 112. Virtauksen säätölaitteet voivat käsittää esimerkiksi ensimmäisen ja toisen säätöventtiilin. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti vir-20 tauksen säätölaitteet käsittävät erityiset invertteriohjatut puhaltimet (ei esitetty kuviossa) kummassakin yhteessä 107 ja 111 säätöventtiilin lisäksi tai sen sijaan. Tämä tarjoaa tehokkaan tavan säädellä ilmakaappeihin syötetyn kierrätetyn kaasun määrää. Kun käytetään puhallinta venttiilin sijaan, saadaan tarpeettomia painehäviöitä minimoitua, koska kierrätysyhteen 95 puhaltimen 96 ei tar-25 vitse tuottaa niin korkeaa painetta kuin venttiilejä käytettäessä.
Tämä mahdollistaa happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin toiminnan sellaisella tavalla, että reaktorissa hiilipitoista polttoainetta poltettaessa tapahtuvien reaktioiden tuotekaasu, joka on pääosin C02:ta ja H20:ta, voidaan osittain kierrättää takaisin reaktoriin 15 niin, että käynnistysvaiheen jälkeen reaktoria 30 voidaan käyttää, ilman sijaan, tuotekaasun ja hapen seoksella. Näin typen läs- 1 9 näolo voidaan välttää ja C02:n talteenotto poistokaasuista voidaan järjestää helpommin.
Kaasun jakelusysteemi 50 on myös yhteydessä runsaasti kaasua sisältävän kaasun lähteeseen 100, kuten ilmanerotusyksikköön (ASU). Runsaasti kaasua 5 sisältävän kaasun lähde 100 on yhteydessä ensimmäiseen sekoituselimeen 101 yhteen 103 kautta, jossa on kolmas säätöventtiili 104 ja toiseen sekoituselimeen 102 yhteen 105 kautta, jossa on neljäs säätöventtiili 106.
Kaasun syöttö reaktoriin 15 ilmakaapin 71 kautta on järjestetty tapahtumaan seuraavalla tavalla. Kolmatta säätöventtiiliä 104 runsaasti happea sisältävälle 10 kaasulle ja säätölaitetta 108 kierrätetylle kaasulle käytetään niin, että kaasulla, jota syötetään ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin 70 kautta, on alhaisempi happipitoisuus kuin ensimmäinen happipitoisuus, joka on käytännössä noin 28 tilavuus-%, edullisesti 23-28 tilavuus-%. Ensimmäinen happipitoisuus on edullisesti säädetty siten, että minkä tahansa kaasun jakelusysteemissä olevan pa-15 lavan materiaalin itsesyttymisen riskiä minimoidaan. Näin reaktorin toiminta on luotettavaa ja turvallista.
Kaasun syöttö reaktoriin 15 toisen ilmakaapin 80 läpi on järjestetty tapahtumaan seuraavalla tavalla. Runsaasti happea sisältävälle kaasulle olevaa neljättä säätöventtiiliä 106 ja säätölaitetta 112 kierrätyskaasulle käytetään niin, 20 että toisen kaasunsyöttösysteemin 75 kautta syötetyllä kaasulla on korkeampi happipitoisuus kuin ensimmäinen happipitoisuus. Siten toisen ilmakaapin kaasun happipitoisuutta pidetään olennaisesti ilman happipitoisuuden yläpuolella. Luonnollisesti on mahdollista säätää happipitoisuus olemaan sama kummassakin ilmakaapissa, esimerkiksi kun palamiseen käytetään ilmaa, kuten on ti-25 lanne ainakin käynnistysvaiheen aikana.
Edellä kuvattu systeemi tekee mahdolliseksi syöttää kierrätettyä kaasua tietyllä ennalta määritellyllä happipitoisuudella kumpaankin ilmakaappiin. Sekoituseli-met 101, 102 takaavat, että ilmakaappeihin tulevalla kaasulla on olennaisesti tasainen koostumus. Tämä minimoi korkeiden paikallisten happipioituuksien 30 olemassaolon mahdollisuutta, jotka taas voivat aiheuttaa hiilipitoisen materiaa- 1 10
Iin ennen aikaisen sytytyksen ilmakaapissa ja myös paikallisia ylikuumentuneita alueita reaktiokammiossa.
