FI120556B - Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI120556B
FI120556B FI20065790A FI20065790A FI120556B FI 120556 B FI120556 B FI 120556B FI 20065790 A FI20065790 A FI 20065790A FI 20065790 A FI20065790 A FI 20065790A FI 120556 B FI120556 B FI 120556B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fluidized bed
bed reactor
solid particles
temperature
heat
Prior art date
Application number
FI20065790A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20065790A (fi
FI20065790A0 (sv
Inventor
Markku Itaepelto
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 FI20065790A0 publication Critical patent/FI20065790A0/fi
Priority to FI20065790A priority Critical patent/FI120556B/fi
Priority to PCT/FI2007/050673 priority patent/WO2008071842A1/en
Priority to KR1020097014176A priority patent/KR101120433B1/ko
Priority to RU2009126554/05A priority patent/RU2414958C1/ru
Priority to JP2009540800A priority patent/JP5010686B2/ja
Priority to AU2007331411A priority patent/AU2007331411B2/en
Priority to US12/518,669 priority patent/US20100037805A1/en
Priority to CA2672028A priority patent/CA2672028C/en
Priority to EP07848204A priority patent/EP2106289A1/en
Priority to CN2007800459063A priority patent/CN101646486B/zh
Publication of FI20065790A publication Critical patent/FI20065790A/fi
Priority to ZA200903896A priority patent/ZA200903896B/xx
Application granted granted Critical
Publication of FI120556B publication Critical patent/FI120556B/fi

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
    • F23C10/02—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
    • 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
    • B01J8/26—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 with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • 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
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • 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
    • B01J8/24—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
    • B01J8/38—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 with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • 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
    • B01J8/38—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 with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384—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 with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/388—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 with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form
    • C10B49/20—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form
    • C10B49/22—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • 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
    • F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
    • 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
    • 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
    • F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
    • 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
    • F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
    • F23C10/30—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus for controlling the level of the bed or the amount of material in the bed
    • F23C10/32—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus for controlling the level of the bed or the amount of material in the bed by controlling the rate of recirculation of particles separated from the flue gases
    • 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
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044—Temperature measurement
    • B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
    • 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
    • B01J2208/00292—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant solids
    • 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
    • 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 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/10005—Arrangement comprising two or more beds in separate enclosures
    • 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
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

MENETELMÄ JA LAITE LÄMPÖÄ SITOVAN LEIJUPETIREAKTORIN LÄMPÖTILAN SÄÄTÄMISEKSI
Esillä olevan keksinnön kohteena on itsenäisten vaatimusten johdanto-osien 5 mukainen menetelmä ja laite toisen, lämpöä tuottavan leijupetireaktorin yhteydessä olevan lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi.
Erityisesti keksintö kohdistuu siten laitteeseen, joka käsittää erotuselimet ensimmäisten kiintoainehiukkasten erottamiseksi leijupetireaktorista, 10 palautuskanavan ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan kuljettamiseksi takaisin leijupetireaktoriin, poistokanavan ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan poistamiseksi ja syöttökanavan toisten kiintoainehiukkasten kuljettamiseksi toisesta, lämpöä tuottavasta leijupetireaktorista leijupetireaktoriin. Keksintö kohdistuu erityisesti myös menetelmään, jossa 15 erotetaan ensimmäisiä kiintoainehiukkasia leijupetireaktorista, kuljetetaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa palautuskanavaa pitkin takaisin leijupetireaktoriin, poistetaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten toinen osa ja kuljetetaan leijupetireaktoriin toisia kiintoainehiukkasia syöttökanavaa pitkin toisesta, lämpöä tuottavasta leijupetireaktorista.
20
Leijupetireaktoreissa tapahtuvat reaktiot, kuten esimerkiksi palamisreaktiot, ovat usein lämpöä tuottavia. Tällöin reaktioissa vapautuva energia voidaan yleensä sitoa höyryyn tai muuhun lämmönsiirtoväliaineeseen siten, että reaktiokammioon voidaan aikaansaada esimerkiksi päästöjen minimoimisen kannalta edullinen 25 lämpötila. Kun leijupetireaktorissa tapahtuvat reaktiot ovat lämpöä sitovia, kuten esimerkiksi pyrolyysireaktiot, on reaktoriin tuotava ulkoa energiaa. Kun lämpöä sitova leijupetireaktori on toisen, lämpöä tuottavan leijupetireaktorin yhteydessä, eräs tunnettu tapa tuoda energiaa leijupetireaktoriin on siirtää sinne kuumaa petimateriaalia lämpöä tuottavasta leijupetireaktorista. Vastaavasti voidaan 30 muunkin tyyppisen leijupetireaktoreiden, myös lämpöä tuottavan leijupetireaktoreiden, lämpötilaa säätää haluttuun arvoon vaihtamalla petimateriaalia leijupetireaktorin ja eri lämpötilassa, esimerkiksi matalammassa lämpötilassa, olevan toisen leijupetireaktorin välillä.
2
Edullisesti keksinnön mukaisen lämpötilansäädön kohteena oleva leijupetireaktori, ns. ensimmäinen leijupetireaktori, on kiertopetipyrolysaattori ja pyrolysaattorin yhteydessä oleva toinen leijupetireaktori on leijupetipolttolaitos, esimerkiksi suuri 5 kiertopetikattiIa. Tällöin lämpötilan säädön tavoitteena on ylläpitää kiertopetipyrolysaattorissa haluttua, pyrolysaatioprosessin kannalta edullista lämpötilaa käyttäen hyväksi suuressa kiertopetikattilassa kuumennettua peti materiaalia.
10 US-patentit No. 3853498, 4344373,4364796 ja 5946900 kuvaavat kukin ratkaisuja, joissa pyrolysaatioprosessin edellyttämää lämpötilaa ylläpidetään leijupetipyrolysaattorissa syöttämällä sinne kuumaa petimateriaalia erillisestä leijupetipolttolaitoksesta. Samanaikaisesti pyrolysaattorista poistetaan prosessissa syntynyttä, matalammassa lämpötilassa olevaa jäännöshiiltä poltettavaksi 15 polttolaitokseen. Näissä patenteissa kuvatuissa laitoksissa pyrolysaattorin lämpötilaa voidaan säätää muuttamalla polttolaitoksesta pyrolysaattoriin siirrettävän kuuman petimateriaalin massavirtausta.
