FI76004B - Cirkulationsmassareaktor. - Google Patents

Cirkulationsmassareaktor. Download PDF

Info

Publication number
FI76004B
FI76004B FI861224A FI861224A FI76004B FI 76004 B FI76004 B FI 76004B FI 861224 A FI861224 A FI 861224A FI 861224 A FI861224 A FI 861224A FI 76004 B FI76004 B FI 76004B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
vertical
reactor according
circulating mass
cyclone
Prior art date
Application number
FI861224A
Other languages
English (en)
Other versions
FI861224A0 (fi
FI861224L (fi
Inventor
Seppo Kalervo Ruottu
Original Assignee
Seppo Kalervo Ruottu
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 Seppo Kalervo Ruottu filed Critical Seppo Kalervo Ruottu
Priority to FI861224A priority Critical patent/FI76004B/fi
Publication of FI861224A0 publication Critical patent/FI861224A0/fi
Priority to PCT/FI1987/000039 priority patent/WO1987005826A1/en
Priority to ZA872118A priority patent/ZA872118B/xx
Publication of FI861224L publication Critical patent/FI861224L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI76004B publication Critical patent/FI76004B/fi
Priority to US07/276,442 priority patent/US5167932A/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
    • F23C10/02—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
    • 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
    • B01J8/386—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 internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

1 76004
KIERTOMASSAREAKTORI
Keksinnön kohteena on reaktorikammion, hiukkaserottimen ja kiintoaineen palautuslaitteiston muodostama reaktori-järjestelmä, jota tässä kutsutaan kiertomassareaktoriksi.
Kiertomassareaktorit ovat yleistymässä energiateknisissä 5 sovellutuksissa, koska niissä voidaan pienin kustannuksin vähentää rikki- ja typpioksidipäästöt voimassaolevien määräysten asettamiin pitoisuuksiin. Erityisesti rikkiä sisältäviä aineita poltettaessa on kiertomassareaktorin taloudellinen kilpailukyky erinomainen, kun laitoksen lämpö-10 teho on pienempi kuin 200 MW. Kyseinen tehoraja epäilemättä kasvaa, kun teknologinen valmius ja kokemus suuremmista yksiköistä lisääntyy.
Energiateknisissä sovellutuksissa polton tarkoituksena on ensisijassa tuottaa lämpöenergiaa, joka täytyy edelleen 15 siirtää reaktorin jäähdykkeeseen, joka on tavallisimmin vettä. Reaktorikammion seinämät tehdäänkin tämän vuoksi yleensä jäähdytysputkien Ja niitä yhdistävien evien muodostamista kaasutiiveistä paneleista. Sensijaan hiukkase-rottimet ja kiintoaineen palautuslaitteet on perinteisesti 20 jouduttu rakentamaan jäähdyttämättömänä rakenteena eristämällä teräksinen kannatusrakenne sisäpuolisin keraamisin eristein kuumasta hiukkaa- kaasususpensiosta. Tämän rakenteen etuna on, että sekä reaktori että hiukkaserotin ovat sinällään yksinkertaisia ja niiden toimivuudesta on jo 25 kertynyt varsin runsaasti kokemuksia. Sensijaan reaktori-kokonaisuus, jonka kyseiset, rakenteeltaan täysin erilaiset komponentit muodostavat, on epätarkoituksenmukainen.
Esitetyn rakenteen suurin ongelma on eri tavoin lämpölaa-jenevlen komponenttien littäminen toisiinsa. Massiivinen 30 hiukkaserotin, Jonka keraamisten osien paksuus on noin 300 mm, täytyy tukea pohjatasoon ja varustaa itsekantaval-la teräsvalpalla. Panellrakenteinen reaktoriosa kannatetaan edullisimmin ylhäältä päin, jolloin se lämpölaajenee 2 76004 pääasiassa alaspäin. Ylhäältäpäin kannatettu jäähdytysosa on varsinkin suurissa yksiköissä ainoa kyseeseen tuleva mahdollisuus. Käyttötilassa on jäähdytetyn paneliraken-teen tyypillinen lämpötila noin 300 C, kun taas hiukkase-5 rottimen teräsvaipan lämpötila on turvallisuussyistä sekä lämpöhäviöiden kurissapitämiseksi korkeintaan 80 C. On näinollen selvää, että käynnistys- ja pysäytystilanteissa reaktoriosan ja hiukkaserottimen kiinnityskohdat liikkuvat merkittävästi toisiinsa nähden. Nämä kolmessa kohti-10 suorassa suunnassa esiintyvät liikkeet on otettava huomioon liitäntärakennetta suunniteltaessa.
Toinen merkittävä epäkohta tavanomaisessa kiertomassareak-torissa on sen suuri tilantarve, koska hiukkaserottimet, jotka ovat päämitoiltaan suunnilleen reaktoriosan kokoi-15 siä, on sijoitettu tarpeettoman etäälle reaktoriosasta. Hiukkaserottimien sijoittaminen etäälle reaktorikammiosta aiheuttaa samalla toisenkin epäkohdan. Palautuslaitteis-ton on huolehdittava kiintoaineen vaakasuorasta kuljettamisesta erottimen kesklakselilta takaisin reaktoriin. Tä-20 män vuoksi palautuskanavistoon täytyy suunnitella monimutkainen kaasuvirtausta säätelevä laitteisto, joka tavallisimmin toteutetaan erillisellä, palautuskanavaan sijoitetulla leljukerroksella.
Edellä selostettujen epäkohtien lisäksi tavanomainen kier-25 tomassareaktori on tarpeettoman kallis sekä vaurioille al tis. Varsinkin reaktorin ja hiukkaserottimen liitoskohdat ovat säännöllistä huoltoa vaativia.
Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan edellä esitetyt epäkohdat välttää. Keksinnön mukaiselle kiertomassareakto-30 rille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Il 3 76004
Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää, että reaktori-järjestelmä voidaan helposti rakentaa kompaktina, kokonaan jäähdytettynä panelirakenteena, jonka tilantarve on pieni. Lisäksi keksinnön mukaisella rakenteella voidaan 5 välttää monimutkainen ja vaurioille altis kaasuvirtauksen säätelylaltteisto.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen viittaamalla.
Piirustus esittää kiertomassareaktoria toteutettuna kah-10 della hiukkaserottimella ja kokonaan jäähdytettynä raken-teenä.
Kuva 1 esittää kiertomassareaktorin pystysuoraa symmetria-leikkausta. Numero 1 tarkoittaa paneliseinämistä 9 muodostettua ilmakaappia, jonka katon 2 muodostaa paneliseinän 15 9 jatkeesta muodostettu suutinpohja suuttimineen 10. Suu- tinpohjan yläpuolella sijaitsee reaktorikammio 3, jonka yläpäässä, osittain reaktorikammion sisään sovitettuina, sijaitsevat hiukkaserottimet 5. Hiukkasia sisältävä kaasu Johdetaan hiukkaserottimiin tuloaukkojen 4 kautta sopivan 20 kaasunnopeuden ollessa välillä 7-40 m/s. Tuloaukon edullinen muoto on sellainen, jossa korkeus on olennaisesti suurempi kuin leveys (suhde 2-7)· Virtauksen ohjaamiseksi on edullista muotoilla tuloaukkojen kohdalla taivutettavista putkista seinämä 11, joka erottaa sykloonien tuloaukot 25 toisistaan. Kaasut poistuvat sykloonista polstoaukon 6 kautta kiintoaineen valuessa sykloonin tasomaisille pohjille 7, jotka on kallistettu siten, sopivimmin 15-45 astetta, että hiukkaset valuvat edelleen palautuskanavan 8 yläpäähän. Palautuskanavan leveys on valittu siten, ettei 30 sen kautta synny sykloonin toimintaa häiritsevää pystysuoraa kaasuvirtausta. Kaasuvirtauksen stabilointi voidaan aikaansaada myös sijoittamalla palautuskanavan 8 alapää reaktorikammion 3 alapäähän muodostettuun sakeaan leiju-kerrosvyöhykkeeseen.
* 76004
Koska palautuskanavassa siirtyvä lämpöteho on suoraan verrannollinen kanavan kiintoainevirtaan, toimii esitetty rakenne samalla reaktorin lämpötilan tasaajana tehon vaihdellessa.
5 Kuvio 2 esittää kiertomassareaktoria sykloonien alapäitä leikkaavassa vaakatasossa.
Kuvio 3 esittää kiertomassareaktoria sykloonien vastaisen reaktorin seinämän suuntaisessa pystytasossa.
On selvää, että keksinnön mukainen reaktori voidaan to-10 teuttaa hiukkaserottimen osalta myös jäähdyttämättömänä rakenteena, jolloin kuitenkin keksinnön edut voidaan hyödyntää vain osittain. Tässäkin vaihtoehdossa yksinkertaistuu kuitenkin palautuslinJan rakenne olennaisesti, koska kiintoaineen vaakasuoraa kuljetustarvetta ei ole.
Il

Claims (3)

5 76004
1. Reaktorikammion, hiukkaserottimen Ja kiintoaineen pa-lautuslaitteiston muodostama kiertomassareaktori, TUNNETTU siitä, että reaktiokammion (3) sykloonien puoleisen seinämän alaosan (8) määrittämä vertikaalitaso leikkaa sykloonien (5) kammioiden määrittämät sylinteripinnat.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktori, TUNNETTU siitä, että sykloonien pohjat (7) muodostuvat tasomaisista pinnoista, Jotka on yhdistetty vertikaalisten, yhdensuuntaisten tasojen muodostamaan palautuskanavaan,
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen reaktori, TUNNETTU siitä, että reaktori on kokonaisuudessaan kantavilta osiltaan Jäähdytettyä panelirakennetta. M. Jonkin edellämainitun patenttivaatimuksen mukainen reaktori, TUNNETTU siitä, että palautuskanavan (8) muodostaa Jäähdytetyistä paneleista muodostettu pystysuora rako.
FI861224A 1986-03-24 1986-03-24 Cirkulationsmassareaktor. FI76004B (fi)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI861224A FI76004B (fi) 1986-03-24 1986-03-24 Cirkulationsmassareaktor.
PCT/FI1987/000039 WO1987005826A1 (en) 1986-03-24 1987-03-19 Circulating fluid bed reactor
ZA872118A ZA872118B (en) 1986-03-24 1987-03-23 Circulating fluid bed reactor
US07/276,442 US5167932A (en) 1986-03-24 1988-11-25 Circulating fluid bed reactor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI861224A FI76004B (fi) 1986-03-24 1986-03-24 Cirkulationsmassareaktor.
FI861224 1986-03-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI861224A0 FI861224A0 (fi) 1986-03-24
FI861224L FI861224L (fi) 1987-09-25
FI76004B true FI76004B (fi) 1988-05-31

Family

ID=8522345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI861224A FI76004B (fi) 1986-03-24 1986-03-24 Cirkulationsmassareaktor.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5167932A (fi)
FI (1) FI76004B (fi)
WO (1) WO1987005826A1 (fi)
ZA (1) ZA872118B (fi)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989010795A1 (en) * 1988-05-03 1989-11-16 Conoco Specialty Products Inc. Cyclone separator
FI86964C (fi) * 1990-10-15 1992-11-10 Ahlstroem Oy Reaktor med cirkulerande fluidiserad baedd
US5281398A (en) * 1990-10-15 1994-01-25 A. Ahlstrom Corporation Centrifugal separator
US5343830A (en) * 1993-03-25 1994-09-06 The Babcock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with internal primary particle separation and return
FI93701C (fi) * 1993-06-11 1995-05-26 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi
FI93274C (fi) * 1993-06-23 1995-03-10 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laite kuuman kaasuvirran käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi
US5372096A (en) * 1993-12-29 1994-12-13 Combustion Engineering, Inc. Internal particle collecting cells for circulating fluid bed combustion
US5869018A (en) 1994-01-14 1999-02-09 Iron Carbide Holdings, Ltd. Two step process for the production of iron carbide from iron oxide
US5690717A (en) * 1995-03-29 1997-11-25 Iron Carbide Holdings, Ltd. Iron carbide process
US5804156A (en) * 1996-07-19 1998-09-08 Iron Carbide Holdings, Ltd. Iron carbide process
AU750751B2 (en) 1998-03-31 2002-07-25 Iron Carbide Holdings, Ltd Process for the production of iron carbide from iron oxide using external sources of carbon monoxide
US6095095A (en) * 1998-12-07 2000-08-01 The Bacock & Wilcox Company Circulating fluidized bed reactor with floored internal primary particle separator
US7581397B2 (en) * 2005-08-26 2009-09-01 Honeywell International Inc. Diffuser particle separator
CN100523606C (zh) * 2006-12-07 2009-08-05 中国科学院工程热物理研究所 带水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
US8986002B2 (en) 2009-02-26 2015-03-24 8 Rivers Capital, Llc Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system
US9068743B2 (en) * 2009-02-26 2015-06-30 8 Rivers Capital, LLC & Palmer Labs, LLC Apparatus for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system
WO2010099452A2 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Palmer Labs, Llc Apparatus and method for combusting a fuel at high pressure and high temperature, and associated system and device
CN103216809B (zh) * 2012-01-19 2014-12-24 中国科学院工程热物理研究所 至少一根集中下降管设置在炉膛中的循环流化床锅炉
WO2018162995A1 (en) 2017-03-07 2018-09-13 8 Rivers Capital, Llc System and method for combustion of solid fuels and derivatives thereof
EA201992080A1 (ru) 2017-03-07 2020-03-12 8 Риверз Кэпитл, Ллк Система и способ осуществления работы камеры сгорания варьируемого топлива для газовой турбины
PL3827163T3 (pl) 2018-07-23 2026-01-12 8 Rivers Capital, Llc Układ i sposób wytwarzania energii za pomocą bezpłomieniowego spalania

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES323698A1 (es) * 1966-03-01 1966-12-01 Aux De La Ind Soc Anenima Empr Procedimiento de contacto fluidizado, con particular aplicaciën al beneficio de los minerales sulfurados
IE43663B1 (en) * 1975-10-02 1981-04-22 Lilly Co Eli Antibiotic and process for production thereof
SE414373B (sv) * 1977-06-23 1980-07-28 Enerchem Ab Sett och apparat for genomforande av kemiska och/eller fysikaliska processer i fluidiserad bedd
FI62468C (fi) * 1981-08-24 1983-01-10 Ahlstroem Oy Virvelbaeddsreaktor
US4548138A (en) * 1981-12-17 1985-10-22 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
US4404095A (en) * 1982-07-22 1983-09-13 Mobil Oil Corporation Method and means for separating gaseous materials from finely divided catalyst particles
FI842202A0 (fi) * 1984-06-01 1984-06-01 Ahlstroem Oy Anordning foer avskiljning av fast material i reaktor med cirkulerande baedd.
US4900516A (en) * 1984-06-01 1990-02-13 A. Ahlstrom Corporation Fluidized bed reactor

Also Published As

Publication number Publication date
FI861224A0 (fi) 1986-03-24
ZA872118B (en) 1987-09-14
FI861224L (fi) 1987-09-25
WO1987005826A1 (en) 1987-10-08
US5167932A (en) 1992-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI76004B (fi) Cirkulationsmassareaktor.
KR100500303B1 (ko) 고온 가스로부터 입자들을 분리시키기 위한 방법 및 장치
RU2116827C1 (ru) Циркуляционный реактор с псевдоожиженным слоем
US5117770A (en) Combustion unit
EP1259758B2 (en) Circulating fluidized bed combustion system including a heat exchange chamber between a separating section and a furnace section
US4624191A (en) Air cooled cyclone coal combustor for optimum operation and capture of pollutants during combustion
FI104214B (fi) Menetelmä ja laite kiertomassatyyppisen leijukerrosreaktorisysteemin käyttämiseksi
JPH0774681B2 (ja) 反応器と分離器との間の改良された連結を利用する流動床燃焼装置
US9194013B2 (en) Hot blast stove dome and hot blast stove
US4850426A (en) Gas/liquid heat exchanger with condensation
US7971558B2 (en) Circulating fluidized bed reactor with separator and integrated acceleration duct
EP0298671A2 (en) Cyclone separator having water-steam cooled walls
US4418650A (en) Fluidized bed heat exchanger having an insulated fluid cooled air distributor plate assembly
US5070822A (en) Combustion unit
FI70377B (fi) Tvao- eller flerkomponentreaktor
EP0368844B1 (en) A method and a device for controlling the mixing of gaseous flows in a fluidized bed combustion chamber
KR100919754B1 (ko) 유동층 반응기
EP2884163B1 (en) Fluidized bed apparatus with a fluidized bed heat exchanger
KR102091502B1 (ko) 빗살형 수냉각 기둥 및 그 수냉각 기둥을 가지는 노
SE452186B (sv) Beddkerl i en kraftanleggning med forbrenning i en fluidiserad bedd
FI119974B (fi) Leijukerrosreaktorijärjestelmä ja menetelmä sen valmistamiseksi
CN220250633U (zh) 内置式加热炉和生产系统
EP4432811A1 (en) Guide cover and thermoelectric power generation unit with guide cover
KR20140087844A (ko) 순환 유동층 연소 시스템
FI104620B (fi) Keskipakoerotin

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: RUOTTU, SEPPO KALERVO