Sekä ensimmäisen että toisen kaasun syöttöyhteen 85, 90 ja suuttimien 60 ja 65 kautta syötetyn kaasun kokonaisvirtausnopeutta säädellään happipolttoon 5 tarkoitetun kiertoleijureaktorin kuorman perusteella ja/tai leijutuskaasun vir-tausmäärän ennalta määrätyn vaatimuksen perusteella. Toisen kaasunsyöt-töyhteen 90 ja suuttimien 65 kautta syötetyn runsaasti happea sisältävän kaasun määrää säädellään reaktoriin syötetyn kaasun happipitoisuuden ennalta määrätyn tavoitearvon perusteella. Joka tapauksessa toiseen ilmakaappiin 10 syötetyn kaasun happipitoisuus on edullisesti suurempi kuin reaktiokammion 15 yhteydessä olevan ensimmäisen ilmakaapin happipitoisuus.
Jos mitä tahansa palavaa materiaalia tulisi toiseen ilmakaappiin, jossa on korkeampi happipitoisuus, ei-halutun syttymisen riski minimoidaan korkeammasta happipitoisuudesta huolimatta pitämällä yllä toisessa ilmakaapissa alhaisem-15 paa lämpötilaa kuin ensimmäisessä ilmakaapissa.
Happirikastetun kierrätetyn kaasun, jonka happipitoisuutta on nostettu, syöttäminen toisen ilmakaapin kautta yhdistettynä siihen, että toinen ilmakaappi on erotettu reaktiokammiosta 15 ensimmäisellä ilmakaapilla, parantaa kiertoleijureaktorin turvallisuutta huomattavasti. Tämä johtuu siitä, että toisen ilmakaapin 20 runsaasti happea sisältävän kaasun lämpötila pidetään käytön aikana alhaisemmassa lämpötilassa kuin ensimmäisen ilmakaapin kaasun lämpötila.
Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti toinen ilmakaappi 80 on yhdistetty reaktiokammioon 15 useiden yhteiden 140 kautta, jotka yhteet ulottuvat ensimmäisen ilmakaapin 71 läpi. Kuvion 1 suoritusmuodossa yhteet ovat put-25 kia. Putkissa 140 runsaasti happea sisältävää kaasua lämmitetään kierrätys-kaasulla ensimmäisessä ilmakaapissa 71. Runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään reaktorikammioon ensimmäisen kaasun syöttösysteemin 70 ilmakaapin 71 kautta ja toisen kaasun syöttösysteemin 75 toisen ilmakaapin 80 kautta sellaisella tavalla, että runsaasti happea sisältävä kaasu syötetään toi-30 sen ilmakaapin 80 kautta useiden ensimmäisen ilmakaapin 71 läpi ulottuvien I u yhteiden 140 kautta reaktiokammioon. Tällä tavalla runsaasti happea sisältävän kaasun lämpötilaa voidaan pitää alempana toisessa ilmakaapissa ja lämmittää juuri ennen sen syöttämistä reaktiokammioon 15, mikä tekee toiminnasta luotettavaa ja turvallista.
5 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti putket 140 on asennettu irroitet-tavasti ensimmäisen ilmakaapin pohjaseinän 76 ja yläseinän 77 välille, mikä edistää putkien irroittamista ensimmäisen ilmakaapin 71 tilaan pääsemiseksi huolto- ja tarkastustöiden yhteydessä. Kuviossa 1 putket ovat siirrettävissä toisen ilmakaapin 80 tilaan, mikä paikka on esitetty katkoviivoin 145. On myös 10 mahdollista, että putket voidaan kiinnittää puristusjousijärjestelyllä (ei esitetty), mikä edistää putkien 140 nopeaa irroitusta perustyökaluin.
Menetelmässä happipolttoa varten olevan kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, joka käsittää reaktiokammion ja reaktiokammion pohjaosaan asennetun kaa-sunjakelusysteemin, kaasu syötetään reaktiokammioon 15 kaasunjakelusys-15 teemin 50 kautta. Kaasunjakelusysteemi käsittää ensimmäisen kaasunjake-lusysteemin ja toisen kaasunjakelusysteemin, joiden kautta kaasua syötetään reaktiokammioon 15.
Keksinnön mukaisesti reaktiokammioon syötetty kaasu sisältää kierrätettyä kaasua. Kierrätyskaasu on jaettu virtoihin, jotka käsittävät virran, joka syöte-20 tään kontrolloidusti ensimmäiseen kaasunsyöttösysteemiin ja virran, joka syötetään kontrolloidusti toiseen kaasunsyöttösysteemiin.
Runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään kierrätyskaasuvirtaan ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä niin, että ensimmäisen kaasunsyöttösys-teemin kaasun happipitoisuus on vähemmän kuin tai yhtä paljon kuin ensim-25 mäinen happipitoisuus. Lisäksi runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään toisessa kaasunsyöttösysteemissä kierrätyskaasuvirtaan niin, että toisen kaa-sunsyöttösysteemin kaasun happipitoisuus on enemmän tai yhtä paljon kuin ensimmäinen happipitoisuus, toisin sanoen korkeammalla happipitoisuudella. Toisen kaasunsyöttösysteemin toisessa ilmakaapissa oleva kaasu, jolla on 30 korkeampi happipitoisuus saatetaan reaktiokammiosta tulevan lämpövirran I 12 vaikutukseen, mikä lämpövirta pienenee ensimmäisen ilmakaapin kaasua lämmittämällä.
Keksinnön esillä olevan edullisen suoritusmuodon mukaisesti ensimmäisen ilmakaapin kaasua pidetään alle 300 °C :n lämpötilassa ja toisen ilmakaapin 5 kaasua pidetään alle 200 °C :n lämpötilassa. Näin huolimatta runsaasti happea sisältävän kaasun läsnäolosta, kiertoleijupedin luotettava toiminta varmistetaan ja palavan materiaalin itsesyttymisriski minimoidaan.
Toisen ilmakaapin pinnat ovat tulenkestävää, edullisesti ei-syttyvää, materiaalia korkean happipitoisuuden olosuhteissa, jotka vallitsevat toisessa ilmakaa-10 pissa. Järjestelyä voidaan edelleen parantaa järjestämällä ensimmäisen ilma-kaapin pohjamateriaaliin, esim. hiiliteräkseen, hapettumista estävä kerros. Tämä suojaa pohjamateriaalia runsaasti happea sisältävän kaasun vaikutuksilta ja toisen ilmakaapin lämpötilalta. Hapettumista estävä kerros on erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti verhous 135 toisen ilmakaapin 80 sisäseinillä, 15 joka verhous on tulenkestävää, esim. keraamista materiaalia. Pohjamateriaali, kuten hiiliteräs, voi myös olla vuorattu sopivan paksuisella austeniittiteräksellä. Suojaavia vuorauksia ja vastustuskykyisten metalliseosten päällysteitä voidaan myös käyttää hiiliteräksen tai ruostumattoman teräksen yhteydessä.
Pohjamateriaali itsessään voidaan valita kestämään olosuhteita, jotka aiheutu-20 vat runsaasti happea sisältävän kaasun olemassaolosta. Siten estokerros muodostetaan keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisesti pohjamateriaalin pinnalle pohjamateriaalista itsestään. Esimerkiksi nikkeli- tai kuparipoh-jaisia superyhdisteitä voidaan käyttää menestyksellisesti. Nämä yhdisteet ovat hapettumista ja korroosiota kestäviä materiaaleja, joille lämmitettäessä muo-25 dostuu pysyvä, passivoiva oksidikerros suojaamaan pintaa lisähyökkäykseltä.
Kun happipolttoon tarkoitettua kiertoleijureaktoria käytetään keksinnön mukaisesti osittaisen kuorman olosuhteissa, esillä olevan keksinnön avulla voidaan saada parempi kontrolloitavuus leijutusnopeuteen siitä syystä, että runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään riippumattomasti kierrätyskaasun syötös-30 tä. On myös selvää, että kuvattu tapa syöttää kaasua reaktiokammioon voi si- 1 13 sältää edelleen runsaasti happea sisältävä kaasun syötön vaiheittaisen palamisen aikaansaamiseksi, kuten on kuvattu viitenumerolla 150.
Vaikka keksintöä on edellä kuvattu tällä hetkellä edullisimpina pidettyjen suoritusmuotojen yhteydessä, on kuitenkin ymmärrettävä, että keksintö ei rajoitu 5 esitettyihin suoritusmuotoihin vaan on tarkoitettu kattamaan myös lukuisia muita yhdistelmiä ja sovellutuksia sen piirteistä sekä lukuisia muita sovelluksia jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteissa. Minkä tahansa suoritusmuodon yhteydessä mainittuja yksityiskohtia voidaan käyttää toisessa suoritusmuodossa silloin kun se on teknisesti järkevää.
