FI85909C - Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material. - Google Patents

Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material. Download PDF

Info

Publication number
FI85909C
FI85909C FI890833A FI890833A FI85909C FI 85909 C FI85909 C FI 85909C FI 890833 A FI890833 A FI 890833A FI 890833 A FI890833 A FI 890833A FI 85909 C FI85909 C FI 85909C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
dust
gas
fluidized bed
reactor
particles
Prior art date
Application number
FI890833A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI890833A0 (fi
FI890833A (fi
FI85909B (fi
Inventor
Olli Arpalahti
Original Assignee
Ahlstroem 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 Ahlstroem Oy filed Critical Ahlstroem Oy
Publication of FI890833A0 publication Critical patent/FI890833A0/fi
Priority to FI890833A priority Critical patent/FI85909C/fi
Priority to US07/476,045 priority patent/US4969930A/en
Priority to JP2040892A priority patent/JPH0697082B2/ja
Priority to DE199090103442T priority patent/DE384454T1/de
Priority to EP90103442A priority patent/EP0384454B1/en
Priority to ES199090103442T priority patent/ES2036065T3/es
Priority to DE9090103442T priority patent/DE69000323T2/de
Priority to AT90103442T priority patent/ATE80908T1/de
Publication of FI890833A publication Critical patent/FI890833A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI85909B publication Critical patent/FI85909B/fi
Publication of FI85909C publication Critical patent/FI85909C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/523—Ash-removing devices for gasifiers with stationary fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02—Dust removal
    • C10K1/024—Dust removal by filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02—Dust removal
    • C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0996—Calcium-containing inorganic materials, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • 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 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed
    • F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

85909
LAITE KIINTEÄN HIILIPITOISEN AINEEN KAASUTTAMISEKSI TAI POLTTAMISEKSI
ANORDNING FÖR FÖRGASNING ELLER FÖRBRÄNNING AV FAST KOLHAL-5 TIGT MATERIAL
Keksintö kohdistuu laitteeseen kiinteän hiilipitoisen aineen kaasuttamiseksi tai polttamiseksi kiertomassatyyp-pisessä leijukerrosreaktorissa. Kiertomassatyyppinen 10 leijukerrosreaktori käsittää reaktorikammion jälkeen sovitetun kiertomassaerottimen, joka erottaa kiertävän petimateriaalin kaasusta. Kiertomassaerottimeen on sovitettu kaasun poistoaukko kaasun poisjohtamiseksi kier-tomassaerottimesta ja partikkelien palautusputki erotet-15 tujen partikkelien takaisinjohtamiseksi edullisesti reaktorikammion alaosaan. Kiertomassaerottimesta tulevaan kaasuvirtaan on lisäksi sovitettu pölyerotin hienon pölyn erottamiseksi.
20 Kiinteän hiilipitoisen aineen kaasuttamisella tai polttamisella kiertomassatyyppisessä leijukerrosreaktorissa (circulating fluidized bed reactor), jossa ylläpidetään niin korkea kaasunvirtausnopeus, että huomattava osa kiin-toainespartikkeleista poistuu kaasun kuljettamana reak-25 torikammiosta ja partikkelierotuksen jälkeen pääosiltaan palautetaan leijukerrokseen, on todettu olevan monia etuja tavanomaisiin kaasutus- tai polttomenetelmiin verrattuna.
Kaasutettaessa hiilipitoista kiinteää polttoainetta on 30 ollut käytössä useita eri menetelmiä, joista tärkeimpiä ovat edellä mainitut erilaiset leijukerrosperiaatteelle pohjautuvat kaasuttimet. Ongelmana kaikissa kaasutinrat- 2 85909 kaisulssa, kuten myös osaltaan leijukerroskaasuttimissa, on erittäin korkean hilllkonverslon saavuttaminen. Tämä ongelma tulee korostetusti esiin, kun kaasutetaan huonosti reaktiivista polttoainetta kuten kivihiiltä. Myös korkean 5 hiilikonversion aikaansaaminen hienojakoisella polttoaineella, kuten jyrsinturpeella, on vaikeaa.
Huono hiilikonversio johtuu periaatteessa leijukerros-kaasuttimien verrattain matalasta reaktiolämpötilasta, 10 jota rajoittaa polttoaineen tuhkan sulamislämpötila. Lisäämällä kaasutuksen reaktioaikaa eli palauttamalla karannut reagoimaton polttoaine takaisin reaktoriin, voidaan hiilikonversiota nostaa huomattavasti.
15 Kiertomassatyyppisessä leijukerroskaasuttimessa tai kattilassa on niin suuri ylöspäin suuntautuva kaasun virtaus-noppeus, että suuri määärä kiinteää petimateriaalia nousee tuote- tai savukaasujen mukana ulos reaktorista. Suurin osa tästä ulosvirtaavasta petimateriaalista erotetaan 20 erottimissa kaasusta ja palautetaan takaisin reaktoriin. Hienoin jae poistuu kaasun mukana. Reaktorissa muodostuu kiertäväksi massaksi tuhka, koksi sekä mahdollinen sisään syötetty muu kiinteä aine, kuten kalkki, joka toimii haluttujen reaktioiden aikaansaajana kuten rikin sitoja-25 na.
Kuitenkin normaalisti käytettyjen erottimien, kuten syklonien, erotuskyky on pienille partikkeleille rajallinen. Normaalisti kuumasyklonit voivat erottaa vain partikke-30 leita kokoluokkaan 50-100 pm, ja sitä hienommat jakeet pyrkivät karkaamaan pois kaasujen mukana. Koska kaasun mukana reaktorista poistuva reagoimaton polttoaine on pääasiassa koksia, josta haihtuvat (reaktiiviset) osat ovat jo poistuneet, se vaatisi palautettuna reaktoriin 35 pitemmän viiveajan reaktorissa kuin itse "tuore” polttoaine. Palautetun koksin hienon raekoon vuoksi palautettu hieno jae lentää kuitenkin välittömästi uudelleen ulos 3 85909 reaktorikammiosta, ja näin jää reaktioaika liian lyhyeksi sekä hiilikonversio alhaiseksi.
Koksin raekoko pienenee prosessin aikana jatkuvasti, jolloin pölypäästö syklonista kasvaa, mikä johtaa alhai-5 seen hiilikonversioon.
Käyttämällä uusia keraamisia suotimia voidaan kylläkin kaasuista erottaa pienetkin koksihiukkaset, mutta tällöin törmätään uusiin ongelmiin. Kiinteät polttoaineet sisältä-10 vät aina tuhkaa, joka puhdasta kaasua valmistettaessa on poistettava systeemistä. Tämä olisi tehtävä siten, ettei tuhkan mukana poistuisi suuria määriä reagoimatonta hiiltä pyrittäessä mahdollisimman korkeaan hiilikonversioon. Tuhkan raekokojakautuma on kuitenkin aina varsin laaja, ja 15 hieno tuhka pyrkiikin lentämään ulos reakorista hienon koksijäännöksen kanssa.
Korkean hiilikonversion saavuttaminen edellyttää siis seuraavan kaksijakoisen ongelman ratkaisemista: 20 1. Kaasuista on kyettävä erottamaan myös hienot pölyt ja palauttamaan ne takaisin reaktoriin.