Ns. nopeassa pyrolyysissä orgaanista materiaalia kuumennetaan hapettomissa 20 olosuhteissa nopeasti 450 - 600 °C lämpötilaan. Tällöin prosessissa muodostuu höyryfaasissa olevia orgaanisia yhdisteitä, pyrolyysikaasuja sekä kiintohiiltä. Prosessin myöhemmässä vaiheessa höyryfaasissa olevista orgaanisista yhdisteistä lauhdutetaan pyrolyysiöljyä, jonka saanto (massa) on tyypillisesti 70 - 75 % kuivasta polttoaineesta. Pyrolyysiöljyn saanto riippuu lämpötilasta, optimilämpötilan 25 ollessa tyypillisesti noin 500 °C. Liian matalissa lämpötiloissa kiintohiilen määrä kasvaa ja vastaavasti liian korkeissa lämpötiloissa saadaan kasvava osuus sellaisia pyrolyysi kaasuja, joita ei saada lauhdutettua pyrolyysiöljyksi.
Pyrolyysiprosessin saannon maksimoimiseksi on tärkeää, että pyrolysaattorissa on 30 mahdollisimman tasainen lämpötilajakautuma. Erityisesti nopeassa pyrolyysissä, jossa polttoaineen viipymäaika reaktorissa on lyhyt, tyypillisesti alle yhden sekunnin, on tärkeää saada polttoaine nopeasti ja tarkasti oikeaan lämpötilaan. Leijupetipyrolysaattorin petimateriaalin leijutus saa aikaan sinänsä suhteellisen tasaisen ja vakaan prosessilämpötilan, mutta joissakin tapauksissa on havaittu, että 3 osa leijupetipyrolysaattorin polttoaineesta ei reagoi oikeassa pyrolysaatiolämpötilassa, mikä aiheuttaa ei-toivottuja kemiallisia reaktioita ja esimerkiksi öljysaannon vähenemistä. Niinpä on olemassa tarve saada aikaan entistä parempi menetelmä ja laite leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi 5 tehokkaasti siten, että entistä suurempi osa polttoaineesta saavuttaa nopeasti ja tarkasti oikean lämpötilan.
Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan tehokas menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi, jossa edellä kuvatut ongelmat on 10 minimoitu.
Erityisesti keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä ja laite, jolla voidaan tarkasti ja nopeasti säätää toisen leijupetireaktorin läheisyydessä olevan leijupetireaktorin lämpötilaa.
15
Edellä mainittujen tunnetun tekniikan ongelmien ratkaisemiseksi esitetään laite, jonka tunnusomaiset piirteet on esitetty itsenäisen laitevaatimuksen tunnusmerk-kiosassa. Siten esillä olevan keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että palautuskanavalla ja syöttökanavalla on yhteinen loppuosa ensimmäisten 20 kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan ja toisten kiintoainehiukkasten muodostamien sekoitettujen kiintoainehiukkasten kuljettamiseksi leijupetireaktoriin, johon loppuosaan on liitetty leijutettu sekoituslaite ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan ja toisten kiintoainehiukkasten sekoittamiseksi keskenään.
25
Edellä mainittujen tunnetun tekniikan ongelmien ratkaisemiseksi esitetään myös menetelmä, jonka tunnusomaiset piirteet on esitetty itsenäisen menetelmävaatimuksen tunnusmerkkiosassa. Siten esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että ensimmäisten 30 kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa ja toiset kiintoainehiukkaset sekoitetaan keskenään leijutetussa sekoituskammiossa ja näin muodostuvat sekoitetut kiintoainehiukkaset kuljetetaan palautuskanavan ja syöttökanavan yhteistä loppuosaa pitkin leijupetireaktoriin.
4
Esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan lämpötilan säädön kohteena oleva leijupetireaktori, ns. ensimmäinen leijupetireaktori, on leijupetipyrolysaattori, jossa pyritään ilman happea suhteellisen korkeassa 5 lämpötilassa, esimerkiksi 500 °C:ssa, kemiallisesti hajottamaan orgaanisia aineita. Pyrolysaattori on edullisesti kiertopetipyrolysaattori, jonka peti materiaalia leijutetaan suhteellisen suurella leijutusnopeudella, jolloin reaktiokammiossa nousevat kaasut kuljettavat mukanaan kiintoainehiukkasia poistokaasu kanavaan. Tällöin kiintoainehiukkasia, ns. ensimmäisiä kiintoainehiukkasia, erotetaan reaktorista 10 poistuvasta kaasusta poistokaasu kanavaan sovitetulla hiukkaserottimella, yleensä syklonilla. Erityisesti kun ensimmäinen leijupetireaktori on jotain muuta tyyppiä kuin kiertopetireaktori, ensimmäisten kiintoainehiukkasten erottaminen voi edullisesti tapahtua myös jollain muulla tavalla kuin poistokaasukanavaan sovitetulla hiukkaserottimella, esimerkiksi reaktorin alaosaan liitetyllä kiintoainehiukkasten 15 poistokanavalla.