10

Claims (11)

1. Kiertoleijureaktori happipolttoon, joka reaktori käsittää reaktiokammion (15) ja reaktiokammion pohjaosassa olevan kaasunjakelusysteemin (50) kaa-5 sun syöttämiseksi reaktiokammioon, joka kaasunjakelusysteemi käsittää ensimmäisen kaasun syöttösysteemin (70) ja toisen kaasunsyöttösysteemin (75) runsaasti happea sisältävän kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon (15), jossa - ensimmäinen kaasunsyöttösysteemi (70) käsittää ensimmäisen ilmakaapin 10 (71) ja toinen kaasunsyöttösysteemi (75) käsittää toisen ilmakaapin (80) ja en simmäisellä ilmakaapilla on yhteinen seinä (77) reaktiokammion kanssa ja toisella ilmakaapilla, joka on ensimmäisen ilmakaapin alla, on yhteinen seinä (76) ensimmäisen ilmakaapin kanssa, ja - reaktiokammioon on järjestetty hiukkaserotin (20) erottamaan reaktiokammi-15 on reaktioissa syntyneiden kaasujen mukana kulkeutuneita leijuhiukkasia, jossa hiukkaserottimessa on kaasunpoistoyhde (35) ja poistoyhde erotetuille hiukkasille (30), joka kaasunpoistoyhde on järjestetty virtausyhteyteen ensimmäisen ilmakaapin (71) ja toisen ilmakaapin (80) kanssa kierrätysyhteen (95) kautta, joka kierrätysyhde (95) on yhteydessä ensimmäisen kaasunsyöttösys- 20 teemin (70) ensimmäiseen sekoituselimeen (101) yhteen (107) kautta, jossa yhteessä on ensimmäinen virtauksen säätölaite (108) ja toisen kaasunsyöttösysteemin (75) toiseen sekoituselimeen (102) yhteen (111) kautta, jossa yhteessä on toinen virtauksen säätölaite (112), ja - kaasunjakelusysteemi on yhteydessä runsaasti happea sisältävän kaasun 25 lähteeseen (100), tunnettu siitä, että runsaasti happea sisältävän kaasun lähde (100) on yhteydessä ensimmäiseen sekoituselimeen (101) yhteen (103) kautta, jossa yhteessä on kolmas säätöventtiili (104) ja toiseen sekoituselimeen (102) yhteen (105) kautta, jossa yhteessä on neljäs säätöventtiili (106). 1 15
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori happipolttoon, tunnettu siitä, että toisen ilmakaapin (80) pinnat ovat palamatonta materiaalia toisessa ilmakaapissa (80) vallitsevissa korkean happipitoisuuden olosuhteissa.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori happipolttoon, tun-5 nettu siitä, että toisen ilmakaapin (80) sisäseinät (135) on päällystetty tulenkestävällä materiaalilla.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori happipolttoon, tunnettu siitä, että toinen ilmakaappi (80) on yhteydessä reaktoriin lukuisien yh-teiden (140) kautta, jotka ulottuvat toisesta ilmakaapista (80) ensimmäisen il- 10 makaapin (71) kautta reaktiokammioon (15).
5. Menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, joka reaktori käsittää reaktiokammion (15) ja reaktiokammion pohjaosassa olevan kaasunjakelusysteemin (50), jossa menetelmässä kaasua syötetään reaktiokammioon kaasunjakelusysteemin kautta, joka kaasunjakelusysteemi käsit- 15 tää edelleen ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin (70) ja toisen kaasunsyöttö-systeemin (75) kaasun syöttämiseksi reaktiokammioon (15), ja runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään reaktiokammioon ensimmäisen kaasunsyöttösysteemin (70) ensimmäisen ilmakaapin (71) kautta ja toisen kaasunsyöttösysteemin (75) toisen ilmakaapin (80) kautta siten, että toisen ilmakaapin 20 (80) kautta syötettyä runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään useiden ensimmäisen ilmakaapin (71) läpi ulottuvien yhteiden (140) kautta reaktiokammioon, tunnettu siitä, että reaktiokammioon (15) syötetty kaasu sisältää kierrätettyä kaasua, joka on jaettu virtoihin, jotka virrat käsittävät virran, jota syötetään kontrolloidusti ensimmäiseen kaasunsyöttösysteemiin (70) ja virran, 25 jota syötetään kontrolloidusti toiseen kaasunsyöttösysteemiin (75) ja että runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään kierrätyskaasuvirtaan ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä (70) niin, että kaasun happipitoisuus ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä (70) on vähemmän tai yhtä suuri kuin ensimmäinen happipitoisuus ja runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään 30 kierrätyskaasuvirtaan toisessa kaasunsyöttösysteemissä (75) siten, että kaa- 1 16 sun happipitoisuus toisessa kaasunsyöttösysteemissä on enemmän tai yhtä suuri kuin ensimmäinen happipitoisuus.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäinen happipitoi- 5 suus on yli 23 tilavuus-%.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että kaasun happipitoisuus ensimmäisessä kaasunsyöttösysteemissä on vähemmän kuin kaasun happipitoisuus toisessa kaasunsyöttösysteemissä.
