FI66082B

FI66082B - BOTTENPLATTA FOER EN VIRVELBAEDDSREAKTOR

Info

Publication number: FI66082B
Application number: FI812056A
Authority: FI
Inventors: Folke Engstroem
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1981-07-01
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1984-04-30
Also published as: FI812056L; FI66082C

Description

6 '30826 '3082

Leijukerrosreaktorin arina Bottenplatta för en virvelbäddsreaktorThe fluidized bed reactor grate Botten plate for the virvelbäddsreaktor

Esillä oleva keksintö koskee leijukerrosreaktorin arinalaitet-ta, joka käsittää levyn, jossa on aukkoja, joista jokainen 5 on yhdistetty putkeen, jossa on mutka, jonka kautta leijutus-kaasu johdetaan reaktorin kammioon ensin ylöspäin, sitten sivulle ja sen jälkeen uudelleen ylöspäin.The present invention relates to a fluidized bed reactor grate device comprising a plate with openings, each of which is connected to a pipe with a bend through which the fluidizing gas is introduced into the reactor chamber first upwards, then to the side and then again upwards.

Suomalainen kuulutusjulkaisu 55725 esittelee arinalaitteen leijutusilman syöttämiseksi leijukerrosreaktoriin. Ko. ari-10 nalaite käsittää levyn, jonka aukot on yhdistetty johtoihin, joissa on mutka, siten, että jokainen johto on yhdistetty vastaavan aukon alaosaan. Levyn aukot ovat ylöspäin avautuvat ja johdoissa, jotka syöttävät leijutuskaasua aukkojen alaosaan, on jokaisessa läppä tai kuristin ja säätöventtiili.Finnish publication 55725 discloses a grate device for supplying fluidized air to a fluidized bed reactor. Ko. The Ari-10 nail device comprises a plate, the openings of which are connected to wires having a bend, so that each wire is connected to the lower part of the corresponding opening. The openings in the plate open upwards and the lines supplying the fluidizing gas to the lower part of the openings each have a flap or choke and a control valve.

15 Kun pyörrekerrosreaktori pysäytetään tai kun leijutuskaasun nopeus on riittämätön, reaktorikammiossa oleva aine virtaa alaspäin aukkojen läpi ja kerääntyy syöttöjohtoihin. Kuulu-tusjulkaisun mukaisessa arinalaitteessa on kaasun virtausnopeus purkausaukossa pieni, jonka takia aukot helposti tukkeu-20 tuvat.15 When the vortex bed reactor is stopped or when the fluidization gas velocity is insufficient, the substance in the reactor chamber flows downwards through the openings and accumulates in the supply lines. In the grate device according to the publication, the gas flow rate in the discharge opening is low, due to which the openings are easily blocked.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada arinalaite, jolla vältetään aikaisemmin käytettyjen rakenteiden yhteydessä esiintyvät ongelmat.The object of the invention is to provide a grate device which avoids the problems associated with previously used structures.

Keksinnön mukaisessa laitteessa levyn jokaiseen aukkoon on 25 yhdistetty putki, jossa on mutka; putken purkausaukko on litteä .In the device according to the invention, a pipe with a bend is connected to each opening of the plate; the discharge opening of the pipe is flat.

Koska putkien purkausaukot ovat litteät, estetään suurten par-tikkeleiden pääsy putkiin. Lisäksi kaasun virtausnopeus au-, kossa on suuri, mikä vähentää tukkeutumisvaaraa.Because the discharge openings of the pipes are flat, large particles are prevented from entering the pipes. In addition, the gas flow rate is high, which reduces the risk of clogging.

30 Sopivimmin levyn yläpinta on reaktorikammioon nähden kovera tai kartiokas, jolloin sen keksiosa sijaitsee sen reunaosia ____ -· T— 2 6:50 8 2 alempana ja putkien litteys suurenee asteittain levyn reunoja kohti. Tällä tavalla leijutuskaasu jakautuu tasaisesti ja sen nopeus on sama reaktorin eri osissa siitä huolimatta, että arinalevyä peittävän kerroksen paksuus on suurempi levyn 5 keskiosassa kuin sen reunoilla.30 Preferably, the top surface of the plate is concave or conical with respect to the reactor chamber, with its biscuit part located below its edge portions ____ - · T— 2 6:50 8 2 and the flatness of the tubes gradually increasing towards the edges of the plate. In this way, the fluidizing gas is evenly distributed and its velocity is the same in different parts of the reactor, despite the fact that the thickness of the layer covering the grate plate is greater in the middle part of the plate 5 than at its edges.

Keksintöä selitetään seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista arinalaitetta ylhäältä nähtynä, 10 kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta viivaa A-A pitkin, kuvio 3 esittää erästä kuvion 3 yksityiskohtaa suuremmassa mittakaavassa ja kuvio 4 esittää kuvion 3 leikkausta viivaa B-B pitkin.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a grate device according to the invention seen from above, Figure 2 shows a section of Figure 1 along the line A-A, Figure 3 shows a detail of Figure 3 on a larger scale and Figure 4 shows a section of Figure 3.

Kuvioissa viitenumero 1 tarkoittaa leijukerrosreaktorin arina-15 laitetta, joka käsittää kartionmuotoisen levyn 2, jonka keskellä on karkean materiaalin poistoaukko 3 ja johon on porattu useita reikiä 4, joihin on sovitettu putket 5, joissa on mutkat. Levyn alapuolella on ilmakaappi 6, joka on yhdistetty leijutusilman pääjohtoon, joka ei näy kuviossa. Levyn ylä-20 puolella on reaktorikammio 7, johon leijutuskaasua kuten ilmaa johdetaan putkien 5 kautta. Putket on taivutettu siten, että ne ensin nousevat levyn yläpinnasta 8 ylöspäin, sitten kulkevat sivulle ja mahdollisesti alaspäin ja sen jälkeen uudelleen ylöspäin, kuten kuviosta 3 ilmenee. Putkien reak-25 torikammion puoleiset päät 9, joista leijutusilma purkautuu reaktoriin, on litistetty. Kaikki putkien purkautumisaukot 10 on sovitettu samalle etäisyydelle yläpinnasta. Koska levyn yläpinta on sen keskiosaa kohti laskeva, levyä peittävän materiaalikerroksen 11 paksuus sekä tämän kerroksen läpi vir-30 taavan ilman virtausvastus suurenee keskiötä kohti. Tasaisen ilman jakautumisen ja virtausnopeuden aikaansaamiseksi on put- 6 5 0 8 2 ket järjestetty siten, että purkausaukkojen 10 litteys suurenee asteittain levyn reunoja kohti. Arinalevyn päälle on muodostettu purkausaukkoihin asti ulottuva tulenkestävä massakerros 12.In the figures, reference numeral 1 denotes a fluidized bed reactor grate-15 device comprising a conical plate 2 with a coarse material outlet 3 in the middle and into which a plurality of holes 4 are drilled, into which tubes 5 with bends are fitted. Below the plate there is an air cabinet 6 connected to a main fluidizing air line, which is not shown in the figure. On the upper side of the plate 20 there is a reactor chamber 7 into which a fluidizing gas such as air is introduced through pipes 5. The tubes are bent so that they first rise upwards from the top surface 8 of the plate, then run to the side and possibly downwards and then upwards again, as shown in Fig. 3. The reactor chamber side ends 9 of the tubes, from which the fluidizing air is discharged into the reactor, are flattened. All the discharge openings 10 of the pipes are arranged at the same distance from the upper surface. Since the upper surface of the plate is decreasing towards its central part, the thickness of the material layer 11 covering the plate and the flow resistance of the air flowing through this layer increase towards the center. In order to achieve a uniform air distribution and flow rate, the tubes are arranged in such a way that the flatness of the discharge openings 10 gradually increases towards the edges of the plate. A refractory mass layer 12 extending up to the discharge openings is formed on the grate plate.

5 Esimerkki5 Example

Arina, jonka halkaisija on 3 m ja jossa poistoaukon 3 halkaisija on 0,5 m Putkikoko 22/16 mmGrate with a diameter of 3 m and an outlet 3 with a diameter of 0.5 m Pipe size 22/16 mm

Purkausaukon 10 leveys levyn reunoilla 3 mm 10 Purkausaukon leveys aukon 3 kohdalla 8 mmWidth of the discharge opening 10 at the edges of the plate 3 mm 10 Width of the discharge opening at the opening 3 8 mm

Jotta suuremmat partikkelit, kuten kivet tms., leijukerrok-sen turbulentin liikkeen vaikutuksesta kulkeutuisivat kohti reaktorin keskiosaa, arinalevyn kaltevuus on 8 °. Tämän vuoksi kaikkien putkien purkausaukkojen etäisyyden arina-15 levyn yläpinnasta ollessa yhtä suuri, poistoaukon puoleiset purkausaukot ovat 1,5 kPa suuremman paineen alaisena kuin arinalevyn reunojen puoleiset purkausaukot. Tämä reaktorin keskustassa olevien purkausaukkojen painehäviö korvataan siten, että purkausaukkojen litteys suurenee asteittain 20 arinalevyn reunoja kohti. Täten saavutetaan tasainen ilman jakautuminen arinan läpi, joka taas on edellytys sille, että fluidisointi onnistuu koko petin alueella.In order for larger particles, such as rocks or the like, to travel towards the center of the reactor due to the turbulent movement of the fluidized bed, the inclination of the grate plate is 8 °. Therefore, when the distance of the discharge openings of all the pipes from the upper surface of the grate-15 plate is equal, the discharge openings on the outlet side are under a pressure of 1.5 kPa higher than the discharge openings on the edge side of the grate plate. This pressure drop in the discharge openings in the center of the reactor is compensated by a gradual increase in the flatness of the discharge openings towards the edges of the grate plates 20. Thus, an even distribution of air through the grate is achieved, which in turn is a prerequisite for successful fluidization over the entire area of the bed.