Lämpötilan säädön nopeuden kannalta on edullista, että lämmönsiirto lämpöä tuovan kiintoaineen ja pedissä jo olevan materiaalin tai erityisesti sinne tuotavan materiaalin, esimerkiksi polttoaineen, välillä on mahdollisimman hyvä. Tästä syystä 20 on edullista, että lämpöä tuovan kiintoaineen massavirta on mahdollisimman suuri. Esillä olevan keksinnön mukaisesti toisesta leijupetireaktorista, esimerkiksi kattilasta, tulevan, selvästi ensimmäisen leijupetireaktorin lämpötilasta poikkeavassa lämpötilassa olevan kiintoainevirran lämpötilaeroa ensimmäisen leijupetireaktorin lämpötilan suhteen pienennetään sekoittamalla siihen 25 ensimmäisestä reaktorista erotettua, esimerkiksi pyrolysaattori n syklonista tulevaa, olennaisesti ensimmäisen leijupetireaktorin reaktiokammion lämpötilassa olevaa kiintoainetta. Tällöin ensimmäiseen leijupetireaktoriin tuotavien hiukkasten kuljettama lisälämpöenergia on oleellisesti sama kuin ilman ensimmäisestä reaktorista erotettujen hiukkasten lisäämistä, mutta lämpötilan säädön aikaan 30 saamiseksi tuotavien hiukkasten massavirta on entistä suurempi ja niiden lämpötila poikkeaa entistä vähemmän ensimmäisen reaktorin lämpötilasta.
Vaikka lämpötilajakautuma leijupetireaktorissa on yleisesti ottaen suhteellisen 5 tasainen, on havaittu, että lämpötilan säätämiseksi tuotavan materiaalin syöttökohdan läheisyyteen voi muodostua alue, jossa lämpötila poikkeaa muun reaktiokammion lämpötilasta. Kun lämpötilan säätämiseen käytettävän materiaalin lämpötila ei esillä olevan keksinnön mukaista lämpötilan säätötapaa käytettäessä 5 poikkea kovin paljon reaktiokammiossa jo olevan materiaalin lämpötilasta, saadaan reaktiokammioon entistä tasaisempi lämpötilajakautuma. Tällöin vähennetään esimerkiksi pyrolysaattorin epätasaisen lämpötilajakautuman aiheuttamien ei-toivottujen kemiallisten reaktioiden määrää.
10
Esillä olevan keksinnön mukaisesti ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa palautetaan palautuskanavaa pitkin ensimmäiseen leijupetireaktoriin, edullisesti pyrolysaattorin reaktiokammioon, ja toinen osa poistetaan, edullisesti toiseen leijupetireaktoriin. Joissakin tapauksissa 15 ensimmäisten kiintoainehiukkasten toinen osa voidaan myös poistaa muualle, esimerkiksi loppusijoitukseen tai toiseen sovellutukseen. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan toinen leijupetireaktori on suhteellisen suuri leijupetikattila, jonka tulipesän lämpötila on esimerkiksi 850 °C. Leijupetikattila on edullisesti kiertopetikattila, mutta se voi olla myös muun tyyppinen kattila, esimerkiksi 20 kerrosleijukattila. Kun syötetään leijupetikattilan kuumaa petimateriaalia huomattavasti matalammassa lämpötilassa olevaan pyrolysaattoriin, pyrolysaattori saa pyrolysaatioprosessin ylläpitämiseen tarvittavaa lämpöenergiaa.
Tässä yhteydessä ei erityisesti tarkastella ensimmäisestä leijupetireaktorista 25 toiseen leijupetireaktoriin poistettavien kiintoainehiukkasten vaikutusta toiseen leijupetireaktoriin, vaan oletetaan ikään kuin toinen leijupetireaktori toimisi sinne syötettävistä kiintoainehiukkasista riippumatta. Todellisuudessa eri lämpötiloissa olevien petimateriaalien vaihto vaikuttaa kummankin reaktorin lämpötaseeseen ja esimerkiksi pyrolysaattorista poistettava kiintoaine voi sisältää runsaasti kiintohiiltä, 30 joka voi edullisesti toimia toisen leijupetireaktorin polttoaineena.
Ensimmäisestä leijupetireaktorista erotettavien ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan massavirtauksen suuruus vaikuttaa ensimmäiseen 6 leijupetireaktoriin kuljetettavan, toisesta leijupetireaktorista syötettäviä kiintoainehiukkasia sisältävän massavirran lämpötilaan. Esimerkiksi jos ensimmäisestä leijupetireaktorista erotettavien kiintoainehiukkasten lämpötila on 500 °C ja toisesta leijupetireaktorista syötettävien hiukkasten lämpötila on 850 °C, 5 voidaan erilaisia ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan massavirtoja käyttämällä säätää ensimmäiseen leijupetireaktoriin syötettävän seosvirran lämpötilalle haluttu arvo 500 °C:n ja 850 °C:n väliltä, esimerkiksi 650 °C. Jos oletetaan, että hiukkasvirtojen lämpötilat eivät niitä käsiteltäessä muutu, 650 °C:een lämpötila saavutetaan esimerkiksi siten, että ensimmäisestä reaktorista 10 erotetaan 500 °C:n lämpötilassa olevia kiintoainehiukkasia 35 kg/s, joista poistetaan toiseen reaktoriin 15 kg/s ja palautetaan ensimmäiseen reaktoriin 20 kg/s, joka jälkimmäinen massavirta sekoitetaan yhteen toisesta reaktorista syötettävien 850 °C:n lämpötilassa olevien hiukkasten 15 kg/s massavirran kanssa.
15 Ensimmäisen leijupetireaktoriin syötettävän hiukkasvirran lämpötilan hallitsemiseksi on edullista, että ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan palautuskanava käsittää säätöelimet, ns. ensimmäiset säätöelimet, ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan massavirtauksen säätämiseksi. Jos ensimmäisestä leijupetireaktorista erotettavan, edullisesti sen poistokaasuvirrasta 20 syklonilla erotettavan, kiintoainehiukkasvirran kokonaismäärä on vakio ja koko hiukkasvirta joko poistetaan tai se palautuu ensimmäiseen leijupetireaktoriin, voidaan ensimmäisen leijupetireaktoriin palautettavan hiukkasvirran lämpötilaa hallita vaihtoehtoisesti ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan poistokanavaan sovitetuilla massavirtauksen säätöelimillä. Kolmas vaihtoehto on 25 sovittaa massavirtauksen säätöelimet sekä ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan palautuskanavaan että ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan poistokanavaan.
Ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan palautuskanavaan ja 30 mahdollisesti myös ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan poistokanavaan voi edullisesti olla sovitettu tavanomainen kaasulukko, joka käsittää laskukanavan ja leijutetun nostokanavan. Yleisesti kaasulukkoa käytetään estämään kaasuvirtaus eri paineessa olevien tilojen välillä. Esillä olevan keksinnön mukaisessa 7 järjestelyssä kaasulukot voivat samalla toimia massavirtauksen jakautumisen säätöeliminä, esimerkiksi siten, että nostokanavien leijutusnopeuksien avulla säädetään poistettavan massavirtauksen ja ensimmäiseen leijupetireaktoriin palautettavan massavirtauksen suuruuksien suhde. Ensimmäisten 5 kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan palautuskanavan ja ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan poistokanavan kaasulukot voivat olla joko kokonaan erillisiä rakenteita, tai niillä voi olla yhteinen laskukanava.
Koska ensimmäiseen leijupetireaktoriin kuljetettavan massavirtauksen lämpötilaan 10 vaikuttaa luonnollisesti myös toisesta leijupetireaktorista syötettävien toisten kiintoainehiukkasten massavirtauksen suuruus, on ensimmäisen leijupetireaktorin lämpötilan hallitsemiseksi edullista, että myös toisten kiintoainehiukkasten syöttökanava käsittää säätöelimet, ns. kolmannet säätöelimet, toisten kiintoainehiukkasten massavirtauksen säätämiseksi. Sitä varten syöttökanava 15 käsittää edullisesti kaasulukkorakenteen, jossa on leijutuksen säätöelimet käsittävä leijutettu nostokanava. Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa johdetaan toisten kiintoainehiukkasten syöttökanavan nostokanavan yläosaan, jolloin ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa ja toiset kiintoainehiukkaset sekoavat 20 tehokkaasti keskenään.
Palautuskanavaan, poistokanavaan ja syöttökanavaan sovitettavat massavirtauksen säätöelimet voivat edullisesti olla myös jotain muuta tunnettua tyyppiä. Nämä säätöelimet, tai osa niistä, voi käsittää esimerkiksi säädettävän 25 hiukkasmaisen massan kuljetusruuvin.
Edullisesti palautuskanavan ja syöttökanavan yhteinen loppuosa käsittää tavanomaista tyyppiä olevan sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötila-anturin, esimerkiksi Pt-vastuksen tai termoelementin. Luonnollisesti ensimmäisen 30 leijupetireaktorin reaktiokammion yhteydessä on yleensä myös yksi tai useampia lämpötila-antureita, esimerkiksi reaktiokammion yläosan lämpötilan seuraamiseen. Esillä olevan keksinnön mukainen lämpötilan säätöjärjestelmä käsittää edullisesti tavanomaisen ohjausjärjestelmän kiintoainehiukkasvirtausten ohjaamiseksi 8 mitattujen lämpötilojen perusteella.
Edullisesti reaktiokammion lämpötilaa säädetään ohjaamalla toisesta leujupetireaktorista kiintoainehiukkasia syöttävään syöttökanavaan sijoitettuja 5 kolmansia säätöelimiä leijupetireaktorin yläosasta mitatun lämpötilan perusteella. Keksinnön erään erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan lisäksi ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osa massavirran suuruutta säätäviä ensimmäisiä säätöelimiä ohjataan palautuskanavan ja syöttökanavan yhteisestä loppuosasta mitatun sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötilan perusteella.
10
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen kuvioon, jossa
Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkausta toisen leijupetireaktorin yhteydessä olevasta leijupetireaktorista, jossa on esillä olevan keksinnön 15 erään edullisen suoritusmuodon mukainen lämpötilan säätöjärjestelmä.
Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista kiertopetipyrolysaattoria 10, joka käsittää reaktiokammion 12, reaktiokammion yläosaan liitetyn kaasunpoistokanavan 14, ja kanavaan 14 liitetyn hiukkaserottimen 20 16. Hiukkaserottimella 16 erotetaan pyrolyysikaasujen joukosta kiintoainehiukkasia, erityisesti kiintohiiltä. Hiukkaserottimelta pyrolyysikaasut johdetaan suodattimen kautta kaasunjäähdyttimelle (ei esitetty Kuviossa 1), jossa pyrolysaatiokaasuista lauhdutetaan pyrolysaatioöljyä. Lauhtumattomat kaasumaiset tuotteet johdetaan kaasunjäähdyttimeltä muuhun käyttöön, esimerkiksi poltettavaksi tai pyrolysaattorin 25 leijutuskaasuksi. Reaktiokammion 12 sivuseiniin 20 liittyvät tavanomaiset yhteet 22, 24 esimerkiksi polttoaineen ja inertin petimateriaalin syöttämiseksi. Kammion alapuolella on leijutuskaasukaappi 26, josta leijutuskaasua, esimerkiksi höyryä tai lauhtumattomia pyrolyysikaasuja, syötetään arinan 28 läpi reaktiokammioon 12.
30 Hiukkaserottimen 16 alaosaan liittyy palautuskanava 30 erotettujen kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan palauttamiseksi reaktiokammion 12 alaosaan. Palautuskanavan 30 ensimmäinen osa, laskukanava 32, muodostaa yhdessä leijutuselimillä 34 leijutetun nostokanavan 36 kanssa kaasulukon 38.
9
Kaasulukko 38 estää kaasua virtaamasta palautuskanavan 30 kautta reaktiokammiosta 12 erottimeen 16.
Laskukanavan 32 yhteydessä on myös toinen, leijutuselimien 40 avulla leijutettu 5 nostokanava 42, jonka kautta voidaan poistaa toinen osa erottimella 16 erotetuista kiintoainehiukkasista pyrolysaattorin läheisyydessä olevaan toiseen kiertopetikattilaan 44. Samalla laskukanava 32 ja nostokanava 42 muodostavat toisen kaasulukon 46, joka estää kaasua virtaamasta kiertopetikattilasta 44 erottimeen 16. Leijutuselimillä 34 ja 40 syötettävien leijutuskaasuvirtausten 10 suuruuksia muuttamalla voidaan säätää, miten erottimella 16 erotettujen kiintoainehiukkasten virta jakaantuu ensimmäiseen, palautuskanavan 30 kautta reaktiokammioon 12 johdettavaan osaan ja toiseen, poistokanavan 50 kautta kiertopetikattilaan 44 johdettavaan osaan.