8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että toisen kaasunsyöttö-systeemin runsaasti happea sisältävää kaasua syötetään toiseen ilmakaappiin (80), jolloin siihen kohdistuu reaktiokammiosta tuleva lämpövirta, jota lämpövir-taa pienentää ensimmäisessä ilmakaapissa (71) olevan kaasun lämmittämi-15 nen.
9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että toisen ilmakaapin (80) runsaasti happea sisältävä kaasu syötetään useiden ensimmäisen ilmakaapin (71) läpi tulevien putkien (140) kautta reaktiokammioon, jolloin ensimmäisen 20 ilmakaapin (71) kaasu samalla lämmittää sitä.
10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että toisen ilmakaapin (80) runsaasti happea sisältävän kaasun lämpötilaa pidetään ensimmäisen ilma-kaapin (71) lämpötilaa alempana.
11. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä happipolttoon tarkoitetun kiertoleijureaktorin käyttämiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäinen happipitoisuus säädetään siten, että kaasunjakelusysteemissä olevan minkä tahansa palavan materiaalin riski syttyä itsestään palamaan on minimoitu. 1 17
FI20085108A 2008-02-08 2008-02-08 Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi FI120515B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085108A FI120515B (fi) 2008-02-08 2008-02-08 Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi
RU2010137270/06A RU2439429C1 (ru) 2008-02-08 2009-02-05 Циркуляционный реактор кислородного сжигания с псевдоожиженным слоем и способ эксплуатации такого реактора
CN2009801045312A CN101970937B (zh) 2008-02-08 2009-02-05 富氧燃烧循环流化床反应器及此类反应器的操作方法
PCT/FI2009/050095 WO2009098358A2 (en) 2008-02-08 2009-02-05 Oxycombustion circulating fluidized bed reactor and method of operating such a reactor
EP09708645A EP2252832A2 (en) 2008-02-08 2009-02-05 Oxycombustion circulating fluidized bed reactor and method of operating such a reactor
JP2010545516A JP5166556B2 (ja) 2008-02-08 2009-02-05 酸素燃焼流動床反応器及びこのような反応器の作動方法
AU2009211288A AU2009211288B2 (en) 2008-02-08 2009-02-05 Oxycombustion circulating fluidized bed reactor and method of operating such a reactor
KR1020107019707A KR101227864B1 (ko) 2008-02-08 2009-02-05 순산소 연소 순환 유동층 반응기와 상기 반응기를 작동시키는 방법
US12/865,493 US20110000406A1 (en) 2008-02-08 2009-02-05 Oxycombustion Circulating Fluidized Bed Reactor and Method of Operating Such a Reactor
ZA2010/06018A ZA201006018B (en) 2008-02-08 2010-08-24 Oxycombustion circulating fluidized bed reactor and method of operating such a reactor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085108 2008-02-08
FI20085108A FI120515B (fi) 2008-02-08 2008-02-08 Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20085108A0 FI20085108A0 (fi) 2008-02-08
FI20085108A FI20085108A (fi) 2009-08-09
FI120515B true FI120515B (fi) 2009-11-13

Family

ID=39148978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085108A FI120515B (fi) 2008-02-08 2008-02-08 Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20110000406A1 (fi)
EP (1) EP2252832A2 (fi)
JP (1) JP5166556B2 (fi)
KR (1) KR101227864B1 (fi)
CN (1) CN101970937B (fi)
AU (1) AU2009211288B2 (fi)
FI (1) FI120515B (fi)
RU (1) RU2439429C1 (fi)
WO (1) WO2009098358A2 (fi)
ZA (1) ZA201006018B (fi)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8561557B2 (en) * 2009-09-30 2013-10-22 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Primary oxidant feed to oxy-fired circulating fluidized bed (CFB)
JP5762713B2 (ja) * 2010-10-04 2015-08-12 株式会社キンセイ産業 乾溜ガス化焼却処理装置
DE102011000734A1 (de) * 2011-02-15 2012-08-16 Alstom Technology Ltd. Düsenbodenanordnung für einen Trockner und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102011117812A1 (de) * 2011-11-07 2013-05-08 H S Reformer Gmbh Wirbelschichtreaktor
MX367059B (es) * 2012-05-09 2019-08-02 Metodo para hacer productos oxigenados a partir de una reaccion quimica no catalitica.
US20140065559A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-06 Alstom Technology Ltd. Pressurized oxy-combustion power boiler and power plant and method of operating the same
CN103471093B (zh) 2013-09-06 2016-02-24 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床富氧燃烧的配风方法
CN103742899B (zh) * 2014-01-23 2016-05-04 上海锅炉厂有限公司 一种富氧燃烧循环流化床多联产系统及工艺
CN105650628B (zh) * 2016-02-06 2019-04-30 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床富氧燃烧装置及其富氧燃烧供风方法
CN111156500B (zh) * 2018-11-08 2020-11-13 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床预热室送粉方法及设备、燃料处理设备
JP7205714B2 (ja) 2018-12-28 2023-01-17 株式会社オートネットワーク技術研究所 プレスフィット端子
CN113280322A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 清华大学 一种废电制氢结合循环流化床锅炉燃烧的工艺及系统
FI20225416A1 (fi) * 2022-05-12 2023-11-13 Valmet Technologies Oy Arinajärjestely ja menetelmä

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE628052A (fi) * 1962-03-15
US3807090A (en) * 1970-12-02 1974-04-30 Exxon Research Engineering Co Purifications of fuels
CA1061987A (en) * 1974-05-15 1979-09-11 Iowa State University Research Foundation, Inc. Decomposition of calcium sulfate by zoned reduction and oxidation in a fluidized bed
US4226830A (en) * 1978-08-28 1980-10-07 Hicap Engineering & Development Corporation Fluidized bed reactor
US4303023A (en) * 1979-11-08 1981-12-01 Wormser Engineering, Inc. Fluidized bed fuel burning
US4292023A (en) * 1979-08-01 1981-09-29 Curtiss-Wright Corporation Fluidized bed combustor and removable windbox and tube assembly therefor
JPS57105616A (en) * 1980-12-24 1982-07-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Fluidizing method and apparatus for fluidized bed furnace
FR2519877B1 (fr) * 1982-01-20 1986-10-31 Charbonnages De France Grille de fluidisation ainsi que foyer de combustion a grille inferieure de soufflage d'air et procede de traitement de matiere particulaire dans une chambre de fluidisation et/ou d'entrainement
US4434726A (en) * 1982-12-27 1984-03-06 Combustion Engineering, Inc. Fine particulate feed system for fluidized bed furnace
US4593630A (en) * 1984-11-13 1986-06-10 Combustion Engineering, Inc. Apparatus for fluidizing a particulate material in a conveying gas
FI861517A (fi) * 1986-04-10 1987-10-11 Ahlstroem Oy Foerfarande och anordning foer foerdelning av fluidiseringsgas i en virvelbaeddsreaktor.