2. Palautetun pölyn sisältämä hiili on saatava reagoi 25 maan ja tuhka erotettava systeemistä.
Ongelma on pyritty ratkaisemaan siinä kuitenkaan tyydyttävästi onnistumatta.
30 Myös kattilalaitoksissa, leijukerrospoltossa, lentotuhkaan pyrkii kulkeutumaan helposti palamatonta hiiltä, varsinkin niissä tapauksissa kun on käytössä huonosti reaktiivista polttoainetta, kattilalaitos on pienessä kuormassa tai kun kuormitus on suurimmillaan. Lentotuhka saattaa sisältää ____ 35 yli 10 % hiiltä, jopa 20 %, mikä huonontaa kattilan hyötysuhdetta. On tunnettua, että lentotuhkan palauttaminen 4 85909 takaisin tulipesään antaisi pienemmän hiilipitoisuuden lentotuhkassa ja näin paremman hyötysuhteen kattilassa.
Lentotuhka on myös sinänsä ongelmallinen tuote. Esim.
5 USA:ssa ainoastaan 20 %:lle lentotuhkamäärästä on käyttöä rakennusteollisuudessa ja tienrakennuksessa. Loppuvaras-tointi aiheuttaa ongelmia voimalaitoksille. Lentotuhka on tilavuuspainoltaan varsin kevyttä ainetta, jolloin tuhkan poissijoittaminen vaatii varsin suuren tilan. Tämä on 10 muodostunut ongelmaksi tiheään asutuilla seuduilla. Lisäksi on huomioitava, että tuhka on varastoitava niin, että se ei joudu kosketuksiin pohjaveden kanssa. Lentotuhka ongelmaa on lisännyt viimeaikoina käyttöön tullut ammoniakin käyttö savukaasujen puhdistamiseksi. Ammoniakkikäsi-15 telty lentotuhka ei sovellu betoniteollisuuteen.
Koska polttolämpötilat leijukerroskattiloissa ovat selvästi alhaisemmat kuin esim. pölypolttokattiloissa, muodostuu tuhkan ominaisuudet tyystin toisiksi. Tällaisen 20 matalan lämpötilan polton tuhka ei ole stabiilia, vaan voi sopivissa olosuhteissa päästää ympäristöönsä kaasumaisia, nestemäisiä tai pölymäisiä päästöjä.
Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 4,315,758 on 25 esitetty menetelmä ja laite ongelman ratkaisemiseksi. Tässä menetelmässä hienoin kaasusta erotettu pölymäinen aine johdetaan takaisin reaktorin alaosaan siten, että tähän samaan kohtaan reaktorissa johdetaan happipitoista kaasua niin, että tänne muodostuu korkean lämpötilan 30 vyöhyke, jossa hieno palautettu pölymäinen aine agglome-roituu leijukerroksessa olevien rakeiden kanssa. Tässä menetelmässä esitetään parannus ns. U-gas Process-menetel-mään.
35 Englantilaisessa patentissa GB 2065162 on esitetty mene telmä ja laite, missä kaasusta erotettu hieno aines oh jataan leijukerroksen yläosaan, jossa hieno pöly agglome- 5 85909 roituu leijukerroksen sisältämiin partikkeleihin, kun ko. kohtaan reaktorissa johdetaan happipitoista kaasua.
Näissä molemmissa menetelmissä on selvästi ongelmana 5 prosessin hallinta. Molemmissa menetelmissä pyritään erotettu hieno aines agglomeroimaan leijukerrokseen, jolle on tunnusomaista erittäin hyvät lämmön- ja aineensiirto-ominaisuudet. Koska itse pääprosessille on ensiarvoisen tärkeää saada toimia sille optimaalisessa lämpötilassa, 10 häiriintyy pääprosessi helposti, kun agglomerointiin tarvittava lämpötila on toinen kuin pääprosessin tarvitsema lämpötila. Leijukerroksessa olevan hyvän lämmönsiirron vuoksi pyrkivät lämpötilat tasaantumaan, mistä seuraa uusia ongelmia. Ylimääräisen lämmön takia leijutukseen 15 joudutaan käyttämään eri kaasua kuin itse kaasutuksessa tarvittavaa happipitoista kaasua. Lisäksi, koska leijuker-ros sisältää raekooltaan hyvin erilaisia partikkeleita, on reaktorissa vaikea ohjata agglomeroitumista siten, että liian suurikokoisten tuhka agglomeraattien synty voitai-20 siin estää. Tahmea tuhka tarttuu niin suuriin kuin pieniinkin petipartikkeleihin, jolloin helposti syntyy liian suuria tuhka-agglomeraattja ja tuhkan poisto vaikeutuu tai estyy, ja kaasutusprosessi joudutaan keskeyttämään. Agg-lomerointi itse reaktorissa aiheuttaa lisäksi paikallista 25 ylikuumenemista, jolloin muuraukset helposti kuluvat.
Amerikkalaisessa patentissa US 3847566 on esitetty ratkaisu, jossa pyritään korkeaan hiilihyötysuhteeseen polttamalla kaasuttimesta karkaava hienoaines erillisessä 30 polttolaitteessa, jolloin poltosta vapautuvalla lämmöllä kuumennetaan leijukerrosreaktorista otettua karkeampaa hiilipitoista massaa, joka kuumennuksen jälkeen palautetaan takaisin leijukerrosreaktoriin. Tällä tavalla kehitetään siis kaasutuksen tarvitsema lämpö. Poltosta ja kaasu-35 tuksesta vapautuneet kaasut, savukaasu ja tuotekaasu, joudutaan poistamaan systeemistä kahdessa erillisessä prosessissa, joissa kummassakin on erillinen kaasunpuh- 6 85909 distuslaitteisto. Menetelmässä esitetyt ratkaisut johtavat siis varsin monimutkaisiin laiteratkaisuihin ja myös vaikeasti hallittavaan prosessiin.
5 Esitetyissä menetelmissä on siis ongelmana vaikeat proses-siolosuhteet, joissa em. agglomeroitumisolosuhteita joudutaan ohjaamaan. Tämä edellyttää kalliita materiaaleja ja jäähdytettyjä konstruktioita.
10 Tämän keksinnön tarkoituksena onkin esittää kaasuttamista! polttolaite, joilla saavutetaan mahdollisimman korkea hiilenkonversio ilman edellä mainittuja prosessinhallin-tahaittoja tai monimutkaisia ja kalilta laiteratkaisuja. Keksinnön tarkoituksena on mahdollisimman hyvin erottaa 15 myös hienot hiilipitoiset pölyt tuote- tai savukaasusta ja palauttaa ne reaktoriin sellaisessa muodossa, että pölyn sisältämä hiili voidaan käyttää hyväksi ja tuhka erottaa prosessista.
20 Keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että kier-tomassatyyppisessä leijukerrosreaktorissa sovitetaan partikkelien palautusputken yhteyteen agglomerointilaite, joka käsittää agglomerointi ja leijutuskammion. Kammioon on yhdistetty kiertomassaerottimesta tuleva partikkelien 25 palautusputki ja palautusputken alempi osa, jonka kautta kiertopartikkelit palautetaan leijukerrosreaktorin alaosaan. Kammion pohjaan on lisäksi sovitettu leijutuskaasun syöttöelimiä esim. leijutuskaasusuuttimia ylläpitämään kammiossa kupliva leijukerros, petimateriaalin muodostues-30 sa kiertomassapartikkeleista. Leijutuskaasu voidaan myös syöttää reaktoriin esim. huokoisen pohjalevyn kautta. Kammion yläosaan on sovitettu pölypoltin, hienon pölyn kuumentamiseksi ja ainakin osittaiseksi polttamiseksi. Pölypolttimen kautta pölyerottimesta saatua hienoa pölyä 35 johdetaan kammioon leijukerroksen yläpuolella olevaan vapaaseen tilaan. Pölypoltin käsittää kaksi tiehyttä tai suutinta, toisen happipitoiselle kaasulle toisen hienolle 7 85909 pölylle tai pöly-kaasu seokselle. Pölypoltin on sovitettu kammion yläosaan siten, että pölyn poltossa muodostuva pölyliekki pääasiallisesti muodostuu leijukerroksen yläpuolella olevaan tilaan. Siten esim. pölysuutin ja kaasu-5 suutin on edullisesti sovitettu niin, että pölyllekin kärki työntyy kuplivaan leijukerrokseen.
Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä kaasunpuhdistus-vaiheessa erotettua hienoa pölyä agglomeroidaan korotetus-10 sa lämpötilassa kiertävään petimateriaaliin ennen kiin-toainespartikkeleiden palauttamista reaktorikammioon. Kaasusta erotetaan siis partikkeleita ainakin kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheeessa erotetaan pääasiallisesti karkeampia partikkeleita, jotka ainakin pääosal-15 taan palautetaan kiertomassana reaktoriin, ja toisessa vaiheessa erotetaan pääasiallisesti hienompaa hiilipitois-ta pölyä, josta ainakin osa palautetaan korotetussa lämpötilassa kiertomassaan agglomeroituneena ja sekoittuneena leij ukerrosreaktoriin.
20
Erotetun hienon pölyn lämpötila korotetaan yli 1000°C:een, edullisesti 1000 - 1300eC:een, johtamalla pölyvirtaan happipitoista kaasua, jolloin ainakin osa hienosta pölystä muodostaa tahmeita pölypartikkeleita, jotka saatetaan 25 agglomeroitumaan kiertäviin partikkeleihin ennen niiden palauttamista reaktorikammioon. Edullisesti saatetaan agglomeroidut partikkelit sekoittumaan tasaisesti kiertäviin partikkeleihin ennen niiden palauttamista reaktoriin.
30 Prosesseissa, joissa on sitä edullisempaa mitä korkeammassa lämpötilassa kaasu voidaan puhdistaa, tuotekaasusta pystytään erottamaan myös hienot pölyt käyttämällä useita peräkkäin kytkettyjä sykloneja, syklonipattereita tai korkean lämpötilan kestäviä suotimia tai muita vastaavia, 35 jotka kykenevät erottamaan myös hienot hiukkaset.
8 85909
Toisaalta esimerkiksi kombivoimala-prosessiin yhdistettynä on edullista käyttää tuotettu kuuma kaasu höyryn tulis-tamiseen ja puhdistaa tuotettu kaasu hienosta pölystä vasta kaasun saavutettua alemman lämpötilan, esim. 850 °C.
5 Tällöin myös kaasun puhdistus on helpommin toteutettavissa. Alemmassa lämpötilassa ei kaasussa enää esiinny haitallisessa määrin hienoja, vaikeasti erotettavia huuruja, jotka helposti tukkivat esim. keraamisten suodattimien huokoset. Kuumat huurut ovat lisäksi kemiallisesti erit-10 täin agressiivisia ja asettavat materiaaleille suuria vaatimuksia. Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu siten erittäin hyvin kombivoimala-sovellutuksiin, koska polttoaineen hiilikonversio on suuri, tuotettu kaasu puhdasta ja kaasuturbiineihin soveltuvaa ja lisäksi pystytään 15 kokonaislämpötaloutta parantamaan tulistamalla höyry.
Agglomeroinnilla kasvatetaan hienon pölyn raekokoa niin paljon, että pölyn viiveaika reaktorissa kasvaa ja hiili-konversio paranee. Jos palautetun pölyn raekoko kasvate-20 taan riittävän suureksi voidaan tuhkapartikkelit poistaa optimaalisessa vaiheessa reaktorista, jolloin tuhkarakeen sisältämä hiili on reagoinut lähes täydellisesti.
Agglomeroimalla pöly varsinaisen leijukerrosreaktorin 25 ulkopuolella, jossa kiertävien suurimpien partikkelien koko on huomattavasti pienempi kuin itse reaktorissa leijuvien suurimpien partikkelien koko, vältytään liian suurten partikkelien muodostumiselta, jotka saattaisivat poistua tuhkan mukana reaktorista hiilen ehtimättä rea-30 goida täydellisesti.
Kaasutus kiertävässä leijukerrosreaktorissa eroaa eräiltä osin olennaisesti kaasutuksesta konventionaalisessa kuplivassa leijukerrosreaktorissa. Kiertävässä leijukerrosreak-35 torissa kaasun ylöspäin suuntautuva virtausnopeus on niin suuri, tyypillisesti 2-10 m/s, että suuri määrä kiinteää petimateriaalia nousee kaasujen mukana rektorin yläosaan 9 85909 ja ulos reaktorista, johon se palautetaan kaasunerotuksen jälkeen. Tässä reaktorissa tärkeät reaktiot kaasujen ja kiintoaineen välillä tapahtuvat koko reaktorin alueella suspensiotiheyden ollessa 0,5-30 kg/kg kaasua, yleisimmin 5 2-10 kg/kg kaasua, reaktorin yläosassakin.
Kuplivassa leijukerroksessa, jossa kaasun virtausnopeudet ovat tyypillisesti 0,4-2 m/s ja suspensiotiheydet reaktorin yläosassa noin 10-100 kertaa pienempiä kuin kiertä-10 vässä leijukerrosreaktorissa, tapahtuvat kaasu/kiinteä aine reaktiot pääosin vain reaktorin alaosassa eli nk. petissä.
Keksinnön mukaisen laitteen edut ovat mm. seuraavat: 15 - Laitteella saavutetaan korkea hiilikonversioaste.
- Hienon hiilen agglomeroiminen voidaan suorittaa hallitusti ilman, että prosessiolosuhteet kaasuttimessa tai kattilassa häiriintyvät.
- Käytettäessä ns. kiertävää leijukerrosperiaatetta voi-20 daan reaktoriosa rakentaa poikkileikkaukseltaan selvästi pienemmäksi kuin käytettäessä ns. kuplivaa leijukerros-reaktoria.
Pienemmän poikkileikkauksen ja parempien sekoitusolo-suhteiden ansiosta polttoaineen syöttö- ja tuhkanpois-25 tolaitteita tarvitaan oleellisesti vähemmän kuin ns. kuplivan petin tapauksessa.
-Polttoaineen sisältämän rikin sidonta halpaan kalkkiin voidaan suorittaa prosessissa.
-Kiintoaineen ja kaasujen väliset reaktiot tapahtuvat 30 koko reaktoriosan ja erottimen alueella.
-Esitetyt laitteet eivät vaadi kalliita erikoismateriaaleja.
-Koska eri prosessivaiheet suoritetaan eri laitteissa, V on prosessin säätö mahdollista tehdä optimaalisesti ;;; 35 kokonaistuloksen kannalta.
- Saadaan inerttiä tuhkaa.
- Lentotuhkan varastointiongelmat vähenevät.
ίο 85909
Seuraavassa selostetaan lähemmin keksintöä viitaten kuvioihin, jotka esittävät kahta keksinnön sovellutusmuotoa
Fig. 1 Kaaviokuva kaasutuslaitteesta.
5 Fig. 2 Kaaviokuva sulku- ja agglomerointi- laitteesta.
Fig. 3 Kaaviokuva kattilalaitoksesta.
Kuviossa 1 esitetyssä kaasutuslaitteessa on leijukerros-10 reaktorin 1 yläosaan yhdistetty partikkelierotin 2, jonka alaosasta johtaa kiertävien partikkelien palautusputki 3 reaktorin alaosaan. Tuotetun kaasun poistoputki 4 johtaa erottimen yläosasta hienon pölyn erottimeen 5. Hienon pölyn erottimesta johtaa hienon pölyn putki 6 agglomeroin-15 tilaitteeseen 7, joka on sovitettu kiertävien partikkelien palautusputken 3 yhteyteen. Leijukerrosreaktorin pohjaan on sovitettu leijutuskaasun jakolaite 8. Reaktoriin syötetään hiilipitoista kiinteää kaasutettavaa ainetta yhteen 9 kautta ja kalkkia tai muuta materiaalia, jonka tarkoi-20 tuksena on erottaa kaasutettavan aineen sisältämää rikkiä, yhteen 10 kautta. Keksinnön mukaisesti suurin osa reaktorista 1 tulevasta kiintoaineesta, joka koostuu reagoimattomasta hiilestä, mahdollisesti reaktoriin yhteen 10 kautta syötetystä kiinteästä materiaalista, kuten 25 kalkista sekä polttoaineen sisältämästä tuhkasta, erotetaan erottimessa 2 kaasusta. Kuitenkin hienoin jae, jonka osuus on tyypillisesti n. 0,1-2 % reaktorista tulevasta kiintoainevirrasta, joutuu erottimesta poistuvaan tuote-kaasuvirtaan. Erotin 2 voi olla jotakin tunnettua tyyppiä, 30 kuten sisältä muurattu syklonierotin tai jokin muu vastaava kuuman kaasun erotin.
Reaktorissa 1 ja erottimessa 2 on tyypillisesti korkea lämpötila, 750-1100 °C. Rakeenteeltaan reaktori 1 ja 35 erotin 2 ovat edullisesti sisältä muurattuja rakenteita. Kuumat kaasut ja niiden sisältämä pieni pölymäärä joh- 11 85909 detaan kanavaa 4 pitkin mahdolliseen lämmöntalteenottoyk-sikköön 11, joka samalla jäähdyttää kaasuja jonkin verran.
Lämmöntalteenottoyksikön jälkeen kaasut johdetaan hienon 5 pölyn erottimeen 5, jossa kaasuista erotetaan kiintoaineet käytännössä likimain täydellisesti. Erotinlaite 5 voi olla jotakin tunnettua tyyppiä kuten keraaminen tai muu suodin tai jokin korkean erotustehon omaava keskipakoiserotin. Puhdas kaaasu viedään kanavaa 12 pitkin käyttökohteeseen-10 sa. Hieno pöly, joka on erotettu kaasusta erottimessa 5, viedään putkea 6 pitkin sulku-ja agglomerointilaitteeseen 7. Kun erottimessa 5 erotettu hieno, hiilipölyä sisältävä pöly on kuumaa, on edullista käyttää ns. polvirakennetta 13 (loop seal) pölyn syöttämiseksi laitteeseen 7 käyt-15 tämällä happipitoista kaasua, jota syötetään putken 14 kautta. Tällöin saadaan aikaan putkessa 6 kuljetettavan pölyn osittainen hapettuminen, joka nostaa kuljetettavan pölyn lämpötilaa. Jos pöly pyrkii lämpenemään liikaa, voidaan mukaan syöttää myös muuta kaasua putken 15 kautta. 20 Edullisia kaasuja ovat vesihöyry tai hiilidioksidi. Tarvittaessa voidaan pölyn kuljetus toteuttaa pelkästään . _ inertillä kaasulla.
Erottimesta 2 tuleva suuri kiintoaineen massavirta, joka 25 viedään putken 3 kautta sulku- ja agglomerointilaitteen 7 alaosaan, voidaan tarvittaessa jäähdyttää putkessa 3 olevalla jäähdyttimellä 16, jolloin saadaan talteen myös lämpöä. Kiertävä karkea partikkelivirta on syytä jäähdyttää, mikäli kuumennettava hieno pölyvirta on suuri suh-30 teessä kiertävään partikkelivirtaan vaikuttaen siten reaktoria kuumentavasti. Yleensä hieno pölyvirta on erittäin pieni suhteessa kiertopartikkelivirtaan eikä vaikuta ; . reaktorin lämpötilaan.
35 Kuviossa 2 esitetty agglomerointilaite 7 käsittää agglome-rointi- ja leijutuskammion 30, jossa ylläpidetään edullisesti kupliva leijukerros 31. Leijukerroksen petimate- 12 85909 riaali muodostuu pääasiallisesti kiertomassapartikkeleista joita erotetaan prosessikaasusta kiertomassaerottimessa 2 ja johdetaan palautusputken 3 yläosaan ja sisääntulon 32 kautta kammioon. Petimateriaalia poistetaan jatkuvasti 5 ulosmenoputken 33 kautta ja palautetaan leijukerrosreak-toriin 1 palautusputken 3 alaosan kautta. Kammion 30 pohjan muodostaa arinalevy 34, jossa on suuttimia 35 leijutuskaasun syöttämiseksi kammioon arinan alapuolella olevasta jakokammiosta 36. Leijutuskaasu johdetaan edul-10 lisesti säädettävien sisääntulojen 37 kautta jakokammioon 36. Leijutuskaasuna käytetään sisääntulosta 32 tulevalle partikkelivirralle sopivaa fluidisointikaasua, joko in-erttiä kaasua, kuten typpeä, vesihöyryä ja/tai hiilidioksidia, tai happipitoista kaasua tai hapen ja inertinkaa-15 sun yhdistelmää.
Agglomerointikammion yläosaan on sovitettu hienon pölyn suutin 38 ja palamista ylläpitävän kaasun suutin 39, jolloin kammion yläosaan syntyy kuuma >1200 °C liekki 40 20 jossa hienon pölyn mukana tuleva tuhka-aines sulaa ja osittain tarttuu toisiinsa. Suuttimissa syntyvän pölyllekin 40 kärki tunkeutuu leijukerrokseen. Kammion sisääntulo 32 ja ulosmeno 33 voidaan muodostaa siten, että kammiossa ylläpidetään määrätyn korkuinen leijukerros ja niin että 25 kammion yläosaan leijukerroksen yläpuolelle jää vapaa tila pölyliekille. Liekin pituutta voidaan säätää suuttimilla 38 ja 39.
Poltettava hienon pölyn erottimelta 5 tuleva hieno jään-30 nöskoksi sekä sen mukana tuleva agglomeroitava hieno tuhka-aines poltetaan liekissä 40 kuvan 2 mukaisessa agglomerointilaitteessa 7 leijukerroksen yläpuolisessa tilassa siten, että polttoliekin kärki 40 työntyy leiju-· · : kerrokseen. Tällöin kuumassa liekissä koksin palamisen ____: 35 seurauksena sulaan tilaan joutunut hieno tuhka-aines ... päätyy leijukerrokseen, jossa sulat partikkelit tarttuvat T ja jähmettyvät leijutettavan kiertomassan pintaan, koska 13 85909 kiertomassa on kylmempi kuin sula tuhka. Agglomerointi-laitteessa kiertomassalla ylläpidetään siis edullisesti tuhkan jähmettymislämpötilaa alhaisempi lämpötila.
5 Päälaitteessa, kiertomassatyyppisessä leijukerrosreak-torissa 1, leijuttettava aine vaihtuu koko ajan. Näin ollen myös agglomerointilaitteessa 7 leijukerrosmateriaali vaihtuu jatkuvasti ja päälaitteeseen palaava massakierto vie näin jatkuvasti mukanaan agglomeroituneen tuhka-ainek-10 sen päälaitteeseen. Agglomerointilaitteessa lämpötila säätyy melko pitkälle itsestään massakierron avulla. Koska erottimesta 5 tuleva pölyvirta on yleensä oleellisesti pienempi kuin partikkelivirta erottimesta 2, voidaan hienon pölyn agglomeroituminen suureen partikkelivirtaan 15 ohjata hallitusti ilman, että itse pääprosessille reaktorissa aiheutetaan haittaa. Saapuessaan reaktoriin pöly- ja partikkelivirrat ovat sekoittuneet putkessa 33 ja lämpötilat tasoittuneet. Koska erottimesta 2 tulevien partik-keleiden raekoko on tunnettu (tyypillisesti 99 % alle 1 20 mm) ja samoin erottimesta 5 tuleva pöly (tyypillisesti 99 % alle 0,1 mm), on helppo ohjata agglomeroitumista siten, [ että muodostuu suurempia, kokoluokaltaan alle 10 mm: n rakeita.
25 Putkesta 33 valuva materiaalivirta joutuu reaktorin 1 pohjalla olevan fluidisointikaasun jakolaitteen 8 päälle, jossa on happipitoinen atmosfääri. Täällä vähän reaktiiviset agglomeroituneet koksipartikkelit saavuttavat kasvaneen raekokonsa vuoksi riittävän viiveen reagoidakseen 30 täydellisesti, jolloin tuhkanpoistoputken 24 kautta poistuvassa materiaalissa on erittäin vähän reagoimatonta hiiltä. Tuhkan poisto reaktorista säädellään laitteen 25 avulla, joka voi olla esim. ruuvikuljetin ja tuhka viedään tuhkankäsittelylaitteelle 26, joka voi olla jotakin tun-35 nettua tyyppiä.
i4 85909
Happipitoinen kaasu johdetaan putkea 27 pitkin fluidisoin-tikaasun jakolaitteen 8 alle, joka jakaa kaasun reaktoriin. Happipitoisen kaasun lisäksi fluidisointikaasuksi on edullista syöttää varsinkin kivihiilen kaasutuksessa 5 vesihöyryä putken 28 kautta.
Kaasutettava kiinteä aine syötetään reaktoriin yhteestä 9 edullisesti siten, että syöttökohta sijaitsee reaktorin pohjalla olevan tiheänunään fluidisoivan kerroksen yläpuo-10 lella, jossa polttoaineen haihtuvat aineet osaltaan vapautuvat tuottaen korkean lämpöarvon omaavaa kaasua. Kiinteä aine syötetään edullisesti tasolle, joka on 2-4 m reaktoriin syötettävän happipitoisen kaasun jakolaitteen yläpuolella.
15
Kuviossa 3 esitetyssä kattilalaitoksessa keksintöä on sovellettu fossiilisia polttoaineita käyttävän kiertoraas-satyyppisen leijukerroskattilan lentotuhkan käsittelyyn. Leijukerroskattilaan 1 on yhdistetty partikkelierotin 2 20 ja kiertomassan palautusputki 3. Kiertopartikkeleista puhdistettu kaasu johdetaan yhteen 4 kautta konvektio-osaan 11 ja edelleen kaasunpuhdistimelle 5, joka voi olla esim. sähkösuodin, letkusuodin, keraaminen filtteri, multisyklooni tai jokin muu vastaava hienon pölyn erotin. 25
Hieno pöly johdetaan kaasunpuhdistimelta yhteen 6 kautta kiertomassan palautusputkeen 3 sovitetulle agglomeroin-tilaitteelle 7. Agglomerointilaite toimii kuten edellä on selostettu. Happipitoisella kaasulla putkesta 22, edulli-30 sesti ilmalla, aikaansaadaan korotettu lämpötila, edullisesti 1000 - 1250°C, jossa ainakin osa lentotuhkasta sulaa ja tarttuu kiinni kiertomassa partikkeleihin. Agglomeroin-tilaitteeseen voidaan tuoda lisäpolttoainetta, jos hienon ·.· ' pölyn sisältämä hiilipitoisuus ei riitä korotetun lämmön 35 aikaansaamiseksi. Tämä lisäpolttoaine voi olla kattilassa .···. poltettavaa polttoainetta. Joissakin sovellutuksissa voidaan jopa kaikki polttoaine kattilaan tuoda agglome- 15 85909 rointilaitteen kautta ja happipitoisen kaasun määrällä säätää lämpötila agglomerointilaitteessa.
Koska hienon pölyn määrä on klertomassavlrtaa oleellisesti 5 pienempi ja koska agglomerointilaitteessa voidaan korottaa pääasiallisesti vain hienon pölyn lämpötilaa, on mahdollista hallitusti ohjata pölyn palautusta ilman että itse polttoprosessille kattilassa aiheutetaan haittaa. Agglome-roimalla hieno pöly kiertopartikkeleihin kattilan ulkopuo-10 lella voidaan agglomerointilämpötila vapaasti valita tuhkan mukaan, vaikuttamatta haitallisesti prosessiin kattilassa. Sitä vastoin kattilan lämpötilaa voidaan harvoin muunnella itse kattilassa tapahtuvalle agglome-roinnille sopivaksi vaikuttamatta haitallisesti polttopro-15 sessiin.
Sula lentotuhka jähmettyy sekoittuessaan kylmempään kier-tomassaan ja muodostaa kovia ja tiivitä kiertomassan raekokoa karkeampia partikkeleita, tyypillisesti 2-20 20 mm. Näin saadut karkeat tuhkarakeet joutuvat kiertomassan paluukierron mukana kattilan tulipesään, josta ne voidaan erottaa normaalin pohjatuhkan mukana ulos tuhkanpoistoput-kesta 24.
25 Joissakin sovellutuksissa on edullista paineistaa kiertävä leijukerrosreaktori 1-50 bar:in kaasunpaineeseen, jolloin pienikokoisella reaktorilla pystytään tuottamaan esim. kombivoimalaprosessiin soveltuvaa kaasua.
30 Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa sovellutusesimerkkinä esitettyyn kaasuttimeen. Joissakin sovellutuksissa voi olla edullista sovittaa reaktorin yhteyteen useita partik-kelierottimia rinnakkain tai sarjaan ja sovittaa agglome-rointilaite vain yhteen tai kaikkiin palautusputkiin. 35 Samaten voidaan hieno pöly erottaa useissa erottimissa, jotka voivat olla erityyppisiäkin. Pölyn agglomerointi voi tapahtua erillään palautusputkesta ja vain kiertävien par- « 85909 tikkelien ja agglomeroidun pölyn sekoitus palautusputkes-sa. Myös palautusputken 3 alaosaan voidaan sovittaa tarvittaessa lämmöntalteenottolaitteita. Agglomeroituvien partlkkelelden tarttuminen palautusputken seinämiin voi-5 daan myös estää johtamalla kaasuvirtoja putken seinämiä pitkin niin, että partikkelit jäähtyvät ennen kuin ne koskettavat seinämiin.
Keksintöä voidaan tietenkin myös soveltaa sellaisissa 10 kaasutusreaktoreissa, joissa el käytetä happipitoista kaasua kaasutuksen aikaansaamiseksi, vaan polttoaineen lämpötilaa nostetaan jollakin muulla tavalla.

Claims (3)

1. Laite kiinteän hiilipitoisen aineen kaasuttamiseksi tai polttamiseksi kiertomassatyyppisessä leijukerrosreaktoris-sa, joka käsittää - reaktorikammion (1) jälkeen sovitetun kiertomassaerot-timen (2) johon on sovitettu kaasun poistoaukko kaasun 10 poisjohtamiseksi kiertomassaerottimesta ja partikkelien palautusputki (3), erotettujen partikkelien takaisinjohtamiseksi edullisesti reaktorikammion (1) alaosaan, - kiertomassaerottimesta (2) tulevaan kaasuvirtaan (4) sovitetun pölyerottimen (5), hienon pölyn erottamiseksi 15 kaasusta ja pölyerottimeen yhdistetyn erotetun hienon pölyn virtausputken (6), hienon pölyn johtamiseksi pöly-erottimesta agglomerointilaitteeseen, - agglomerointilaitteen (7), joka on sovitettu kierto massaerottimesta (2) tulevien partikkelien palautusputkeen 20 (3,33) siten, että kiertomassapartikkelit kulkevat kiertomassaerottimesta agglomerointilaitteen kautta leijutus- reaktorin (1) alaosaan, ja - agglomerointilaitteen yläosaan sovitetun pölypoltti-men, jolla pölyerottimelta tuleva hieno pöly kuumennetaan 25 ja ainakin osittain poltetaan pölyn agglomeroimiseksi kiertomassaan agglomerointilaitteessa, tunnettu siitä, että agglomerointilaite (7) käsittää kammion, jonka pohjaan on M sovitettu leijutuskaasun syöttöelimiä (34,35), kuplivan 30 kiertomassapartikkeleista muodostuvan leijukerroksen ; ylläpitämiseksi kammiossa, ja jonka kammion yläosaan V-* pölypoltin on sovitettu sellaiselle etäisyydelle kuplivan leijukerroksen (31) yläpinnasta, että pölyliekki pääasial-lisesti muodostuu kuplivan leijukerroksen yläpuolella t : : 35 olevaan kaasutilaan. * * « « • ♦ · » · • · · « · ♦ • · 18 85909
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite tunnettu siitä, että pölypoltin käsittää kaksi suutinta (38,39), kaasu-suuttimen (39) happipitoiselle kaasulle ja hienon pölyn suuttimen (38) pölylle tai pöly-kantokaasu seokselle. 5
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite tunnettu siitä, että hienon pölyn suutin (38) ja kaasusuutin (39) on sovitettu sellaiselle etäisyydelle kuplivan leijukerroksen yläpinnasta, että pölyn poltossa syntyvän pölyllekin kärki 10 työntyy kuplivaan leijukerrokseen. is 85909
FI890833A 1989-02-22 1989-02-22 Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material. FI85909C (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI890833A FI85909C (fi) 1989-02-22 1989-02-22 Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
US07/476,045 US4969930A (en) 1989-02-22 1990-02-08 Process for gasifying or combusting solid carbonaceous material
JP2040892A JPH0697082B2 (ja) 1989-02-22 1990-02-21 循環流動層反応器における固体炭質材料のガス化または燃焼用装置
EP90103442A EP0384454B1 (en) 1989-02-22 1990-02-22 Apparatus for gasifying or combusting solid carbonaceous material
DE199090103442T DE384454T1 (de) 1989-02-22 1990-02-22 Vorrichtung zur vergasung oder verbrennung von festen kohlenstoffhaltigen materialien.
ES199090103442T ES2036065T3 (es) 1989-02-22 1990-02-22 Aparato para gasificacion o combustion de material carbonoso solido.
DE9090103442T DE69000323T2 (de) 1989-02-22 1990-02-22 Vorrichtung zur vergasung oder verbrennung von festen kohlenstoffhaltigen materialien.
AT90103442T ATE80908T1 (de) 1989-02-22 1990-02-22 Vorrichtung zur vergasung oder verbrennung von festen kohlenstoffhaltigen materialien.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI890833A FI85909C (fi) 1989-02-22 1989-02-22 Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
FI890833 1989-02-22

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI890833A0 FI890833A0 (fi) 1989-02-22
FI890833A FI890833A (fi) 1990-08-23
FI85909B FI85909B (fi) 1992-02-28
FI85909C true FI85909C (fi) 1992-06-10

Family

ID=8527942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI890833A FI85909C (fi) 1989-02-22 1989-02-22 Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4969930A (fi)
EP (1) EP0384454B1 (fi)
JP (1) JPH0697082B2 (fi)
AT (1) ATE80908T1 (fi)
DE (2) DE384454T1 (fi)
ES (1) ES2036065T3 (fi)
FI (1) FI85909C (fi)

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5141708A (en) * 1987-12-21 1992-08-25 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integrated recycle heat exchanger
US5069170A (en) * 1990-03-01 1991-12-03 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with inlet and outlet chambers
US5133943A (en) * 1990-03-28 1992-07-28 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment external recycle heat exchanger
US5054436A (en) * 1990-06-12 1991-10-08 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and process for operating same
US5069171A (en) * 1990-06-12 1991-12-03 Foster Wheeler Agency Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with a transverse outlet chamber
DE4038878C1 (fi) * 1990-12-06 1992-03-05 Lentjes Ag, 4000 Duesseldorf, De
US5040492A (en) * 1991-01-14 1991-08-20 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a recycle heat exchanger with a non-mechanical solids control system
US5094191A (en) * 1991-01-31 1992-03-10 Foster Wheeler Energy Corporation Steam generating system utilizing separate fluid flow circuitry between the furnace section and the separating section
US5095854A (en) * 1991-03-14 1992-03-17 Foster Wheeler Development Corporation Fluidized bed reactor and method for operating same utilizing an improved particle removal system
US5181481A (en) * 1991-03-25 1993-01-26 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having multiple furnace sections
US5140950A (en) * 1991-05-15 1992-08-25 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with recycle rate control and backflow sealing
US5253741A (en) * 1991-11-15 1993-10-19 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed steam reactor including two horizontal cyclone separators and an integral recycle heat exchanger
US5218931A (en) * 1991-11-15 1993-06-15 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed steam reactor including two horizontal cyclone separators and an integral recycle heat exchanger
FI89074C (fi) * 1991-12-03 1993-08-10 Ahlstroem Oy Foerfarande och anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material
US5203284A (en) * 1992-03-02 1993-04-20 Foster Wheeler Development Corporation Fluidized bed combustion system utilizing improved connection between the reactor and separator
US5239946A (en) * 1992-06-08 1993-08-31 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor system and method having a heat exchanger
US5284550A (en) * 1992-06-18 1994-02-08 Combustion Engineering, Inc. Black liquier gasification process operating at low pressures using a circulating fluidized bed
US5299532A (en) * 1992-11-13 1994-04-05 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having multiple furnace and recycle sections
US5339774A (en) * 1993-07-06 1994-08-23 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed steam generation system and method of using recycled flue gases to assist in passing loopseal solids
DE4340459C1 (de) * 1993-11-27 1995-05-18 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zum Betreiben eines Wirbelschichtreaktors zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen
DK0777711T3 (da) * 1994-08-23 1999-06-07 Foster Wheeler Energia Oy Fremgangsmåde og apparat til termisk nedbrydning af dinitrogenoxid
US5463968A (en) * 1994-08-25 1995-11-07 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment variable duty recycle heat exchanger
CN1057789C (zh) * 1995-09-01 2000-10-25 清华大学 重力循环床煤气－－蒸汽联产锅炉
US5624470A (en) * 1995-12-22 1997-04-29 Combustion Engineering, Inc. Black liquor gasification with integrated warm-up and purge
US5738758A (en) * 1995-12-22 1998-04-14 The University Of New Brunswick Process for the conversion of calcium sulfide
CN1057788C (zh) * 1996-01-26 2000-10-25 清华大学 流化床焦载热煤气－蒸汽联产工艺及装置
WO1999032583A1 (en) * 1997-12-09 1999-07-01 Danish Fluid Bed Technology Aps Method and apparatus for gasification of solid carbonaceous material
EP0976807A1 (en) * 1998-07-29 2000-02-02 "Patelhold" Patentverwertungs-& Elektro-Holding AG Method and plant for producing a clean gas from a hydrocarbon
DE19839139C1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Alstom Energy Syst Gmbh Feuerungsanlage für Kohle und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Feuerungsanlage
FI110205B (fi) * 1998-10-02 2002-12-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetilämmönsiirtimessä
FR2796131B1 (fr) * 1999-07-06 2001-08-03 Alstom Procede de reduction des emissions d'oxydes de soufre dans une installation de combustion a lit fluidise circulant
US7047894B2 (en) * 1999-11-02 2006-05-23 Consolidated Engineering Company, Inc. Method and apparatus for combustion of residual carbon in fly ash
AU2921101A (en) * 1999-11-02 2001-05-14 Consolidated Engineering Company, Inc. Method and apparatus for combustion of residual carbon in fly ash
FI107758B (fi) * 1999-11-10 2001-09-28 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijureaktori
US6269778B1 (en) * 1999-12-17 2001-08-07 The Babcock & Wilcox Company Fine solids recycle in a circulating fluidized bed
US6532905B2 (en) * 2001-07-17 2003-03-18 The Babcock & Wilcox Company CFB with controllable in-bed heat exchanger
FI112952B (fi) * 2001-12-21 2004-02-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
FR2873789A1 (fr) * 2004-07-28 2006-02-03 Alstom Sa Dispositif a lit fluidise par air
FR2870925B1 (fr) * 2004-05-28 2006-12-29 Alstom Technology Ltd Dispositif a lit fluidise a agent comburant enrichi en oxygene
EP1753999B1 (fr) * 2004-05-28 2013-11-20 Alstom Technology Ltd Dispositif a lit fluidise a agent comburant enrichi en oxygene
ITMI20041371A1 (it) * 2004-07-09 2004-10-09 Magaldi Power Spa Sistema integrato di estrazione ceneri pesanti trasformazione delle stesse in ceneri leggere e riduzione degli incombusti
DE102004063795B8 (de) * 2004-12-30 2006-10-19 Hilarius Drzisga Verfahren und Vorrichtung zur Gasaufbereitung für Gasturbinen bei Kraftwerken mit Druckkohlenstaubfeuerungsanlagen
DE102005005796A1 (de) * 2005-02-09 2006-08-17 Applikations- Und Technikzentrum Für Energieverfahrens-, Umwelt- Und Strömungstechnik (Atz-Evus) Verfahren und Vorrichtung zur thermochemischen Umsetzung eines Brennstoffs
JP4546862B2 (ja) * 2005-03-25 2010-09-22 メタウォーター株式会社 循環流動式ガス化炉
US8960107B2 (en) * 2005-06-17 2015-02-24 The SEFA Group Inc. Apparatus for turbulent combustion of fly ash
US8833279B1 (en) * 2005-06-17 2014-09-16 The SEFA Group Inc. Multiple output stream particle beneficiation and chemical processing
JP4081689B2 (ja) * 2005-08-26 2008-04-30 株式会社Ｉｈｉ 反応器一体型サイフォン
US8673257B2 (en) * 2006-01-03 2014-03-18 University Of Wyoming Apparatus and method to sequester contaminants
WO2007081561A2 (en) * 2006-01-03 2007-07-19 University Of Wyoming Apparatus and method for sequestering flue gas co2
US8506918B2 (en) * 2006-01-03 2013-08-13 University Of Wyoming Apparatus and method to sequester contaminants
US7462235B2 (en) * 2006-05-03 2008-12-09 Progress Materials, Inc. System and method for decomposing ammonia from fly ash
FI120556B (fi) * 2006-12-11 2009-11-30 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite lämpöä sitovan leijupetireaktorin lämpötilan säätämiseksi
JP5256811B2 (ja) * 2008-03-25 2013-08-07 株式会社Ｉｈｉ ガス発生炉のパージ方法及び装置
IT1393168B1 (it) * 2008-09-08 2012-04-11 Senneca Impianto e processo per combustione di tipo "looping" di solidi carboniosi
FR2937876B1 (fr) * 2008-10-30 2011-03-25 Jean Xavier Morin Dispositif de lit fluidise a fluidisation rapide et a flux sature de solides circulants
FR2937886B1 (fr) * 2008-10-30 2011-05-20 Jean Xavier Morin Dispositif de lit fluidise a fluidisation rapide et a flux sature de solides circulants
WO2010052405A2 (fr) * 2008-11-04 2010-05-14 Jean-Xavier Morin Dispositif de sechage de biomasse solide et utilisation de ce dispositif
US8951315B2 (en) * 2008-11-12 2015-02-10 Exxonmobil Research And Engineering Company Method of injecting fuel into a gasifier via pressurization
US9638418B2 (en) * 2009-05-19 2017-05-02 General Electric Technology Gmbh Oxygen fired steam generator
EP2273192B1 (en) * 2009-06-12 2013-05-22 Alstom Technology Ltd System for converting fuel material
US20120028200A1 (en) * 2009-10-20 2012-02-02 James Kenneth Hicks Burnout of residual carbon in coal fly ash using air cyclones
DE102010006192A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-04 Uhde GmbH, 44141 Verfahren zur Biomasse-Vergasung in einer Wirbelschicht
US9617087B2 (en) * 2010-10-28 2017-04-11 General Electric Technology Gmbh Control valve and control valve system for controlling solids flow, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US9557115B2 (en) 2010-10-28 2017-01-31 General Electric Technology Gmbh Orifice plate for controlling solids flow, methods of use thereof and articles comprising the same
FI123704B (fi) * 2011-02-04 2013-09-30 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä happipolttokiertoleijupetikattilan käyttämiseksi
US8945507B2 (en) * 2011-04-21 2015-02-03 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for operating a gasifier
JP5605508B2 (ja) * 2011-06-22 2014-10-15 株式会社Ｉｈｉ 循環流動層式ガス化炉
US9039810B2 (en) * 2011-06-24 2015-05-26 Synthesis Energy Systems, Inc. Fines capture and recycle system and uses thereof
BR112014009987A2 (pt) * 2011-10-26 2017-05-30 Rentech Inc aparelho
WO2014064648A2 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 How Kiap Gueh Gasification devices and methods
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
DE102017210044A1 (de) * 2017-06-14 2018-12-20 Thyssenkrupp Ag Nachbehandlungsanordnung und Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung sowie Logikeinheit und Verwendung
FI128409B (fi) * 2017-11-02 2020-04-30 Valmet Technologies Oy Menetelmä ja järjestelmä höyryn lämpötilan ylläpitämiseksi leijukattilan käsittävän höyryturbiinivoimalan alentuneella kuormituksella
CN113265273B (zh) * 2021-05-19 2022-07-29 新奥科技发展有限公司 双流化床煤气化系统及其控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847566A (en) * 1973-04-12 1974-11-12 Exxon Research Engineering Co Fluidized bed gasification process with reduction of fines entrainment by utilizing a separate transfer line burner stage
US4315758A (en) * 1979-10-15 1982-02-16 Institute Of Gas Technology Process for the production of fuel gas from coal
DE2947222C2 (de) * 1979-11-23 1987-05-07 Carbon Gas Technologie GmbH, 4030 Ratingen Vorrichtung zur Vergasung von festen, staubförmigen bis stückigen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen und deren Verwendung
JPS5776088A (en) * 1980-10-31 1982-05-12 Nippon Kokan Kk <Nkk> Coal gasification using powdered coal and its device
JPS57147590A (en) * 1981-03-06 1982-09-11 Agency Of Ind Science & Technol Gasification of coal and its device
US4400181A (en) * 1982-01-28 1983-08-23 Hydrocarbon Research, Inc. Method for using fast fluidized bed dry bottom coal gasification
JPS58200921A (ja) * 1982-05-19 1983-11-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd 流動床ボイラにおけるオイルコ−クスの燃焼方法
FR2556983B1 (fr) * 1983-12-23 1986-05-16 Creusot Loire Procede et installation de traitement de matieres en lit fluidise, en particulier pour la combustion ou gazeification de matiere combustible
FR2560967B1 (fr) * 1984-03-08 1988-08-26 Creusot Loire Procede et appareillage de controle du transfert thermique realise dans un lit fluidise
FR2563118B1 (fr) * 1984-04-20 1987-04-30 Creusot Loire Procede et installation de traitement de matiere en lit fluidise circulant
DE3430212A1 (de) * 1984-08-17 1986-02-27 Carbon Gas Technologie GmbH, 4030 Ratingen Verfahren zur gaserzeugung aus kohlenstoffhaltigen brennstoffen
FR2586941B1 (fr) * 1985-09-09 1987-12-04 Framatome Sa Dispositif de traitement de matieres solides sous forme de particules, en lit fluidise circulant, en particulier dispositif de gazeification
JPS62196513A (ja) * 1986-02-21 1987-08-29 Nippon Steel Corp 流動層ボイラ装置
US4709662A (en) * 1987-01-20 1987-12-01 Riley Stoker Corporation Fluidized bed heat generator and method of operation
FI873735A0 (fi) * 1987-08-28 1987-08-28 Ahlstroem Oy Foerfarande och anordning foer foergasning av fast kolhaltigt material.
US4896717A (en) * 1987-09-24 1990-01-30 Campbell Jr Walter R Fluidized bed reactor having an integrated recycle heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
US4969930A (en) 1990-11-13
DE69000323T2 (de) 1993-03-25
ES2036065T3 (es) 1993-05-01
EP0384454A2 (en) 1990-08-29
JPH02290406A (ja) 1990-11-30
FI890833A0 (fi) 1989-02-22
JPH0697082B2 (ja) 1994-11-30
FI890833A (fi) 1990-08-23
ATE80908T1 (de) 1992-10-15
DE384454T1 (de) 1990-12-20
EP0384454A3 (en) 1990-09-26
DE69000323D1 (de) 1992-10-29
EP0384454B1 (en) 1992-09-23
FI85909B (fi) 1992-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85909C (fi) Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
US5154732A (en) Apparatus for gasifying or combusting solid carbonaceous
KR102203125B1 (ko) 단계식 가스화에서의 제 2 단 가스화기
KR100325282B1 (ko) 순환식 유동층 증기 발생기의 연료 및 흡착제 공급 방법 및 장치
US3981690A (en) Agglomerating combustor-gasifier method and apparatus for coal gasification
US20060000143A1 (en) Fluidized-bed gasification and combustion furnace
CN1072346C (zh) 一种流化床蒸汽发生系统及方法
EA017334B1 (ru) Способ и установка для газификации твёрдого топлива в потоке под давлением
WO1999023431A1 (fr) Four de gazeification et de chauffage a lit fluidise
KR20000015802A (ko) 석탄 가스화 장치, 석탄 가스화 방법 및 석탄 가스화 복합 발전시스템
US6709636B1 (en) Method and apparatus for gasifying fluidized bed
WO1986001821A1 (en) Gasification apparatus
JPH0240922B2 (fi)
FI89074B (fi) Foerfarande och anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material
JP2004212032A (ja) 流動層ガス化炉
FI84655B (fi) Foerfarande och anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
JP2641826B2 (ja) 循環流動床における液体燃料の燃焼方法
JPS6157685A (ja) 炭素含有燃料からガスを製造する方法およびその装置
US3062632A (en) Processing of solid fuel for gas production
SU1452840A1 (ru) Установка дл газификации мелкозернистого твердого топлива
SE461150B (sv) Foerfarande foer foergasning av fast, kolhaltigt material
JPS58225191A (ja) 流動層による石炭のガス化方法及びその装置
JPS61143610A (ja) 多段流動層ボイラ−
CZ290861B6 (cs) Způsob energetického vyuľití tuhých paliv s tlakovým zplyňováním a paro-plynovým cyklem a zařízení k jeho provádění
JPH102521A (ja) 円筒形流動層ガス化燃焼炉

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY

FG Patent granted

Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY

MA Patent expired