15 Kaasulukot 38 ja 46 voidaan muodostaa Kuvion 1 mukaisesti yhtenäisenä rakenteena siten, että niillä on yhteinen laskukanava 32 tai vaihtoehtoisesti kaasulukot voivat olla kokonaan erillisiä. Jälkimmäisessä tapauksessa hiukkaserottimen 16 alaosaan liittyvä kanava jakaantuu jossain kohdassa, esimerkiksi välittömästi hiukkaserottimen alapuolella, kahteen erilliseen 20 laskukanavaan.
Pyrolysaattorin 10 reaktiokammioon 12 tuodaan pyrolysaatioreaktioiden edellyttämää lämpöenergiaa siirtämällä kuumia kiintoainehiukkasia kiertopetikattilasta 44 syöttökanavaa 52 pitkin. Esillä olevan keksinnön mukaisesti 25 palautuskanavan 30 jatko-osa 48 liittyy syöttökanavaan 52 siten, että kanavilla on yhteinen loppuosa 54. Reaktiokammioon 12 voidaan siten syöttää erottimella 16 pyrolysaatiokaasuista erotettuja kiintoainehiukkasten ja kiertopetikattilasta 44 syötettäviä kuumien kiintoainehiukkasten seosta, jonka lämpötila on hiukkaserottimella 16 erotettujen kiintoainehiukkasten lämpötilan ja kiertopetikattilan 30 44 kiintoainehiukkasten lämpötilan välillä.
Kuviossa 1 on esitetty, että pyrolysaattoriin kuumia kiintoainehiukkasia tuova syöttökanava 52 liittyy kiertopetikattilan 44 tulipesän sivuseinään. Käytännössä 10 syöttökanava voi liittyä myös kiertopetikattilan poistokaasukanavan hiukkaserottimeen, jolloin pyrolysaattoriin tuodaan kattilan kiertomateriaalia, tai kiertopetikattilan tulipesän alaosaan, jolloin pyrolysaattoriin tuodaan ns. pohjatuhkaa. Kuuma materiaali voi siirtyä kanavassa 52 gravitaation avulla, kuten 5 Kuviossa 1, tai sitä voidaan kuljettaa muulla tavoin, esimerkiksi kuljetusruuvilla tai kuljetuskaasun avulla.
Jos erottimelta 16 palautettavien kiintoainehiukkasten lämpötila on 500 °C ja kiertopetikattilasta 44 syötettävien hiukkasten lämpötila on 850 °C, voi 10 kanavaosasta 54 reaktiokammioon 12 johdettavan yhdistyneen hiukkasseoksen lämpötila saada erilaisia arvoja väliltä 500 °C - 850 °C, esimerkiksi 650 °C. Tämä massavirtaukseltaan alkuperäistä suurempi, mutta sitä matalammassa lämpötilassa oleva hiukkasseos tuo reaktiokammioon efektiivisesti suunnilleen yhtä paljon lämpöenergiaa kuin pelkkä suoraan kiertopetikattilasta 44 tuotava, 850 °C 15 lämpötilassa oleva hiukkasvirta. Matalamman lämpötilansa ansiosta se aiheuttaa kuitenkin huomattavasti vähemmän syöttökohdan ympäristössä tapahtuvaa polttoaineen molekyylien liiallista pilkkoutumista, ja siten pyrolysaattorin pyrolyysiöljyn saanto paranee.
20 Kiertopetikattilaan 44 liittyvän syöttökanavan 52 osana on edullisesti leijutuselimillä 56 leijutettu nostokanava 58, joka toimii kaasulukkona kiertopetikattilan 44 ja pyrolysaattorin 10 reaktiokammion 12 välillä. Leijutuselimien 56 kautta syötettävän leijutuskaasun virtauksen avulla voidaan samalla säätää kiertopetikattilasta 44 reaktiokammioon 12 syötettävän kuuman kiintoainehiukkasvirran suuruutta ja siten 25 kontrolloida reaktiokammion 12 lämpötilaa. Tyypillisesti pyrolyysiprosessilla on melko tarkasti määrätty optimilämpötila, jota matalammissa ja korkeammissa lämpötiloissa toivottujen aineiden saanto pienenee. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan syöttökanavan 52 nostokanavan 58 leijutuselimiä 56 ohjataan reaktiokammion yläosaan järjestetyn lämpötila-anturin 60, esimerkiksi 30 termoelementin, ilmaiseman lämpötilan perusteella siten, että toivottu reaktiokammion 12 lämpötila saavutetaan.
Erään edullisen suoritusmuodon mukaan nostokanava 58 on järjestetty lähelle 11 kiertopetikattilaa 44, esimerkiksi kattilan ulkoseinän yhteyteen, jolloin palautuskanavan 30 jatko-osa 48 voi edullisesti liittyä syöttökanavan 52 laskevaan osaan, alavirtaan leijutetusta nostokanavasta 58. Erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan palautuskanavan 30 jatko-osa 48 on kuitenkin liitetty 5 syöttökanavaan 52 Kuviossa 1 esitetyllä tavalla, toisin sanoen leijutetun nostokanavan 58 kohdalla, erityisen edullisesti nostokanavan yläosassa. Tällöin syöttökanavan 52 kautta tulevat kuumat kiintoainehiukkaset ja palautuskanavan 30 kautta tulevat kylmemmät hiukkaset sekoittuvat leijutuksen ansiosta tehokkaasti nostokanavassa 58, ja reaktiokammioon syötettävä hiukkasvirta on lämpötilassa, 10 joka vastaa massavirtojen lämpötilojen painotettua keskiarvoa. Näin saadaan aikaan, että reaktiokammioon ei pääse huonosti sekoitettuja, eri lämpötiloissa olevia hetkellisiä osavirtoja, jotka voisivat aiheuttaa reaktiokammiossa 12 ei-toivottuja kemiallisia reaktioitapa esimerkiksi pyrolyysiöljyn saannon heikentymistä.
15 Nostokanavan 36 leijutuselimiä 34 voidaan edullisesti ohjata palautuskanavan 30 ja syöttökanavan 52 yhteiseen jatko-osaan 54 sovitetun lämpötila-anturin 62 ilmaiseman lämpötilan perusteella. Koska hiukkaserottimelta 16 saapuva materiaali on suunnilleen reaktiokammion 12 lämpötilassa, sen massavirran lisääminen ei olennaisesti vaikuta reaktiokammion lämpötilaan. Hiukkaserottimelta 16 saapuvan 20 materiaalin massavirran lisääminen laskee kuitenkin reaktiokammioon 12 syötettävän kiintoainehiukkasten seoksen lämpötilaa, ja siten lämpöenergiaa tuovan materiaalin korkeasta lämpötilasta johtuvat ongelmat vähenevät. Toinen keksinnöllä saavutettava etu on, että kun lämpöä tuovan materiaalin massavirta kasvaa, sen sekoittuminen polttoaineen kanssa tehostuu ja polttoaine saavuttaa 25 nopeammin toivotun optimilämpötilan.
Edellä on keksintöä selostettu viittaamalla erääseen esimerkinomaiseen ratkaisuun, mutta keksintö käsittää kuitenkin myös monia muita ratkaisuja. Erityisesti ensimmäisen leijupetireaktorin ei tarvitse olla leijupetipyrolysaattori vaan se voi olla 30 myös muun tyyppinen leijupetireaktori ja toisen leijupetireaktorin ei tarvitse olla kiertopetikattila, vaan se voi olla myös muun tyyppinen leijupetireaktori. Eri kiintoainehiukkasvirtojen säätöelimien ei tarvitse perustua leijutettuihin nostokanaviin, vaan ne voivat olla myös muun tyyppisiä massavirtauksen 12 säätöelimiä, esimerkiksi kuljetusruuveja. Ensimmäisiä kiintoainehiukkasia erottavan laitteen ei tarvitse olla sykloni, vaan se voi olla myös muu laite, esimerkiksi reaktiokammion alaosaan liittyvä laskukanava. Siten on selvää, että esimerkkinä selostettua suoritusmuotoa ei ole tarkoitettu rajaamaan keksinnön aluetta, vaan 5 keksintöön kuuluu myös monia muita suoritusmuotoja, joita rajaavat vain liitteenä olevat patenttivaatimukset ja niissä olevat määritelmät.

Claims (27)

13
1. Laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin (10) lämpötilan säätämiseksi, joka laite käsittää 5. erotuselimet (16) ensimmäisten kiintoainehiukkasten erottamiseksi leijupetireaktorista; - palautuskanavan (30) ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan kuljettamiseksi takaisin leijupetireaktoriin; poistokanavan (50) ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan 10 poistamiseksi, ja - syöttökanavan (52) toisten kiintoainehiukkasten kuljettamiseksi toisesta, lämpöä tuottavasta leijupetireaktorista leijupetireaktoriin (10), tunnettu siitä että palautuskanavalla (30) ja syöttökanavalla (52) on yhteinen loppuosa (54) ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan ja toisten 15 kiintoainehiukkasten muodostamien sekoitettujen kiintoainehiukkasten kuljettamiseksi leijupetireaktoriin (10), johon loppuosaan on liitetty leijutettu sekoituslaite (58) ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan ja toisten kiintoainehiukkasten sekoittamiseksi keskenään.
2. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistokanava (50) on liitetty johtamaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten toinen osa lämpöä tuottavaan leijupetireaktoriin (44).
3. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautuskanava (30) 25 käsittää ensimmäiset säätöelimet (34) ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan massavirtauksen säätämiseksi.
4. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistokanava (50) käsittää toiset säätöelimet (40) ensimmäisten kiintoainehiukkasten toisen osan 30 massavirtauksen säätämiseksi.
5. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöttökanava (52) käsittää kolmannet säätöelimet (56) toisten kiintoainehiukkasten massavirtauksen 14 säätämiseksi.
6. Vaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäiset säätöelimet käsittävät leijutetun nostokanavan (36). 5
7. Vaatimusten 3 ja 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäiset ja toiset säätöelimet käsittävät leijutetun nostokanavan (36, 42), jotka molemmat liittyvät yhteiseen lasku kanavaan (32).
8. Vaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäiset tai toiset säätöelimet käsittävät kuljetusruuvin.
9. Vaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kolmannet säätöelimet käsittävät kuljetusruuvin.
10. Vaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautuskanavan ja syöttökanavan yhteinen loppuosa (54) käsittää sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötila-anturin (62).
11. Vaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää elimet ensimmäisten tai toisten säätöelimien (34, 40) ohjaamiseksi sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötilan perusteella.
12. Vaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää elimet 25 kolmansien säätöelimien (56) ohjaamiseksi leijupetireaktorin (10) yläosan lämpötilan perusteella.
13. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että erotuselimet käsittävät leijupetireaktorin (10) savukaasukanavaan sovitetun syklonin (16). 30
14. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että leijupetireaktori (10) on pyrolysaattori. 15
15. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämpöä tuottava leijupetireaktori (44) on kiertopetikattila.
16. Vaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämpöä tuottava 5 leijupetireaktori on kerrosleijukattila.
17. Menetelmä lämpöä sitovan leijupetireaktorin (10) lämpötilan säätämiseksi, jossa menetelmässä: erotetaan ensimmäisiä kiintoainehiukkasia leijupetireaktorista; 10. kuljetetaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa palautuskanavaa (30) pitkin takaisin leijupetireaktoriin; poistetaan ensimmäisten kiintoainehiukkasten toinen osa, ja kuljetetaan leijupetireaktoriin toisia kiintoainehiukkasia syöttökanavaa (52) pitkin toisesta, lämpöä tuottavasta leijupetireaktorista (44), 15 tunnettu siitä että ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäinen osa ja toiset kiintoainehiukkaset sekoitetaan keskenään leijutetussa sekoituskammiossa (58) ja näin muodostuvat sekoitetut kiintoainehiukkaset kuljetetaan palautuskanavan ja syöttökanavan yhteistä loppuosaa (54) pitkin leijupetireaktoriin (10).
18. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisten kiintoainehiukkasten toinen osa poistetaan poistokanavaa (50) pitkin lämpöä tuottavaan leijupetireaktoriin (44).
19. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 palautuskanavaan (30) sovitetuilla ensimmäisillä säätöelimillä (34) säädetään ensimmäisten kiintoainehiukkasten ensimmäisen osan massavirtausta.
20. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistokanavaan (50) sovitetuilla toisilla säätöelimillä (40) säädetään ensimmäisten 30 kiintoainehiukkasten toisen osan massavirtausta.
21. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttökanavaan (52) sovitetuilla kolmansilla säätöelimillä (56) säädetään toisten 16 kiintoainehiukkasten massavirtausta.
22. Vaatimuksen 20 tai 21 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että mitataan sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötilaa palautuskanavan ja syöttökanavan 5 yhteiseen loppuosaan (54) sovitetulla lämpötila-anturilla (62) ja ohjataan ensimmäisiä tai toisia säätöelimiä (34, 40) sekoitettujen kiintoainehiukkasten lämpötilan perusteella.
23. Vaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan 10 leijupetireaktorin (10) yläosan lämpötilaa ja ohjataan kolmansia säätöelimiä (56) leijupetireaktorin yläosan lämpötilan perusteella.
24. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että ensimmäiset kiintoainehiukkaset erotetaan leijupetireaktorin (10) savukaasukanavaan sovitetulla 15 syklonilla (16).
25. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että leijupetireaktori (10) on pyrolysaattori.
26. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöä tuottava leijupetireaktori (44) on kiertopetikattila.
27. Vaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpöä tuottava leijupetireaktori on kerrosleijukattila. 25 17
FI20065790A 2006-12-11 2006-12-11 Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi FI120556B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065790A FI120556B (fi) 2006-12-11 2006-12-11 Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi
US12/518,669 US20100037805A1 (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method of and Apparatus for Controlling the Temperature of a Fluidized Bed Reactor
KR1020097014176A KR101120433B1 (ko) 2006-12-11 2007-12-11 유동층 반응기의 온도를 제어하기 위한 방법과 장치
RU2009126554/05A RU2414958C1 (ru) 2006-12-11 2007-12-11 Способ и установка для регулирования температуры псевдоожиженного слоя
JP2009540800A JP5010686B2 (ja) 2006-12-11 2007-12-11 流動層反応器の温度を制御する方法および装置
AU2007331411A AU2007331411B2 (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method of and apparatus for controlling the temperature of a fluidized bed reactor
PCT/FI2007/050673 WO2008071842A1 (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method of and apparatus for controlling the temperature of a fluidized bed reactor
CA2672028A CA2672028C (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method of and apparatus for controlling the temperature of a fluidized bed reactor
EP07848204A EP2106289A1 (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method of and apparatus for controlling the temperature of a fluidized bed reactor
CN2007800459063A CN101646486B (zh) 2006-12-11 2007-12-11 用于控制流化床反应器的温度的方法和设备
ZA200903896A ZA200903896B (en) 2006-12-11 2009-06-04 Method of and apparatus for controlling the temperature of a fluidized bed reactor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065790 2006-12-11
FI20065790A FI120556B (fi) 2006-12-11 2006-12-11 Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20065790A0 FI20065790A0 (sv) 2006-12-11
FI20065790A FI20065790A (fi) 2008-06-12
FI120556B true FI120556B (fi) 2009-11-30

Family

ID=37623806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065790A FI120556B (fi) 2006-12-11 2006-12-11 Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20100037805A1 (fi)
EP (1) EP2106289A1 (fi)
JP (1) JP5010686B2 (fi)
KR (1) KR101120433B1 (fi)
CN (1) CN101646486B (fi)
AU (1) AU2007331411B2 (fi)
CA (1) CA2672028C (fi)
FI (1) FI120556B (fi)
RU (1) RU2414958C1 (fi)
WO (1) WO2008071842A1 (fi)
ZA (1) ZA200903896B (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2009270687B2 (en) * 2008-07-17 2015-07-23 Intercat Equipment, Inc. Material delivery system to one or more units and methods of such delivery
US9527022B2 (en) * 2012-06-08 2016-12-27 Uop Llc Method and apparatus for producing pyrolysis oil having improved stability
JP2014237735A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 株式会社Ihi 循環流動層ガス化炉
FI126039B (fi) * 2014-06-03 2016-06-15 Amec Foster Wheeler En Oy Hiukkaserottimen tukirakenteen käsittävä leijupetikattila
CN104962302B (zh) * 2015-07-09 2017-10-17 陕西美斯林能源科技研究院 基于循环流化床锅炉燃烧室高温混合料的热解工艺及装置
US10429064B2 (en) * 2016-03-31 2019-10-01 General Electric Technology Gmbh System, method and apparatus for controlling the flow direction, flow rate and temperature of solids
KR102176310B1 (ko) * 2019-02-15 2020-11-10 한국에너지기술연구원 양방향 루프실 및 그 양방향 루프실을 이용하는 유동층 고체순환시스템
EP4139609A1 (en) 2020-04-22 2023-03-01 Sumitomo SHI FW Energia Oy A fluidized bed reactor system and a method of operating a fluidized bed reactor system
NL2031869B1 (en) * 2022-05-16 2023-11-24 Milena Olga Joint Innovation Assets B V Method for producing high value chemicals from feedstock
NL2031868B1 (en) * 2022-05-16 2023-11-24 Milena Olga Joint Innovation Assets B V Method for depolymerising polymers into one or more monomers

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853498A (en) * 1972-06-28 1974-12-10 R Bailie Production of high energy fuel gas from municipal wastes
US4344373A (en) * 1979-10-30 1982-08-17 Agency Of Industrial Science And Technology Method for pyrolyzing
JPS591758B2 (ja) * 1980-01-18 1984-01-13 工業技術院長 熱分解装置のガス処理方法
US4469050A (en) * 1981-12-17 1984-09-04 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
FR2526182B1 (fr) * 1982-04-28 1985-11-29 Creusot Loire Procede et dispositif de controle de la temperature d'un lit fluidise
DE3307848A1 (de) * 1983-03-05 1984-09-06 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur nachverbrennung und reinigung von prozessabgasen
US5368153A (en) * 1987-05-19 1994-11-29 Spirac Engineering Ab Transportation device having a driven shaftless spiral freely fitted in a casing and resting thereon
US4823712A (en) * 1985-12-18 1989-04-25 Wormser Engineering, Inc. Multifuel bubbling bed fluidized bed combustor system
DE3833489A1 (de) * 1988-10-01 1990-04-05 Ver Kesselwerke Ag Verfahren und vorrichtung zur einhaltung einer konstanten regelgroesse in einer wirbelschichtfeuerungsanlage
FI85909C (fi) * 1989-02-22 1992-06-10 Ahlstroem Oy Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
US5269263A (en) * 1992-09-11 1993-12-14 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor system and method of operating same
US5540894A (en) * 1993-05-26 1996-07-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for processing bed material in fluidized bed reactors
CH689312A5 (de) * 1995-01-10 1999-02-15 Von Roll Umwelttechnik Ag Verfahren zum Verbrennen von Abfallmaterial unter Gewinnung von thermischer Energie.
US5666801A (en) * 1995-09-01 1997-09-16 Rohrer; John W. Combined cycle power plant with integrated CFB devolatilizer and CFB boiler
JP3327749B2 (ja) * 1995-09-13 2002-09-24 三菱重工業株式会社 廃棄物の焼却熱を利用した過熱蒸気製造装置
US5829368A (en) * 1996-12-31 1998-11-03 Combustion Engineering, Inc. Fuel and sorbent feed for circulating fluidized bed steam generator
EP1013994A4 (en) * 1998-06-16 2003-01-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd METHOD FOR OPERATING A FLUIDIZED BOTTLE WASTE COMBUSTION PLANT AND WASTE COMBUSTION PLANT
FI110205B (fi) * 1998-10-02 2002-12-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetilämmönsiirtimessä
DE19902327A1 (de) * 1999-01-21 2000-07-27 Mann & Hummel Protec Gmbh Verfahren zum Aufheizen von Schüttgütern, insbesondere Kunststoffgranulat
JP2003176486A (ja) * 2001-12-10 2003-06-24 Ebara Corp 統合型循環流動床ガス化炉
DE10260735B4 (de) * 2002-12-23 2005-07-14 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von sulfidischen Erzen
WO2005031211A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-07 Ebara Corporation Incombustible withdrawing system from a fluidized-bed furnace
KR100490107B1 (ko) * 2003-09-26 2005-05-18 두산중공업 주식회사 순환 유동층 보일러의 고체 입자 재순환용 시일 포트
US7621227B2 (en) * 2005-12-16 2009-11-24 Sterr Kevin K Granular biomass burning heating system

Also Published As

Publication number Publication date
AU2007331411B2 (en) 2011-01-06
CA2672028A1 (en) 2008-06-19
CN101646486A (zh) 2010-02-10
RU2009126554A (ru) 2011-01-20
AU2007331411A1 (en) 2008-06-19
WO2008071842A1 (en) 2008-06-19
JP5010686B2 (ja) 2012-08-29
EP2106289A1 (en) 2009-10-07
FI20065790A (fi) 2008-06-12
ZA200903896B (en) 2010-04-28
RU2414958C1 (ru) 2011-03-27
KR101120433B1 (ko) 2012-03-22
JP2010512502A (ja) 2010-04-22
US20100037805A1 (en) 2010-02-18
CN101646486B (zh) 2013-05-08
KR20090097911A (ko) 2009-09-16
FI20065790A0 (sv) 2006-12-11
CA2672028C (en) 2012-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI120556B (fi) Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi
AU2006255456B2 (en) Apparatus and process for the pyrolysis of agricultural biomass
US9809769B2 (en) Fluidized bed biogasifier and method for gasifying biosolids
US7047894B2 (en) Method and apparatus for combustion of residual carbon in fly ash
RU2300415C2 (ru) Способ и устройство для регенерации тепла в реакторе с псевдоожиженным слоем
CA2389660C (en) Method and apparatus for combustion of residual carbon in fly ash
US4628833A (en) Fluid bed hog fuel dryer
US9045694B2 (en) Method of carrying out pyrolysis and pyrolysis apparatus
CZ125399A3 (cs) Způsob a zařízení na spalování pevných látek ve formě částic
SE464429B (sv) Foerfarande och anordning foer torkning av vaatt traeavfall med hjaelp av fluidiserad baedd
RU2500786C2 (ru) Способ проведения пиролиза и устройство для его проведения
EP0028021B1 (en) Method and apparatus for pyrolyzing
US20180094199A1 (en) Burner nozzle with backflow prevention for a fluidized bed biogasifier
US9291347B2 (en) Methods for incinerating sludge in a combustor
EP2642200A1 (en) Fluidized bed furnace and method for processing waste
RU2508503C2 (ru) Способ эксплуатации установки для производства биоэтанола
FI20170148A1 (fi) Kemikaalien talteenotto polttoainevirroista
WO2017043791A1 (ko) 무유동매체 업드래프트형 열분해 가스화 반응로
JP3831567B2 (ja) 循環流動層炉
US20230173448A1 (en) Reactor and method for conversion of a carbonaceous material

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120556

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed