FI79404C - Reaktor med cirkulerande baedd. - Google Patents

Description

79404

Kiertopetireaktori - Reaktor med clrkulerande bädd 5

Esillä oleva keksintö kohdistuu kiertopetireaktoriin, joka käsittää pystysuoran reaktorikammion, laitteen kiintoaineen erottamiseksi reaktorikammiosta poistuvista kaasuista, jonka reaktorikammioon yhdistetty pyörrekammio on pääasialle) lisesti vaakasuora, kaasuja pyörrekammioon johtavan kanavan, puhdistuneita kaasuja pyörrekammiosta poisjohtavan kanavan ja pyörrekammioon yhdistetyn kanavan, joka johtaa erotetun kiintoaineen takaisin reaktoriin.

15 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kiertopetireaktori, jossa kaasunpoisto erottimesta on järjestetty siten, että reaktorin rakenne on yksinkertainen ja kompakti.

Kiertopetitekniikkaa on sovellettu kauan mm. pasutoissa ja 20 nykyisin enenevässä määrin erilaisissa reaktoreissa, kuten höyrykattiloissa ja kaasuttimissa. Tunnetuissa sovellutuksissa kiintoaineen erottaminen savukaasuista tapahtuu tavanomaisessa, alaosaltaan suppilonmuotoisessa syklonierot-timessa, jossa olevaan sylinterimäiseen pyörrekammioon on 25 sovitettu kaasuja ylöspäin johtava kaasunpoistoputki ja josta kiintoaine palautetaan reaktoriin laskuputken kautta.

Suurissa kiertopetireaktoreissa käytetään yleensä useita erottimia, jolloin kaasukanavajärjestelmä tulee monimutkai-30 seksi ja vaatii useita paisuntasaumoja.

Esimerkkinä tällaisesta voidaan mainita ruotsalaisesta kuulutusjulkaisusta 8203268-1 tunnettu kiertopetikattila, jossa polttokammion takaseinä on taivutettu etuseinää kohden 35 niin, että se muodostaa polttokammion katon. Välittömästi katon alla on savukaasujen poistoaukko, joka on yhdistetty syklonierottimeen. Syklonierottimen kaasunpoistoaukko on 2 79404 yhdistetty katon päällä olevaan kanavaan, joka on yhteydessä pystysuoraan konvektio-osaan, jonka yksi seinä muodostuu polttokammion takaseinästä. Koska syklonierotin on erillään kattilasta ja sijoitettu eri puolelle kattilaa kuin konvek-5 tio-osa, tulee kaasukanavajärjestelmä monimutkaiseksi ja vaatii useita paisuntasaumoja.

Keksinnön mukaisessa kiertopetireaktorissa on vaakasuora syklonierotin rakennettu siten, että yllämainitut epäkohdat 10 on voitu poistaa. Erotin on integroitu kiertopetireaktorin rakenteeseen, niin että aikaansaadaan sekä tilaa että materiaalia säästävä rakenne.

FI-patenttihakemuksesta 841126 on tunnettu laite, jossa 15 kiintoaineen erotus tapahtuu reaktorin päälle sovitetun horisontaallsyklonin avulla, jonka vaakasuoraan pyörre-kammioon reaktorin ylöspäin virtaavat poistokaasut johdetaan tangentiaalisesti, ja jossa puhdistuneet kaasut poistuvat syklonin erotinkammion toisesta tai molemmista päädyistä.

20

Suurissa reaktoreissa osa kaasuista joutuu virtaamaan pitkän matkan pyörrekammion pituussuunnassa, ennen kuin se pääsee poistumaan erotinkammion päädyistä. Tämä voi vaikuttaa haitallisesti erotuksen lopputulokseen. Lisäksi, koska 25 päätyjen kautta poistettava kaasumäärä on suuri suurissa reaktoreissa, on poistoaukon halkaisijan oltava suuri, jolloin myös pyörrekammion halkaisijan on oltava suuri. Tämäkin on erotuksen kannalta epäedullista.

30 Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että pyörrekammion kehällä on useita aukkoja välimatkan päässä toisistaan pyörrekammion pituussuunnassa, että kuhunkin aukkoon on liitetty puhdistuneita kaasuja pyörrekammiosta poisjohtava putki ja että mainitut putket 35 ulottuvat pyörrekammion sisään.

Sopivimmin kaasua poisjohtava putki/putket on sovitettu kulkemaan tulokanavan läpi.

3 79404

Keksinnön mukaisella ratkaisulla aikaansaadaan FI 841126 mukaiseen laitteeseen verrattuna yksinkertaisempi rakenne. Tulokanavaan kulkeva putki/putket, joka sitoo polttokammion 5 etu- ja takaseinän toisiinsa, parantaa rakenteen lujuutta ja vakavuutta. Kaasua poisjohtavat putket voidaan asettaa kaasun puhdistuksen kannalta edullisiin kohtiin niin, että aikaansaadaan tasainen kaasunpoisto erottimen pituussuunnassa useiden poistoputkien avulla. Lisäksi kaasun johtaminen 10 useasta poistoputkesta höyrykattilan konvektio-osaan voidaan toteuttaa yksinkertaisemmin. Ratkaisu säästää tilaa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuvio 1 esittää erästä keksinnön sovellutusmuotoa pysty leikkauksena, kuvio 2 kuvion 1 leikkausta viivaa A - A pitkin, kuvio 3 kuvion 1 leikkausta viivaa B - B pitkin, kuvio 4 esittää erästä toista keksinnön sovellutusmuotoa 20 osittain pystyleikkauksena ja kuvio 5 kuvion 4 leikkausta viivaa C - C pitkin.

Kuvioissa 1-2 esitetty höyrykattila käsittää neljän sinänsä tunnetulla tavalla toisiinsa hitsatuista putkista 25 muodostetun seinän 1-4 rajoittaman polttokammion 5. Putket muodostavat kattilan lämmönsiirtopintoja ja ovat kytketyt kattilan kiertojärjestelmään tavalla, jota ei ole lähemmin esitetty.

30 Polttokammion alaosassa on polttoaineen syöttökanava 6. Siinä on myös primäärikaasun tuloaukko 7 ja sekundäärikaasun tuloaukko 8.

Vaakasuora hiukkaserotin 9 on muodostettu polttokammion 35 päälle. Polttokammion vieressä on pystysuora konvektio-osa 10, joka on putkiseinien 1, 11, 12 ja 13 rajoittama ja johon lisäksi on sovitettu lämmönsiirtopinnat 14.

4 79404

Hiukkaserottimen muodostamiseen on käytetty polttokammion kahta vastakkaista seinää 1 ja 2 sekä polttokammion seinän 2 kanssa polttokammion kohdalla rinnakkain kulkevaa seinää 15. Polttokammion seinä 1 ja seinä 15 on taivutettu toisiaan 5 vastaan ja yhdistetty toisiinsa niin, että ne muodostavat erottimen kaarevan seinän 16. Polttokammion seinä 2 on ensin taivutettu seinää 1 kohti niin, että se muodostaa polttokammion katon 17 ja kulkee sen jälkeen ensin vinosti ja sen jälkeen kaaressa ylöspäin, rinnakkain seinän 1 10 kaarevan osan kanssa niin, että ne muodostavat erottimen tulokanavan 18 sisä- ja ulkoseinän 19 ja 20, jonka sisääntu lo-osa 21 on suppeneva.

Polttokammion takaseinästä 2 ja sen kanssa rinnakkain 15 kulkevasta seinästä 15 on muodostettu erotinta polttokammion alaosaan yhdistävien palautuskanavien 22 kaksi vastakkaista seinää.

Seinän polttokammion kattoa 17 ja tulokanavan sisäseinää 19 20 muodostava yläosa sekä seinän 15 yläosa muodostavat erottimen pyörrekammion 23, johon tulokanava 18 tangentiaalisesti liittyy. Kiintoaineen palautuskanavat 22 on yhdistetty pyörrekammion alaosaan. Pyörrekammion seinässä 19 on aukot 24, joihin kaasua pyörrekammiosta poisjohtavat putket 25 on 25 liitetty. Putket 25 kulkevat tulokanavan 18 läpi ja ne on yhdistetty polttokammion vieressä olevaan konvektio-osan 10 yläosaan. Putket ulottuvat pyörrekammion sisään ja niiden pyörrekammion sisässä olevat aukot 26 on suunnattu pyörre-kammion keskustaa kohti. Putket on sovitettu tulokanavaan 30 pääasiallisesti kohtisuoraan polttokammiosta tulevan kaasun virtaussuuntaa vastaan ja ovat kuten kuviosta 3 ilmenee poikkileikkaukseltaan virtaviivaisia, niin että niiden virtausvastus on pieni.

35 Polttokammiosta poistuvat, kiintoainetta sisältävät savukaasut ohjaantuvat erottimen pyörrekammioon 23 tangentiaalisen tulokanavan 18 kautta. Pyörrekammion ulkokehälle rikastuva kiintoaine valuu pyörrekammion alaosaan ja palautetaan 5 79404 polttokammion palautuskanavien 22 kautta. Palautuskanavan alaosassa on ilmansyöttöaukko 27, jonka kautta voidaan puhaltaa limaa palautuskanavan toiminnan ohjaamiseksi. Puhdistetut kaasut poistetaan pyörrekammlosta kehällä 19 5 oleviin aukkoihin 24 liitettyjen putkien 25 avulla ja johdetaan konvektlo-osaan 10.

Kulumisen estämiseksi on erottimen muodostamat putkiseinät ja putket 25 sopivlmmln vuoratttu tulen- ja kulumisenkestä-10 väliä päällysteellä, esim. laastilla.

Kuviossa 4 esitetyssä keksinnön sovellutuksessa, josta on esitetty ainoastaan sen yläosa, koska muut osat ovat kuvion 1-2 mukaiset, on erottimen 109 pyörrekammlosta 123 kaasua 15 poisjohtavat putket 125 sovitettu kulkemaan seinämien 119 ja 120 välisen tulokanavan 118 suppenevan sisääntulo-osan 121 läpi. Putket, jotka on liitetty pyörrekammion kehälle 119 sovitettuihin aukkoihin 124 muodostavat kulman vaakasuoran suunnan kanssa. Koska putket sijaitsevat tulokanavan 20 osassa, jonka poikkileikkauspinta on suhteellisen iso ja jossa virtausnopeus sen johdosta on alhainen ja joka sijaitsee pitkän välimatkan päässä siitä kohdasta, jossa kiintoainetta sisältävä kaasu virtaa pyörrekammioon, sen pyörre-kammion virtaustilaa häiritsevä vaikutus on pieni.

25

Putket 125 ovat poikkileikkaukseltaan nelikulmaiset. Kunkin putken 125 pyörrekammiossa olevassa päässä on putkenpätkä 128, jossa on aukko 126 putkenpään kohdalla. Putken 128 päissä olevat aukot 129 on suunnattu pyörrekammion päätyjä 30 130 kohti. Kulma on sopivimmin 10 - 60® ja edullisimmin n. 45®.

Keksintö ei rajoitu esimerkkeinä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella ja soveltaa patentti-35 vaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Niinpä keksintöä voidaan soveltaa esim. reaktoreihin, joiden polttokammio ei ole jäähdytetty.

Claims (9)

1. Kiertopetireaktori, joka käsittää pystysuoran reakto- rikammion (5), laitteen (9, 109) kiintoaineen erottamisek-5 sl reaktorikammiosta poistuvista kaasuista, jonka reakto-rikanunioon yhdistetty pyörrekammio (23, 123) on pääasiallisesti vaakasuora, kaasuja pyörrekanunioon johtavan tulo-kanavan (18, 118), puhdistuneita kaasuja pyörrekanuniosta polsjohtavan putken (25, 125) ja pyörrekammioon yhdistetyn, 10 erotetun kiintoaineen takaisin reaktoriin johtavan kanavan (22), tunnettu siitä, että pyörrekanunion kehällä (19, 119) on useita aukkoja (24, 124) välimatkan päässä toisistaan pyörrekanunion pituussuunnassa, että kuhunkin aukkoon on liitetty puhdistuneita kaasuja pyörrekanuniosta (23, 123) 15 poisjohtava putki (25, 125) ja että mainitut putket ulottuvat pyörrekanunion sisään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertopetireaktori, tunnettu siltä, että kaasua poisjohtavat putket (25, 125) 20 on sovitettu kulkemaan tulokanavan (18, 118) läpi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kiertopetireaktori, tunnettu siitä, että kaasua poisjohtavat putket on sovitettu kulkemaan tulokanavan suppenevan sisääntuloosan (121) läpi. 25

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kiertopetireaktori, tunnettu siitä, että kaasua poisjohtavat putket muodostavat 15 - 60° kulman vaakasuoran suunnan kanssa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kiertopetireak tori, tunnettu siitä, että kaasua poisjohtavien putkien aukot (26) on suunnattu pyörrekanunion (23) keskustaa kohti.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kiertopeti-35 reaktori, tunnettu siitä, että kaasua poisjohtavien putkien aukot (129) on suunnattu pyörrekanunion (23) päätyjä (130) kohti. 7 79404

6 79404

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kiertopetireak-tori, tunnettu silta, että kaasua poisjohtavat putket (25, 125) on sovitettu pääasiallisesti kohtisuoraan tulevan kaasun vlrtaussuuntaa vastaan. 5

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kiertopetireak-tori, tunnettu siitä, että kaasua poisjohtavat putket (25) ovat poikkileikkaukseltaan virtaviivaiset.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kiertopetireak- torl, tunnettu siitä, että pyörrekammion kehällä on kolme aukkoa (24, 124), joihin puhdistuneita kaasuja poisjohtavia putkia (25, 125) on liitetty. 8 79404