US5230868A (en) * 1989-04-04 1993-07-27 A. Ahlstrom Corporation Fluidized bed reactor with protected fluid distributor
US5118479A (en) * 1990-08-01 1992-06-02 Iron Carbide Holdings, Limited Process for using fluidized bed reactor
US5281398A (en) * 1990-10-15 1994-01-25 A. Ahlstrom Corporation Centrifugal separator
JP2509284Y2 (ja) * 1991-06-15 1996-08-28 川崎重工業株式会社 流動層炉
JP2985474B2 (ja) * 1992-01-20 1999-11-29 石川島播磨重工業株式会社 流動層ボイラ
EP0606608B1 (fr) * 1993-01-13 1998-02-25 Paul Wurth S.A. Procédé pour l évacuation de résidus solides d'une installation d'épuration de gaz
DE4313102A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Sbw Sonderabfallentsorgung Bad Verfahren zum Reduzieren der Abgasmengen zur Eliminierung von NO¶x¶-Emissionen bei der Verbrennung, vorzugsweise bei der Abfallverbrennung
US5491967A (en) * 1994-02-23 1996-02-20 Foster Wheeler Energia Oy Pressurized fluidized bed reactor and a method of operating the same
US5588974A (en) * 1995-04-04 1996-12-31 Exxon Research And Engineering Company Process, and apparatus, for the injection of preheated oxygen into a high temperature reactor
FI100064B (fi) * 1995-10-20 1997-09-15 Imatran Voima Oy Menetelmä ja sovitelma leijukerroskattilan leijukerroksen lämpötilan s äätämiseksi
DE19703197A1 (de) * 1997-01-30 1998-08-06 Umsicht Inst Fuer Umwelt Siche Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Holz und/oder Biomassen
JP2001235129A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 循環流動層炉
US6505567B1 (en) * 2001-11-26 2003-01-14 Alstom (Switzerland) Ltd Oxygen fired circulating fluidized bed steam generator
FI112952B (fi) * 2001-12-21 2004-02-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
WO2004027220A1 (en) * 2002-09-17 2004-04-01 Foster Wheeler Energy Corporation Advanced hybrid coal gasification cycle utilizing a recycled working fluid
PL1753999T3 (pl) * 2004-05-28 2014-05-30 General Electric Technology Gmbh Urządzenie ze złożem fluidalnym z utleniaczem wzbogaconym w tlen
DE102005009957B4 (de) * 2005-03-04 2007-02-01 Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik Verfahren zum Verbrennen von Brennstoffen, insbesondere Abfall
CN100441946C (zh) * 2006-11-09 2008-12-10 华中科技大学 富氧燃烧循环流化床锅炉系统

Also Published As

Publication number Publication date
RU2439429C1 (ru) 2012-01-10
AU2009211288A1 (en) 2009-08-13
FI20085108A0 (fi) 2008-02-08
FI20085108A (fi) 2009-08-09
CN101970937A (zh) 2011-02-09
KR20100112640A (ko) 2010-10-19
JP5166556B2 (ja) 2013-03-21
US20110000406A1 (en) 2011-01-06
CN101970937B (zh) 2012-08-29
ZA201006018B (en) 2011-05-25
WO2009098358A3 (en) 2010-08-19
KR101227864B1 (ko) 2013-01-31
AU2009211288B2 (en) 2012-05-03
EP2252832A2 (en) 2010-11-24
WO2009098358A2 (en) 2009-08-13
JP2011511259A (ja) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120515B (fi) Kiertoleijureaktori happipolttoon ja menetelmä sellaisen reaktorin käyttämiseksi
CN105189973B (zh) 在化学计量的排气再循环燃气轮机系统中用扩散燃烧控制负载的系统和方法
FI123843B (fi) Kiertoleijupetireaktori
FI92249C (fi) Leijukerrosjäähdytin, leijukerrospolttoreaktori ja menetelmä tällaisen reaktorin käyttämiseksi
CN106415127B (zh) 燃烧器
CN105121959A (zh) 用于在化学计量的排气再循环燃气轮机系统中使用燃料-稀释剂混合扩散燃烧的系统和方法
EP0752083B2 (en) A pressurized reactor system and a method of operating the same
KR101120433B1 (ko) 유동층 반응기의 온도를 제어하기 위한 방법과 장치
EP2312211A2 (en) Primary oxidant feed to oxy-fired circulating fluidized bed (CFB)
US20150247636A1 (en) Advanced sequential batch gasification process
CN101473050B (zh) 直接熔炼工艺中的压力控制
EP2370730B1 (en) Oxycombustion circulating fluidized bed reactor, method of operating such a reactor and method of upgrading a circulating fluidized bed reactor
TW201740059A (zh) 用於控制固體之流動方向，流動速率，及溫度的系統，方法，及裝置
EP1213534B2 (en) Combustion method in which generation of NOx, CO and dioxine are suppressed and fluidized bed incinerator therefor
KR20140138899A (ko) 열 전달을 갖는 점진적 산화
US20210245130A1 (en) Spray, jet, and/or splash induced circulation among integrated bubbling zones in a bubbling fluidized bed reactor
FI102855B (fi) Menetelmä ja laitteisto kiintoainehiukkasten siirtämiseksi kammiosta t oiseen
RU2239598C1 (ru) Высокотемпературный реактор-генератор
JPH09273712A (ja) 加圧流動層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120515

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed