FI91915C - Menetelmä ja laite polttoaineiden polttamiseksi tai kaasuttamiseksi leijukerroksessa - Google Patents
Menetelmä ja laite polttoaineiden polttamiseksi tai kaasuttamiseksi leijukerroksessa Download PDFInfo
- Publication number
- FI91915C FI91915C FI883348A FI883348A FI91915C FI 91915 C FI91915 C FI 91915C FI 883348 A FI883348 A FI 883348A FI 883348 A FI883348 A FI 883348A FI 91915 C FI91915 C FI 91915C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- zone
- combustion
- fluidized bed
- solids
- drying
- Prior art date
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
- F23C10/06—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 the circulating movement being promoted by inducing differing degrees of fluidisation in different parts of the bed
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
- F22B31/0092—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
5 91915
MENETELMA JA LAITE POLTTOAINEIDEN POLTTAMISEKSI TAI KAASUT-TAMISEKSI LEIJUKERROKSESSA - FOFARANDE OCH ANORDNING FOR FORBRANNING ELLER FORGASNING AV BRANSLEN I EN FLYTBÅDD
Keksinnon kohteena on leijukerrosmenetelma polttoaineen kaasuttamiseksi ja polttamiseksi erillisissa ja eri tavalla leijutetuissa vyohykkeissa.
10
Tallainen laite ja menetelma sen toteuttamiseksi tunnetaan eurooppalaisesta patenttijulkaisusta EP-A 202 215. Siinå tapahtuu pystysuora kerroksen kierto valiseinån ympåri toi-15 sistaan poikkeavan leijutuksen seurauksena ja polttoaine annostellaan heikommasta leijutuksesta johtuen alaspain suuntautuvaan kerroksen virtaan. Julkaisussa mainitaan, etta panostaminen voidaan suorittaa kerroksen pinnan alapuolelle tai ylåpuolelle, ja sopivaksi syottolaitteeksi mainitaan mm.
20 pudotuskouru. Edelleen mainitaan, etta polttoaineen sySton alueita voidaan ajaa siten, etta tarjolla on alle stdkiomet-rinen maara happea, jolloin poltto voidaan toteuttaa porras-tetuksi. Toisin sanoen tapahtuu hitaassa leijukerroksessa paaasiassa kuivuminen ja pyrolyysi.
£* J
Tassa menetelmassa ovat toisistaan poikkeavasti leijutetut vyohykkeet yhden ainoan leijukerroksen sisavyohykkeita niin, etta niissa tapahtuu kierto sisaila samana pysyvassa kerros-30 korkeudessa leijukerroksen poikkileikkauksen alueella. Vyo-hykkeiden erottaminen toisistaan tapahtuu våliseinallå, jonka ylåreuna pååttyy pal jon kerrospinnan alapuolella. Tama menetelma sallii vain hitaan kerrosmateriaalin liikkeen, joka ei riitå polttoaineen tasaiseen jakautumiseen kerrok-35 sessa hyvaksyttåvåssa ajassa eli siis erityisesti nopeasti kaasuuntuvien polttoaineiden kohdalla ei saavuteta tasaista latausta poikkipinnan alueelle. Lisaksi sallii ennestaån tuttu rakenne vain yhden kaasunpoistoaukon kaikille vyohyk- 91915 2 keille yhteisen kerrospinnan ylåpuolella, joten toisaalta tarkoituksellinen vaikuttaminen leijukerroksen tiettyyn kohtaan ei ole mahdollista ja toisaalta kerroksen pinnan ylåpuolella, joka on kerroksen poikkileikkauksen ylåpuolel-5 la, vallitsevat epåtasaiset olosuhteet niin, esiintyy koos-tumukseltaan toisistaan poikkeavia kaasuvirtoja.
Nyt on yllåttåen havaittu, ettå tåhån tekniikan tasoon liit-10 tyvåt haittapuolet voidaan yllåttåvållå tavalla vålttåå, kun leijukerros rakennetaan niin, ettå toisistaan poikkeavalla tavalla leijutettujen vyohykkeiden vålinen yhteys pysyy al-haalla samana, mutta voimakkaammin leijutettua polttovyohy-kettå ajetaan turbulenttina tai nopeana leijukerroksena 15 niin, ettå tåsså vyohykkeesså kiinteån aineen virta kantau-tuu oleellisesti ottaen korkeaxiunalle kuin heikonunin leijute-tun kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen kerrospinta ja sen jål-keen kiinteån aineen virta pakotetaan kååntymåån niin, ettå hiukkassade putoaa kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen kerros-20 pinnalle, johon polttoaine annostellaan ja samalla polttoai-ne sekoittuu kerrosxnateriaaliin, ja samalla polttovyohyk-keestå ulostulevien kaasujen suunta myos kåånnetåån niiden erotuttua kiinteistå aineista niin, ettå syntyy jålkipoltto-vyohyke, jossa mielellåån myos heikommin leijutetuista kui-25 vaus- ja pyrolyysivyohykkeestå ulostulevat kaasut poltetaan.
Nåin olien on keksinnonmukaiselle mene t elmå Ile ennen kaikkea tunnusomaista se, ettå syotetåån polttoaine kuivaus- ja 30 pyrolyysivyohykkeeseen, jossa on suhteellisesti våhåisempi leijutus, ja jossa kiintoaineet siirtyvåt alaspåin, ettå kuljetetaan mainitut kiintoaineet kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen alaosasta polttovyohykkeen alaosaan, jossa vyohykkeesså leijutus on suhteellisesti voimakkaampaa, ja jossa 35 kiintoaineet siirtyvåt ylospåin, ettå kåytetåån polttovyohy-kettå nopeana tai turbulenttisena leijukerroksena, ettå kuljetetaan mainitut kiintoaineet ylospåin polttovyohykkee- 91915 3 seen ohi kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen kerroksen korkeu-den, ettå uudelleenkierråtetåån ja pakko-ohjataan kiintoai-neet polttovyohykkeen ylåosasta alaspain kohti kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen mainittua kerrosta kiintoainesuihkuna, 5 ettå annostellaan polttoaine suoraan kiintoainesuihkuun, ettå ohjataan polttovyohykkeesta tulevat kaasut virtausim-pulssina turbulenssivyohykkeeseen, jossa jalkipoltto tapahtuu, ja etta saådetåån låmpotilaa jålkipoltto-turbulenssi-vydhykkeessa ohjaamalla leijutuskaasun kokonaismåårån jakau-10 tumista polttovyohykkeeseen ja kuivaus- ja pyrolyysivyohyk-keeseen.
Saksan hakemusjulkaisusta No. 27 36 493 tunnetaan yhdistel-15 må, jossa on nopea leijutusvyohyke ja hidas leijutusvyohyke sekå pakotettu kååntyminen liittyneenå nopeaan leijutus-vyohykkeeseen sekå koksijauheen poltto. Siinå suihkutetaan koksijauhetta polttovyohykkeeseen, jossa ajo tapahtuu nopea-na leijukerroksena. Polttovyohykkeen pååsså kåånnetåån kaa-20 su/tuhkavirta kimmahduslevyn avulla alaspain ja tuhka putoaa reaktorin sisåtilaan, jossa sitå pidetåån yhteenpaistumisen eståmiseksi ja poiston helpottamiseksi hitaana leijukerroksena. Osa tuhkasta menee kiinteåainevirtana kiertoon. Tållå ei ole esillå olevan keksinnån mukaisen menetelmån kanssa 25 mitåån tekemistå, sillå keksinnonmukaisessa menetelmåsså tapahtuu poltto kahdessa vaiheessa ja polttoaine annostellaan hitaaseen leijukerrokseen.
JO Keksinnonmukaisen menetelmån ajo on edullista suorittaa siten, ettå polttovyohykkeen korkeus on 2 - 20 kertaa kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen korkeus.
35 Tålloin voidaan toimia siten, ettå kuivaus- ja pyro- lyysivyohykkeestå poistuvat kaasut imetåån pois ennen niiden sekoittumista polttovyohykkeestå poistuviin kaasuihin.
91915 4 Jålkipolttoturbulenssivyohykkeen låmpotilaa voidaan vaih-toehtoisesti tai lisaksi saMtMa lisååmållå hapenkantaja-kaasua hiukkassateen alueelle.
5
Kuten edellå on mainittu, ajetaan polttovyohykettå nopeana tai turbulenttina leijukerroksena. Termi "nopea" on leiju-kerrosajan ammattitermi ja samalle asialle kaytetaan usein vaihtoehtoisesti termia "turbulentti”. Kun leijukerrosta 10 ajetaan tavalliseen tapaan "hitaasti", esiintyy siina enem-mån tai våhemmån tiheå vyohyke, jolla on pinta, joka tosin ulos tulevien kaasukuplien (bubbling) vaikutuksesta vaihte-lee, mutta on kuitenkin muutoin hyvin mSariteltavissa. Kun kaasun ISpivirtaus nostetaan "nopean" ajotavan tasolle, ei 15 tMtS pintaa enåS voida maSritella ja oletetaan, ettå "no-peassa" tilassa leijukerros sisåltaa kimppuja, joissa on korkeampi kiinteS aineen konsentraatio, yhtåjaksoisessa pienemmSn kiinteaainepitoisuuden tilassa, jolloin nåma kimput kohoavat leijukerroksessa harvempaan kerrokseen ja puto-20 avat takaisin tiheåmpaan kerrokseen ja muodostuu vastaava dynaaminen tasapainotila. Tahan liittyvåsta kirjallisuudesta mainitaan seuraavat: 25 - D. Gelhart & M.J. Rhodes, From Minimum Fluidization to
Pneumatic Transport - A Critical Review of the Hydrodynamics ; 20 - M. Kwauk, W. Ningde et al., Fast Fluidization at ICM, kummatkin teoksessa Circulating Fluidized Bed Tech- 5 91915 nology, P. Basu, Pergamon Press, Halifax, 1985; - J.M. Matsen, The Rise and Fall of Recurrent Particles: Hydrodynamics and Circulation; - M. Horio et al., Solid Distribution and Movement in 5 Circulating Fluidized Beds, 2nd Int. Conf. on Circulating Fluidized Beds, March 1988, Compiegne; - L. Stromberg, Operational Modes for Fluidized Beds, Studsvik AG, Ruotsi 1979.
10 Keksinnonmukaisessa menetelmassa on kuivaus- ja pyrolyy-sivyohykkeen hitaampaa leijukerrosta edullista ajaa lahella holtymispistetta, mielellaan leijumisluvulla, joka on alueella 1-5, mielellaan alueella 1-2. leijumisluku on Ergun'in mukaan (Chemical Engineering 15 Progress 48 (1952) ss. 89 - 94) ns. holtymisnopeuden monikerta.
Polttovyohykkeen leijukerrosta ajetaan erityisesti leiju-misluvulla, joka on alueella 10 - 140, erityisesti alueel-20 la 20 - 140, mielellaan alueella 70 - 140. Siirtyminen hitaasta nopeaan taaphtuu leijumisluvussa noin 10 -15 riippuen mm. kerroksen hiukkaskoon jakautumasta. Erityistapauksissa saattaa siirtyminen alkaa jo leijumis-luvusta noin 4.
25
Lisaksi on edullista puhaltaa 60 - 95 % leijutuskaasun tilavuudesta polttovyohykkeeseen.
Keksinnonmukainen menetelma on lisaksi edullista toteuttaa 30 siten, etta kiinteåta ainetta palautetaan polttovyohyk- -2 -1 keestå hiukkassateena 20 -200 kg m s polttovyohykkeen poikkileikkauksen perusteella laskettuna.
Polttovyohykkeesta pois tulevat kaasut kåannetåån edeltå-35 van pakkokaånnon jalkeen takaisin yhdesså mukana tulevien kiinteiden aineiden kanssa, mielellaan enneståån tunnetulla 6 91915 tavalla oleellisesti ottaen vaakasuuntaan, jolloin kaasut suuntautuvat suurella nopeudella, joka mielellåan on 10 - 30 m s-^, jålkipolttoturbulenssivyohykkeen ala-osaan.
5 Jålkipolttoturbulenssialueessa, jossa joka tapauksessa kiinteåainehiukkaset ja edullisesti myos kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeestå ulos tuleva palava kaasu, erityi-sesti hiukkassateen alueella tuodun hapenkantajakaasun 10 lisåyksen jålkeen,palavat tåydellisesti, on edullinen viipymåaika keskimåarin 0,1-2 sekuntia; tåtå pitemmåt viipymåajat ovat mahdollisia, mutta eivåt edullisia.
Nain olien esilla oleva keksinto koskee menetelmåå ja 15 laitetta kaasumaisten, nestemåisten, tahnamaisten tai kiinteiden aineiden polttamiseksi tai kaasuttamiseksi ja erityisesti mainittakoon erilaiset jatteet, kuten kotitalousjåte, jatepolttoaineet, paperiteollisuuden jate ja puhdistamoliete tai jateoljyt, polttamiseksi 20 leijukerroksessa, joka on jaettu vahintåån kahteen alhaalta toisiinsa yhteydessa olevaan alueeseen. Ensim-måistå aluetta ajetaan heikosti leijutettuna leijukerrok-sena eli tuskin holtymispisteen ylåpuolella. Se toimii polttoaienensyottovyohykkeenå niin, etta puhallettaessa 25 pienia hiukkasia tai hiukkasia, joiden ominaispaino on pieni, mutta pinta-ala suuri, ne pysyvat pienen nopeuden vuoksi alhaalla. Toinen alue leijutetaan polttoilman suurimmalla osalla niin, etta siella suuren leijutusnopeu-den ansiosta vallitsee voimakkaasti laajentunut leijuker-30 ros. Nain kerrosmateriaali kohoaa 2 - 20-kertaiselle korkeudelle verrattuna ensimmaisen, hitaan alueen kerros-korkeuteen ja siirtyy alueesta ulos valiseinan ylåpååsså.
Tåhån kohtaan sijoitetut kååntolaitteet erottavat ulos 35 tulevan kaasu-kiinteåaineseoksen lahes hiukkasettomaksi kaasuvirraksi ja alas suuntautuvaksi kiinteaainevirraksi, joka hiukkassateen muodossa putoaa ensimmåisessa aluees- tt 91915 7 sa olevan hitaan leijukerroksen pintaan.
Tåtå hiukkassadetta kåytetåån polttoaineen, joka syote-tåan vapaasti putoamalla ensimmaisen alueen kerroksen 5 pintaan,sekoittamiseen leijukerrokseen seka polttoaine- hiukkasten nousun eståmiseen. Syottovyohykkeesså tapahtuu leijukerroksille ominaisen suuren låmmonsiirtymisen vuoksi nopea kuivuminen ja kaasun poistuminen lampotila-alueella noin 500 - noin 1000°C (mielellåån 650 - 900°C).
10
Toisistaan poikkeavalla leijutuksella aiheutetun, alas-påin suuntautuvan kerrosmateriaalin liikkeen mukana joutuu polttoaine lopulta toiseen alueeseen, jossa palami-nen tapahtuu happiylimaårålla.
15
Koko kerrosmateriaali on mahdollista kierrattåå kerran tåysin noin 10 - 120 sekunnissa. Kerroshiukkasten nope-asti leijutetusta alueesta siirtamå låmpo riittåa tåysin pitåmåån yllå polttoaineensyottoalueella tapahtuvaa 20 kuivuraisja kaasuuntumisreaktiota. Tamå vaikutus mahdol-listaa ensi kertaa myos sellaisten polttoaineiden poltta-misen joissa on suuri osuus hoyrystyviå aineosia, kuten kotitalousjåtteen tai puhdistamolietteen, joiden oma låmpo-arvo on pieni, kuten noin 5,0 MJ/kg, autotermisesti, ' 25 eli kåyttåmåtta lisåpolttoainetta tai esilåimnitystå ilmalla, leijukerroksessa. Kun kaytetåan låmpoarvol-taan korkeampia polttoaineita, on edullista johtaa osa lånunostå leijukerroksen ylåpuolella olevien låmpiåvien seinåpintojen kautta pois.
30
Suurella leijutusnopeudella ajetusta vyohykkeestå ulos tulevat palamiskaasut, jotka useimmiten sisåltåvåt vielå vapaata happea, kohtaavat mielellåån ensimmåisen alueen ylåpuolella sieltå nousevat pyrolyysikaasut ja sekoittuvat 35 niihin perusteellisesti suuren nopeuden ja siihen liitty-vån voimakkaan turbulenssin seurauksena. Tållå alueella β 91915 palavat ensimmåisestå vyohykkeestå ulos tulevat kaasuuntu-mistuotteet tåysin viipymåajassa, joka on keskimaarin esim. 0,1 - 2,0 sekuntia. Pyrolyysikaasujen måårå ja energiapitoisuus riippuvat polttoaineominaisuuksista, 5 erityisesti hoyrystyvien aineosien osuudesta seka myos polttoilman jakautumisesta kummankin alueen kesken.
Tåssa jalkipolttovyohykkeessa kaasuuntumistuotteiden reagoinnissa vapautuva energiamåara voidaan polttoaineesta riippuen såataå esiraerkiksi valille 5 - 50 % polttoaineen 10 tuomasta koko energiamååråstå. Tåtå voidaan kayttåa mm. nostamaan jalkipolttovyohykkeen låmpotila erikois-jatteiden termiseen tuhoamiseen tarvittavalle yli 1200°C: een tasolle, mitå låmpotilaa eråiden maiden laki edellyt-tåå.
15
Jos tållaista låmpotilaa ei vaadita, on savukaasut edullista pitåå tåsså sekoittumisvyohykkeesså vålillå 800 - 900°C, jotta; NO :n terminen muodostuminen jåå mahdollisimman Λ våhåiseksi ja samanaikaisesti taataan tåydellinen palami-20 nen. Tåmå voidaan toisaalta saavuttaa såteilylåmpopinto-jen asentamisella ja toisaalta myos sååtåmållå polttoilman jakautuminen tarvetta vastaavasti.
Keksinnonmukaisen menetelmån sisåltåmåt oleelliset paran-25 nukset ovat seurausta enneståån tunnetusta leijukerrostek-nologiasta saaduista kokemuksista. Kuten edellå olevasta selostuksesta ilmenee, johtuvat erot toisaalta leijuker-roksen uudenlaisesta virtausdynamiikasta itseståån ja toisaalta jålkipolttovyohykkeen uudesta muotoilusta 30 verrattuna enneståån tunnettuihin leijukerrospolttoteknii-koihin. Seuraavassa osoitetaan, kuinka nåiden tunnuspiir-teiden avulla on mahdollista ratkaista ne enneståån tunnetut ongelmat, jotka liittyvåtstationåårisisså tai kiertåvisså leijukerroksissa tapahtuvaan ajoon.
35
Kaikille leijukerrostyypeille on yhteistå suuri jousta- 9 91915 vuus polttoaineen laadussa. Ongelmallista sita vastoin on se, ettå polttoaineen kasittelylle asetetaan yleensa korkeat vaatimukset. Jos polttoaine heitetåån ylhåaltå leijukerrokselle, kuten on tavallista stationaarisisså 5 leijukerroslaitteissa, pitaå polttoaineella olla tietty hiukkasjakautuma, jotta tasainen polttoaineen jakautuminen voidaan taata. Tassa syottomenetelmasså tempaavat savu-kaasut heinojakoiset osat tai kevyet hiukkaset mukaansa eivatka ne nåin olien sekoitu leijukerrokseen. Koska 10 leijukerros kayttaytyy nesteen tavoin, on vaarana, etta erityisen kevyet polttoaineet kelluvat leijukerroksessa.
Nåmå haitat voidaan torjua syottåmållå polttoaine suoraan leijukerrokseen. Mutta tåtå vårten pitåå polttoaine 15 syottåå kerroksen painetta vasten. Tåhån tarvittavien tiivistyslaitteiden ajovarmuus vaatii polttoaineen huolel-lista esikåsittelyå, mutta tållåkåån tavalla ei polttoaineen riittåvåå jakautumista leijukerrokseen voida taata.
20 Polttoaineen tuominen suoraan nopean leijukerroksen alaosaan on kåytånnosså mahdollista vain kaasuvapaiden, korkea-arvoisten polttoaineiden, esimerkiksi koksijauheen, kohdalla Saksan hakemusjulkaisun 27 36 493 mukaisesti.
25 Lisåongelmakentån muodostavat polttoaineen ja haitta-aineita sitovien lisåaineiden tasainen jakautuminen. Tasainen jakautuminen on edellytys optimaaliselle palamiselle ja emissioiden våhentåmiselle. Jos polttoaine syotetåån pisteittåisesti, ei leijukerroksen luontainen liike 30 yleenså riitå hyvån jakautumisen saavuttamiseen. Siksi tåmån ongelman ratkaisemiseksi on ryhdytty erilaisiin toimenpiteisiin. Heittosyottimen kåytto asettaa koho-tettuja vaatimuksia polttoaineenkåsittelylle. Pneumaat-tisten kuljetussysteemien, jotka tuovat kerrokseen poltto-35 ainetta lukuisissa kohdisssa, rajoittuu kuiviin polttoainei-siin, joilla on pieni hiukkaskoko. Syottolaitteet, jotka • · 10 91915 syottåvåt polttoair.een suoraan kerrokseen, voivat huolehtia vain seinåa låhellå olevista vyohykkeistå, mikå rajoittaa leijukerroksen kokoa suuresti.
5 Jotta polttoaineen palamisessa vapautuva energia voitai-siin kayttåå hyodyksi leijukerroksessa ja jotta erilaisten adsorbenttien emissioita vahentåvå vaikutus toimisi, on naiden aineiden nopea sekoittuminen ja hyva jakautumi-nen leijukerrokseen vålttåmåtontå. Tatå vårten on ryhdytty 10 jo aiemmin erilaisiin yrityksiin, joilla on haluttu vaikuttaa kerrosmateriaalin kiertoon (patenttijulkaisu EP-A 202 215; Saksan hakemusjulkaisu 28 04 073). Kaikissa nåisså menetelmisså on kerrosmateriaalin liikkeen nopeus liian pieni, jotta nopeasti kaasua vapauttavat polttoaineet 15 jakautuisivat riittåvån tasaisesti kerroksen poikkipinnan alueelle. Edelleen on tålloin vaikeata sekoittaa pienet hiukkaset tai pienen ominaispainon omaavat hiukkaset luotettavasti leijukerrokseen.
20 Keksinnonmukaisesti syotetåan polttoaine sekå haitallis-ten aineiden sitoutumiseen tarvittavat lisåaineet (esimer-kiksi CaCO^) vapaasti pudottamalla hitaan leijukerroksen ylapuolella olevaan tilaan, jossa hiukkassateen muodossa oleva kerrosmateriaalin kierto ottaa sen mukaansa ja 25 se nåin sekoittuu luotettavasti leijukerrokseen. Yleenså vallitsee syottoaukon kohdalla uunin sisallå heikko alipaine, josta syystå si tarvita monimutkaisia tiivistys-laitteita. Tukkeumilta ja suluilta, jotka johtuvat riittåmåttomasta polttoaineen esikåsittelysta, voidaan . 30 nåin suuressa måårin vålttyå. Polttoaineen optimaaliseen reagoimiseen tarvittava jakautuminen ratkaistaan keksinnonmukaisesti nopealla kerrosmateriaalin kierrolla, joka saadaan aikaan kummankin kerrosalueen paljon toinen toisestaan poikkeavalla leijutuksella.
35
Polttoaineen hyvåstå jakautumisesta johtuen sekå jålki-polttovyohykkeen korkeasta turbulenssista johtuen ei
II
u 91915 rauodostu kimppuja, joissa on alhainen 02~pitoisuus ja korkea CO-pitoisuus. Pienellå rakenteen korkeudella voidaan samanaikaisesti saataå savukaasun happipitoisuus pieneksi (4 - 6 % 02) vaikuttamatta samalla palamisen 5 hyvyyteen, mistå on seurauksena parempi palaisen hyoty-suhde.
Poikkileikkauksen pinta-alalla on vaikutusta polttoaineen jakautumiseen ja lisaksi myos laitteen tilantarpeeseen 10 ja niiden laitteiden muotoiluun, joilla mahdollisesti polttoaineen mukana tuleet palamattomat karkeat esineet poistetaan leijukerroksesta. Tietylla låmmitysteholla voidaan poikkipinta-alan pienentåminen tehda vain nosta-malla ominaistehoa, mikå ilman painetta ladattavilla 15 laitteilla voidaan saavuttaa vain leijutusnopeutta kohotta-malla. Tållaisissa enneståan tunnetuissa menetelmisså (esimerkiksi USA:n patenttijulkaisut no. 4 538 549 ja 4 111 158), joissa on kiertava leijukerros, on laitteiden korkeus suuri, jotta kaasujen viipymåajat ovat riittavat.
20
Ennestaån tunnetuissa menetelmissa, joissa on sisainen kerrosmateriaalin kierto, ei oleellisesti pienemmån kiertonopeuden lisaksi ole suoritettu mitaan toimenpiteitå, joilla taattaisiin hoyrystyvien aineosien tåydellinen 25 jålkipalaminen ja tålloin vapautuvan låmmon kåytto ainakin osittain leijukerroksen låmmittåmiseen. Saksan hakemusjulkaisussa 28 36 531 mainitaan tosin nopean leijukerroksen ylåpuolelle sijoitettu kååntolaite, mutta sen tarkoituksena ei ole erottaa kiiteitå hiukkasia 30 eikå saada aikaan virtausimpulssia turbulenssien synnyt-tåmiseksi jålkipolttokammioon.
Keksinnonmukaisesti saavutetaan pieni tilantarve suuren poikkipintatehon kautta. Korkean rakennekorkeuden haitta 35 poistuu sijoittamalla kååntolaite nopean vyohykkeen ylåpååhån. Tållå kååntolaitteella saadaan lisåksi 12 91915 aikaan nopeasta leijukerroksesta poistuvan kaasu-kiintea-aineseoksen erottuminen savukaasuvirraksi ja oleellisesti ottaen alaspain suuntautuvaksi kiinteaainevirraksi.
5 Kaasuvirta, joka yleenså sisaltåa vielå vapaata happea, jattaa kåantolaitteen omaten korkean virtausimpulssin ja suunnilleen vaakasuoran suunnan ja kohtaa polttoaineen-syottovyohykkeestå tulevat pyrolyysikaasut ja sekoittuu niihin turbulenssirikkaassa jalkipolttovyohykkeessa.
10 Pyrolyysikaasujen tåydellinen palaminen voidaan nåin saavuttaa 0,1-2 sekunnin keskimaaråisella viipymåajalla.
Paljon kaytetty menetelmå typpioksidipååston pienentami-seksi on polton vaiheistaminen. Tålloin tapahtuu poltto 15 ensin pelkistavissa olosuhteissa. Toisessa vaiheessa suoritetaan poltto hapettavissa olosuhteissa. Oleellinen ongelma ennestaån tunnetuissa stationåarisissa tai sisai-sesti kiertåvissa leijukerrosraenetelmissa on taydelli-sen palamisen aikaansaaminen tietyssa ajassa hapetusvyo-20 hykkeen sisalla. Tåssa on rajoittavana tekijånM hapen-kantajan ja vielå palamattomien kaasujen perusteellinen sekoittuminen.
Reaktio vaiheistetussa poltossa sisåistå kerroksen kiertoa 25 kåytettåesså suoritetaan nåin olien syottåmållå poltto-aine hitaasti leijutettuun alueeseen. Tåraå mahdollisuus tunnetaan esimerkiksi patenttijulkaisusta EP-A 202 215, mutta siinå ei ole ryhdytty mihinkåån toimenpiteisiin kaasun sekoittumisen parantamiseksi.
30
Keksinnonmukaisesti rauodostaa polttoaineensyottovyohyke kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen, jossa on pelkiståvåt olosuhteet. Nopean leijukerroksen alue toirnii poltto-alueena, jossa on hapettavat olosuhteet. Polttovyohyk-35 keestå tuleva, vielå vapaata happea sisåltåvå kaasuvirta, joka muodostaa suurimman osan koko savukaasumååråstå, · 13 91 91 5 johdetaan kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen ylapuolella olevaan alueeseen, jossa pelkistysvyohykkeesta nouse-vien palamattajååneiden kaasujen palaminen tapahtuu.
Kuten jo edella selostettiin, taataan suuren turbulens-5 sin avulla tåssa jålkipolttokammiossa taydellinen sekoit-tuminen ja siten myos loppuun reagointi.
Kerrosmateriaalin kiertonopeutta voidaan ohjata muuttamal-la hapenkantajan maåråsuhdetta kummankin alueen vålillå.
10 Nain voidaan polttoaineen keskimaaraistå viipymåaikaa pyrolyysivyohykkeessa saadella laajoissa rajoissa (esimer-kiksi valillå 5 s - 60 s), ja samalla voidaan vaikuttaa taalla vapautuvien hoyrystyvien aineosien mååråån.
15 Lisåksi voidaan ohjata palamista turbulenssivyohykkees-sa ja siten polttokairimion lampotilaa. Tata tarkoitusta vårten voidaan tuoda hapentantokaasua hitaan leijukerrok-sen ylapuolelle, rautta kuitenkin hiukkassateen sisåan.
Nain ohjatussa palamisessa vapautunut larapo luovutetaan 20 hiukkassateeseen ja se joutuu nåin olien leijukerrokseen.
Nain on jopa voiraakkaasti hoyrystyvien polttoaineiden ollesa kyseesså mahdollista vieda lahes koko vapautuva lampo leijukerrokseen.
25 Viimein mainittakoon ongelmat, jotka liittyvat leijuker-roksen jaåhdytykseen. Stationaarisissa leijukerroslait-teistoissa ovat kerroksen jaåhdytykseen kåytetyt låniraitys-pinnat -alttiina vuorottelevasti hapettavalle ja pelkis-tavålle atmosfåårille ja mekaaniselle hankaukselle.
30 Tåstå on seurauksena vakavia seisoma-aikaongelmia. Sitå-paitsi voidaan larranonsiirtymista putkessa muuttaa vain ahtaissa rajoissa, josta syystå esiintyy vaikeuksia osakuormakåyttåytymisesså. Nåmå ongelmat on kiertåvisså 35 leijupetipoltoissa ratkaistu perusteellisesti, kun on rakennettu låmmityspinnat seinålåmmityspinnoiksi. Låmmitys- .. 91915 14 pinnat on rajoitettu leijukerroksen ylåalueeseen, jossa vallitsee pelkastaan hapettavat olosuhteet. Virtausdy-naamisista syista johtuen on kerrosmateriaalin lammi-tyspintoja hankaava vaikutus selvåsti vahentynyt. Nåisså 5 leijukerrostyypeissa on mahdollista ohjata låmmonsiirty-mistå muuttamalla kaasun nopeutta leijukerroksessa.
Keksinnonmukaisesti on toinen alue eli polttovyohyke rakennettu nopeaksi leijukerrokseksi. Siellå vallitsevat 10 samat olosuhteet kuin kiertåvåsså leijukerroksessa, joten edella mainitut vaikutukset ilmenevat.
Jos leijukerrokseen joutuu suuria kappaleita, jotka enimmakseen ovat inerttia materiaalia, ne pitaa poistaa 15 systeemistå. Keksinnonmukaisessa menetelmåsså tamå tapahtuu pohjassa olevan kuilun kautta. Tåhan voidaan tuoda ilmaa niin, ettei saavuteta leijuuntumisnopeutta.
Leijukerroksesta noin 800 °C:ssa poistettujen suuren kappaleiden viela sisaltåmå hiili poltetaan samalla 20 ja samanaikaisesti voidaan poistettu materiaali jåahdyttåa noin 200 - 600°C:een.
Jos leijukerrosreaktoria ajetaan erilaisten materiaalien pyrolysoimiseksi, voidaan pyrolyysivyohykkeesta vapautuvat 25 kaasuuntumistuotteet imea pois jo ennen niiden sekoittu-mista nopeasti leijutetusta alueesta poistuviin savukaa-suihin. Parempi reaktio voidaan saavuttaa kiertonopeutta såatåmallå samoin kuin syottamalla hoyrya, hiilidioksidia tai muita kaasuuntumista edesauttavia aineita ilman 30 sijasta hitaassa osassa tapahtuvan leijumisen aikaanssaa-miseksi.
Muita tåmån keksinnon tunnusominaisuuksia ja yksityiskohtia valotetaan seuraavassa piirrosten avulla, joissa samat 35 rakenneosat on merkitty samoilla merkeilla. Kuva 1 esittaå keksinnonmukaisen leijukerrosreaktiorin ensimmåista toteutustapaa poikkileikkauksena, kuva 2 on poikkileikkaus 15 91915 kuvan 1 linjaa II - II pitkin, kuva 3 esittaa kuvan 1 suurennettua yksityiskohtaa, kuva 4 esittaa keksinnon-mukaisen leijukerrosreaktorin toista toteutustapaa ja kuvat 5-7 esittavåt kuvan 4 suurennettuja yksityiskohtia.
5
Kuva 1 esittaa leijukerrosreaktoria 1, jonka alaosassa on polttokammio 2, joka on kahdella våliseinalla 3 jaettu kahteen ensimmåiseen alueeseen 4 ja toiseen alueeseen 5. Valiseinåt 3 on edullisesti rakennettu låmmonvaihti-10 miksi niin, ettå niiden toista aluetta 5 vasten olevat puolet on påållystetty tulenkeståvalla materiaalilla, kun taas ensimmåisesså alueessa 4 sekå våliseinå 3 ettå polttokammionseinå ovat vain alaosasta påållystetyt. Symmetrisesti on kummankin våliseinan 3 alla vinosti 15 alaspåin taivutetut reikalevyt 6, 6', jotka muodostavat polttokammion 2 pohjan niin, ettå reikålevyjen 6, 6' ja vastaavasti kunkin våliseinån 3 våliin jåå vapaa rako. Reikålevyt 6, 6' ovat alaspåin suuntautuvassa kulmassa, jotta kerrosmateriaalille muodostuu låpåisyauk-20 ko, joka kummassakin tapauksessa avautuu tuhkasUppiloon 7, jonka alapååsså on poistolaite (ei piirroksessa).
Kumpikin keskellå oleva reikålevy 6' on kiinnitetty kantajaputkeen 8. Reikålevyjen 6, 6' vinojen osien alla on ilmakammiot, jotka on yhdysputken 9 kautta 25 liitetty syottoputkeen 10 (kuva 2). Sivuilla olevien reikålevyjen 6 ylåpuolella on sivuilla ilmansyottokanavat 11, jotka on liitetty toiseen syottoputkeen 12. Nestem-måisten, tahnamaisten tai kaasumaisten polttoaineiden syottåmiseen on ilmansyottokanavien 11 ylåpuolella suut-30 timet 13. Våliseinien 3 ylåpuolella on polttokammion 2 seinåsså kiinnitettyinå alas suunnatut kååntolevyt 14, jotka yhdesså alapuolellensa kiinnitettyjen kimmahdus-levyjen 15 kanssa toimivat kimmahduserottelijoina, kuten jåljempånå selostetaan. Kååntolevyihin 14 ja 15 voidaan 35 kiinnittåå vaihdettavia sulkulevyjå. Polttokammio 2 jatkuu ylospåin jålkipolttokammiona 16, joka on varus-tettu V:n muotoisilla turbulaattoreilla 17, 91915 16 jotka haluttaessa voivat olla låmmonvaihtimia.
Jålkipolttokammion 16 ulostuloon on sijoitettu låmmon-vaihdinputket 18 ja 19. Polttokammion 2 ja jålkipoltto-kammion 16 seina on mielellaån rakennettu jåahdytetyksi 5 seinåksi niin, ettå jålkipolttokammiota 16 voidaan olosuh-teista riippuen ajaa myos jååhdyttåmåttomånå. Kiinteiden polttoaineiden syottoå vårten on mielellaån pudotusputki 20, joka on suunnattu polttokammion 2 toisen alueen keskustaan pain.
10
Kuten kuvasta 3 ilmenee, voi våliseinien 3 tulenkeståvån påållysteen muoto-osa 21 olla vaihdettavasti kiinnitetty. Tåsså kåytetåån apuna ruuvia 22, joka on ruuvattu våli-seinåsså 3 olevaan putkeen 23 hitsattuun mutteriin 24 15 niin, ettå ruuvin påå kannattaa muoto-osaa 21.
Reaktoria 1 ajettaessa leijutetaan keskimmåisten reikåle-vyjen 6' ylåpuolella oleva toinen alue 5 niin, ettå muodostuu stationåårinen hidas leijukerros, kun taas 20 sivuilla ole/ien reikålevyjen 6 ja lisåksi sivuilla olevien ilmakanavien 11 ylåpuolella oleva ensimmåinen alue 4 leijutetaan niin, ettå muodoszuu nopea leijukerros. Kerrosmateriaali virtaa toisesta alueesta 5 reikålevyjen 6 ja 6' ja våliseinien 3 vålisså olevien rakojen 25 kautta ensimmaisiin alueisiin 4, nousee siellå ylos ja palaa våliseinien 3 ja kååntolevyjen 14 vålisså olevien rakojen kautta takaisin toiseen alueeseen 5.
Siirtoilman korkea sivuttainen impulssi saa kååntolevyjen .. 30 14, 15 jålkeen jålkipolttokammiossa 16 aikaan voimakkaan turbulenssin alueen 5 hitaan leijukerroksen ylåpuolella. Erottunut kerrosmateriaali etenee hiukkassateena alueen 5 hitaan leijukerroksen påålle. Koska kåsiteltåvå aine tuodaan pudotusputkesta 20 tiheån, hitaan leijukerrok-35 sen påålle, voidaan se panostaa hiukkassateeseen ja ·, helpommin upottaa tiheåån, hitaaseen leijukerrokseen.
91915 17
Tunnusomaisia lukuja menetelmålle ja reaktorin 1 ajolle ovat ensimmaisen ja toisen alueen 4 ja 5 poikkipinta-alojen suhde seteleijutusnopeudet nåissa alueissa. Poltto-kammion 2 erityisen rakenteen avulla voidaan kuivaus-, 5 pyrolyysi- ja polttovyohyke erottaa toisistaan.
Jalkipolttovyohykkeestå 16 tulevat poistokaasut poiste-taan reaktorista 1 låmmonvaihtimien 18 ja 19 lapaisyn jålkeen aukosta 25, johon on voitu tavalliseen tapaan 10 sijoittaa polynsuodatin.
Kuvassa 1 on esitetty vain pudotusputki 20, mutta on itseståan selvåå, ettå symmetrinen syotto kahdesta pudo-tusputkesta tai muiden syottolaitteiden avulla on raahdol-15 lista. Oleellista on se, etta syotto joutuu sisåån hiukkassateeseen niin, etta syotetty materiaali vielå pudotessaan ottaa itseensa låmpoå ja soluu tai sekoittuu hiukkassateen kautta jatkuvasti hitaaseen leijukerrokseen.
20 Kuvissa 4 - 7 on esitetty reaktorin 1 muunnos, jossa on vain yksi våliseinå 3. Ensimmaisen, hitaan alueen 4 ilmastus tapahtuu syottoputken 10 ja putken 9 kautta, jotka eivåt tuo ilmaa ilmakammioihin vaan avautuvat suoraan reaktorin sisustaan ja muodostavat vapaan suih-25 kun, joka suuntautuu våliseinån 3 alapuoielle nopean alueen 5 suuntaan.Putket 9 ovat suoria ja tylpiksi leikattuja tai varustettu sifonimutkalla, jotta saadaan estetyksi kerrosmateriaalin virtaamisen takaisin putkea 9 ja sen syottoputkea 10 pitkin.
30
Myoskåån ei nopean alueen 5 leijutus tapahdu kuten kuvan 1 toteutustavassa ilmareikien kautta, vaan sivulla oleva ilmakammio 26 on yhteydesså vaakasuoran putkista 27 muodos-tetun putkiritilån kanssa, jotka putket tunkeutuvat 35 hitaan alueen 4 alapuolelta etåisyydella våliseinåstå ·; 3 sisaån nopeaan alueeseen 5 ja sisåltavåt alueen 5 alapuo- 18 91915 lella - tama on kuvassa 4 alue A ja kuvissa 5-7 yksi-tyiskohtaisesti esitetty - kvrrmallakin puolella vinot ilman-syottoraot 28, jotka antavat sivuil]e alaspåin tuhkasup-piloon 7 suunnatut ilmaverhot.
5
Lisåksi on polttoaineensyotto 13, joka palvelee erityises-ti kaasumaisten, nestemåisten tai tahnamaisten polttoai-neiden tuontia ja autotermisisså prosesseissa tulee syotetyksi vain reaktorin kåynnistyksessa, rakennettu 10 keihåsmåiseksi, jonka poistoaukko on våliseinån 3 alapuo-lella.
Pudotusputki 20 on rakenenttu liukumåeksi, jonka alaosassa on hitaan leijukerroksen ylapuolella syottoputki 29 15 hapenkantajakaasulle (esimerkiksi sekundååri-ilmalle), ja pudotusputken 20 ylaseinasså on samanlainen syottoputki 30. Syottoputki 29 ja syottoputki 30 voivat myos olla vaihtoehtoisia. Turbulaattorien 17 ylapuolella on reaktorin 1 sivuseinåsså suutinryhmå 31, jonka kautta 20 mahdollisesti vielå tuodaan hapenkantojakaasua (tertiååri-iimaa) jålkipalamisen tukemiseksi ja NO :n minimoimisek- Λ si jalkipolttoturbulenssivyohykkeesså 16.
Kuvan 4 mukainen reaktiori voidaan rakentaa kahdeksi 25 peilikuvaiseksi selkå-selkåå-vastenkonstruktioksi, jossa kaasunpoistoaukon 25 sisåltåvå seina muodostaa keskisei-nån ja symmetriatason. Kaasunpoistoaukot 25 sijoitetaan sitten toiseen sivuseinåån, mutta on myos mahdollista rakentaa yhteinen jålkipolttoturbulenssivyohyke 16.
30
Reaktorin 1 hidasta aluetta 4 eli kuivaus- ja pyrolyysi-vydhykettå on edullista ajaa nopeusalueella noin 0,2 - noin 1,0 m s 1. Nopeudet reaktorin nopealla alueella 5 eli polttovyohykkeesså ovat lastista riippuen alueella 35 noin 2,0 - noin 12,0 m s-^. Toinen keksinnonmukaisen menetelman oleellinen parametri on kerrosmateriaalin 91915 19 kierto, joka kuten jo edellå mainittiin on alueella noin -2 -1 20 - noin 200 kg m s nopean alueen 5 poikkipinta-alan -2 -1 perusteella laskettuna, mielellåan 50 - 70 kg m s .
5 On selvåå, ettå eri parametrit ovat toisistaan riippuvai-sia, ja ettå niitå tåytyy sovitella eri polttoaineiden mukaan, joilla reaktoria 1 ajetaan.
Enneståån tunnetaan paljon reaktoreita, joissa polttopro-10 sessi suoritetaan leijukerroksessa. Oleellinen vaatimus siile, ettå leijukerrosreaktori soveltuu keksinnonmukaisen raenetelmån toteuttamiseen, on sen lisåksi, ettå polttoai-ne voidaan lisåtå kiertåvån kerrosmateriaalin muodostamaan sateeseen, myos se, ettå erillåån ajetun nopean leijuker-15 roksen korkeus on niin suuri, ettå kiinteåt aineet voidaan palamisvyohykkeesså mielellåån nostaa korkeudelle, joka on 2 - 20 kertaa kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen kerroksen korkeus.
20 Nåin olien on leijukerrospolttoreaktorille, jossa on nopea polttovyohyke, joka on varustettu kåånnollå, joka ohjaa kiinteån aineen putoamaan vapaasti hitaaseen kerrosmateri-aalinpaluuvyohykkeeseen, kuten esimerkiksi Saksan hakemus-julkaisussa 27 36 493 on selostettu, esillå olevan keksin-* 25 non mukaisesti tunnusomaista se, ettå polttoaine syote- tåån vapaasti putoavan kerrosmateriaalin alueelle.
Edelleen on edullista suorittaa syotto nopeaan polttovyo-hykkeeseen, jonka korkeus on 2 - 20 kertaa kerrosmateriaa-30 lin paluuvyohykkeen korkeus.
Viimein on keksinnonmukaiselle reaktorille tunnusomaista se, ettå polttovyohykkeen poikkipinta-alan suhde kerrosmateriaalin paluuvyohykkeen pinta-alaan on alueella 35 noin 1:1- noin 5:1.
20 91 91 5
Poikkipinta-alojen suhde mitataan tavallisesti vålisei-nan 3 alapaasta.
Tåman patenttihakemuksen jattåja on suorittanut pilot- 5 mittakaavaisia kokeita suunnilleen kuvaa 4 vastaavalla laitteella, jossa kåytettiin polttovyohykkeen ja kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen valisiå våliseiniå, joiden korkeus oli 1, 7 - 2,0 m. Laite sisålsi jalkipolttovyohykkeen 2 16, jonka vapaa poikkipinta-ala oli 0,48 m ja kokonaisra- 10 kennekorkeus oli 6 m. Nopean vyohykkeen 5 poikkipinta- 2 ala oli 0,13 m ja hitaan vyohykkeen 4 poikkipmta-ala oli 0,1 m^. Laitetta ajettiin 200 kg:11a kerrosmateri-aalia.
15 Seuraavassa esitetåån nåin saadut tulokset taulukkomuo-dossa.
Polttoilma Emissiot poltto- maarå hidas nopea ilma ker- leijuker- CO N02 02 aine alue alue roksen ylå- roksen puolelle lMmpotila (kg/h) (Nm^/h) (Nm^/h) (Nm3/h) (°C) (mg/Nni3)* (%) kotitalo- usjate 190 30 700 60 820 36 215 5,8 jåtteet** 270 30 700 90 780 40 190 6,1 puu 170 30 700 - 840 35 220 5,4 ^ ruskohii- li 200 30 700 - 850 35 170 5,5 * Maåran 11 % perusteella laskettuna ** Paperiteollisuuden jatettå, joka koostui paåasiassa muovijåtteesta ja 30 selluloosakuiduista.
35 „ 91915 21 Låmmon vapautuminen (%)
Polttoaine Alue 4 Alue 5 Jalkipolttokammio 16 Ruskohiili 13 - 20 60 - 70 17 - 22
Puu 10 - 15 50 - 60 27 - 35 5 BRAM2 8-15 45-55 35 - 40
Jatteet 11 - 17 50 - 60 23 - 29
Puhdistamo- liete 13 - 18 60 - 65 20 - 25 2
Kotitalousjåtteesta saatu pelletoimaton polttoaine
Keksinnonmukaista menetelmåå ajetaan tunnetulla tavalla siten, etta reaktori panostetaan tavallisella kerrosma-teriaalilla, esimerkiksi kvartsihiekalla, ja låmpotila nostetaan tavallisella sekundåarisellå polttoaineella, kuten kaasulla tai oljylla. Vasta tamån jalkeen lisa-tåån varsinainen polttoaine, ja tåman låmposisållossa esiintyvåt heilahtelut voidaan tasoittaa saatåmållå låmmonvaihdinta ja/tai tuomalla tilapåisesti lisåa sekun-2Q daaripolttoainetta.
Claims (11)
1. Leijukerrosmenetelmå polttoaineen kaasuttamiseksi ja polt-5 tamiseksi erillisisså ja eri tavalla leijutetuissa vyohyk-keisså (4, 5), tunnettu siitM, etta: syotetaan polttoaine kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeeseen (5), jossa on suhteellisesti våhåisempi leijutus, ja jossa kiinto-10 aineet siirtyvat alaspain; kuljetetaan mainitut kiintoaineet kuivaus- ja pyrolyysivyohyk-keen (5) alaosasta polttovyohykkeen (4) alaosaan, jossa vyo-hykkeessa (4) leijutus on suhteellisesti voimakkaampaa, ja 15 jossa kiintoaineet siirtyvat ylospåin; kaytetaån polttovyohyketta (4) nopeana tai turbulenttisena le i j ukerroksena; 20 kuljetetaan mainitut kiintoaineet ylospain polttovyohykkeeseen (4) ohi kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen (5) kerroksen korkeu-den; uudelleenkierråtetaån ja pakko-ohjataan kiintoaineet poltto-25 vyohykkeen (4) ylSosasta alaspåin kohti kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen (5) mainittua kerrosta kiintoainesuihkuna; annostellaan polttoaine suoraan kiintoainesuihkuun; 30 ohjataan polttovyohykkeesta (4) tulevat kaasut virtausimpuls-sina turbulenssivyohykkeeseen (16), jossa jalkipoltto tapah-tuu; j a saadetaån låmpotilaa jalkipoltto-turbulenssivyohykkeessa (16) 35 ohjaamalla leijutuskaasun kokonaismSSran jakautumista polttovyohykkeeseen (4) ja kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeeseen (5). tl 23 9 1 9 1 5
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta poistetaan kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeesta (5) tulevat kaasut ennen niiden sekoittumista polttovyohykkeesta (4) tuleviin kaasuihin. 5
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta kayttovaihe kasittaa polttovyohykkeen (4) leiju-kerroksen kayton leijutusluvulla 70-140.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta toinen kuljetusvaihe kasittaa kiintoaineiden kul-jettamisen yldspain korkeudelle, joka on 2-20 kertaa kuivaus-ja pyrolyysivyohykkeen (5) leijukerroksen korkeus.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu siita, etta pakko-ohjausvaihe kasittaa edelleen kiintoaineiden suuntaamisen olennaisesti vaakasuorasti leijukerroksen yli.
6. Leijukerrosmenetelma polttoaineen kaasuttamiseksi ja polt-20 tamiseksi erillisissa ja eri tavalla leijutetuissa vyohyk-keisså (4, 5), tunnettu siitå, etta: syotetåan polttoaine kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeeseen (5), jossa on suhteellisesti vahåisempi leijutus, ja jossa kiinto-25 aineet siirtyvat alaspain; kuljetetaan mainitut kiintoaineet kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeen (5) alaosasta polttovyohykkeen (4) alaosaan, jossa vyd-hykkeessa leijutus on suhteellisesti voimakkaampaa, ja jossa 30 kiintoaineet siirtyvat ylospain; kaytetaan polttovydhyketta (4) nopeana tai turbulenttisena leijukerroksena; 35 kuljetetaan mainitut kiintoaineet ylospåin polttovyohykkeeseen (4) ohi kuivaus- ja pyrolyysivydhykkeen (5) leijukerroksen korkeuden; 24 9 1 9 1 5 uudelleenkierratetaan ja pakko-ohjataan kiintoaineet poltto-vyohykkeen (4) ylaosasta alaspSin kohti kuivaus- ja pyro-lyysivyohykkeen (5) mainittua leijukerrosta kiintoainesuih-kuna; 5 annostellaan polttoaine suoraan kiintoainesuihkuun; ohjataan polttovyohykkeesta (4) tulevat kaasut virtausimpuls-sina turbulenssivyohykkeeseen (16), jossa jalkipoltto tapah-10 tuu; ja saadetaan lampotilaa jålkipoltto-turbulenssivyohykkeessS (16) lisaamallS happikantokaasua kilntoainesuihkun alueelle.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, etta poistetaan kuivaus- ja pyrolyysivyohykkeesta (5) tulevat kaasut ennen niiden sekoittumista polttovyohykkeesta (4) tuleviin kaasuihin.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, etta kayttovaihe kSsittaa polttovyohykkeen (4) leiju-kerroksen kayton leijutusluvulla 70-140.
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmå, tunnettu 25 siita, etta toinen kuljetusvaihe kasittaa kiintoaineiden kul- jettamisen ylospSin korkeudelle, joka on 2-20 kertaa kuivaus-ja pyrolyysivydhykkeen (5) leijukerroksen korkeus.
10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmå, tunnettu 30 siita, etta pakko-ohjausvaihe kasittaS edelleen kiintoaineiden suuntaamisen olennaisesti vaakasuorasti leijukerroksen yli.
11. Laite leijukerrosmenetelman toteuttamiseksi, tunnettu siita, etta laite kSsittaS: 35 leijukerrosreaktorin (1), jossa on polttokammio (2) ja jalki-polttokammio (16), joka polttokammio (2) on jaettu vahemman 25 9 1 9 1 5 lei jutetun polttoaineen sydttovyohykkeeseen (5) ja enerantcin leijutettuun polttovyohykkeeseen (4); pystysuoran våliseinSn (3), joka on sijoitettu mainittujen 5 vyohykkeiden (4, 5) vMliin ja muodostaa kulkuvåylån polttoaineen syottovyohykkeen (5) ja polttovyohykkeen (4) våliin kiin-toaineiden kulun mahdollistamiseksi polttoaineen syottdvyohyk-keestå (5) polttovyohykkeeseen (4), ja jonka våliseinån (3) korkeus ulottuu polttoaineen syottovydhykkeen (5) ylapuolelle; 10 ohjauselimen (14), joka on jårjestetty polttovyohykkeen (4) ylåpaåhan nousevien kiintoaineiden suuntaamiseksi polttovyo-hykkeessa (4) niin, ettå ne putoavat polttoaineen sydttovyo-hykkeeseen (5) kiintoainesuihkuna; ja 15 polttoaineen syottoelimen (20), joka ulottuu polttoaineen sydttdvyohykkeeseen (5) polttoaineen annostelemiseksi suoraan mainittuun suihkuun, jolloin ohjauselin (15) polttoaineen syottovyohykkeessa ohjaa turbulenttisesti palokaasut jålki-20 polttokammion (16) alaosaan, jonne on sijoitettu turbulenssia synnyttavia jakolevyjM (17). ___ τ— 26 91915
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0184987A AT401419B (de) | 1987-07-21 | 1987-07-21 | Wirbelschichtverfahren zur vergasung und verbrennung von brennstoffen sowie vorrichtung zu seiner durchführung |
| AT184987 | 1987-07-21 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI883348A0 FI883348A0 (fi) | 1988-07-14 |
| FI883348A FI883348A (fi) | 1989-01-22 |
| FI91915B FI91915B (fi) | 1994-05-13 |
| FI91915C true FI91915C (fi) | 1994-08-25 |
Family
ID=3522346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI883348A FI91915C (fi) | 1987-07-21 | 1988-07-14 | Menetelmä ja laite polttoaineiden polttamiseksi tai kaasuttamiseksi leijukerroksessa |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4917028A (fi) |
| EP (1) | EP0302849B1 (fi) |
| JP (1) | JPS6446511A (fi) |
| AT (2) | AT401419B (fi) |
| CA (1) | CA1306641C (fi) |
| DE (1) | DE3865268D1 (fi) |
| DK (1) | DK168499B1 (fi) |
| FI (1) | FI91915C (fi) |
| PT (1) | PT88048B (fi) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3934447C2 (de) * | 1989-02-16 | 1999-02-11 | Saarbergwerke Ag | Verfahren und Anlage zur Entgasung von festem Brennstoff in einem Wirbelschichtreaktor |
| DE4128552A1 (de) * | 1990-08-29 | 1992-04-23 | Hoelter Heinz | Vorrichtung zur zufuhr von luft in eine wirbelschichtfeuerung |
| AU685766B2 (en) * | 1993-03-03 | 1998-01-29 | Ebara Corporation | Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler |
| US5394937A (en) * | 1993-03-05 | 1995-03-07 | Nieh; Sen | Vortex heat exchange method and device |
| DE19501504C1 (de) * | 1995-01-19 | 1996-03-21 | Ralf Dipl Ing Paulsen | Verfahren zur Verbrennung von Stoffen in einer Wirbelschicht |
| DE19514213C2 (de) * | 1995-04-15 | 2000-02-17 | Kse Kohle Stahl Und En Ges | Verfahren zur energetischen Nutzung organischer Brennstoffe |
| AT405937B (de) * | 1995-11-03 | 1999-12-27 | Austrian Energy & Environment | Verfahren zur erzeugung eines stickstoffarmen gases und vergasungsanlage |
| DE19721206A1 (de) * | 1997-05-21 | 1998-11-26 | Babcock Kraftwerkstech Gmbh | Vorrichtung zur Entnahme und Kühlung von Bettasche aus einer Wirbelschichtfeuerung |
| US7285144B2 (en) * | 1997-11-04 | 2007-10-23 | Ebara Corporation | Fluidized-bed gasification and combustion furnace |
| ID26163A (id) * | 1997-12-18 | 2000-11-30 | Ebara Corp | Sistem penggasan bahan bakar |
| DE19948332B4 (de) * | 1999-10-07 | 2005-09-22 | Steer, Thomas, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zum Gewinnen heizwertreicher Brennstoffe |
| 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 |
| CN101198418B (zh) * | 2005-06-08 | 2010-10-20 | 西安大略大学 | 农业生物物质热解的装置和方法 |
| FI118307B (fi) * | 2006-05-18 | 2007-09-28 | Metso Power Oy | Leijukerroskattila ja menetelmä leijukerroskattilan pohjatuhkanjäähdyttimen muodostamiseksi |
| AT507176B1 (de) | 2008-07-16 | 2016-06-15 | Biomassekraftwerk Betr Gmbh & Co Kg | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines stickstoffarmen bzw. nahezu stickstofffreien gases |
| GB0916358D0 (en) * | 2009-09-18 | 2009-10-28 | Pyropure Ltd | Waste treatment apparatus and method |
| IT1399952B1 (it) * | 2010-04-29 | 2013-05-09 | Magaldi Ind Srl | Dispositivo e sistema di stoccaggio e trasporto ad alto livello di efficienza energetica |
| US9745516B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-08-29 | All Power Labs, Inc. | Simultaneous pyrolysis and communition for fuel flexible gasification and pyrolysis |
| WO2014145651A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | All Power Labs, Inc. | Hybrid fixed-kinetic bed gasifier for fuel flexible gasification |
| FI126744B (fi) | 2013-05-14 | 2017-04-28 | Valmet Technologies Oy | Järjestely ja menetelmä leijutekniikkaa käyttävässä kattilassa |
| DE102013220501A1 (de) | 2013-10-11 | 2015-04-16 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verfahren und Vorrichtung zur Kohle-Pyrolyse |
| DE102013221075A1 (de) | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Verfahren zur Kohletrocknung und Pyrolyse |
| CN104848230B (zh) * | 2015-05-31 | 2017-01-25 | 北京四维天拓技术有限公司 | 一种旋流焚烧装置 |
| GB2564972B (en) | 2016-01-22 | 2020-11-25 | Scandi Energy As | System generating energy from waste materials |
| JP7462649B2 (ja) * | 2018-12-28 | 2024-04-05 | マガルディ パワー ソシエタ ペル アチオニ | 熱の形態でエネルギーを蓄積するプラントと方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1448196A (en) * | 1972-10-20 | 1976-09-02 | Sprocket Properties Ltd | Fluidised bed incinerators |
| GB1577717A (en) * | 1976-03-12 | 1980-10-29 | Mitchell D A | Thermal reactors incorporating fluidised beds |
| DE2736493A1 (de) * | 1977-08-12 | 1979-02-22 | Wormser Eng | Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von kohle |
| NZ188188A (en) * | 1977-08-19 | 1982-11-23 | Flameless Furnaces Ltd | Fluidized bed combuster at least one baffle extends vertically in fluidized material |
| US4359968A (en) * | 1979-01-10 | 1982-11-23 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger utilizing a baffle system |
| FR2446990A1 (fr) * | 1979-01-22 | 1980-08-14 | Mitchell Douglas | Methode et appareil de traitement de dechets |
| CA1149234A (en) * | 1980-02-19 | 1983-07-05 | Robert D. Stewart | Multi-zone fluidized bed combustor and method of operating same |
| DE3011292C2 (de) * | 1980-03-24 | 1983-01-13 | Babcock-Hitachi K.K., Tokyo | Wirbelschichtbrenner |
| NZ198201A (en) * | 1980-08-29 | 1985-07-31 | Flameless Furnaces Ltd | Fluidised bed combustion apparatus-variable air flow circulates bedmaterial about horizontal axis |
| DE3244709C2 (de) * | 1982-12-03 | 1986-06-19 | Buderus Ag, 6330 Wetzlar | Wirbelschichtfeuerung |
| CA1206728A (en) * | 1983-01-28 | 1986-07-02 | Donald J. Nicklin | Method of and apparatus for contacting fluids and particulate materials |
| CH659876A5 (de) * | 1983-05-10 | 1987-02-27 | Sulzer Ag | Wirbelbettfeuerung. |
| AT382227B (de) * | 1985-04-30 | 1987-01-26 | Simmering Graz Pauker Ag | Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von festen, fluessigen, gasfoermigen oder pastoesen brennstoffen in einem wirbelschichtofen |
-
1987
- 1987-07-21 AT AT0184987A patent/AT401419B/de not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-07-07 DE DE8888890180T patent/DE3865268D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-07 EP EP88890180A patent/EP0302849B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-07 AT AT88890180T patent/ATE68046T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-07-11 US US07/217,529 patent/US4917028A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-14 FI FI883348A patent/FI91915C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-07-19 JP JP63181453A patent/JPS6446511A/ja active Pending
- 1988-07-20 DK DK405388A patent/DK168499B1/da not_active IP Right Cessation
- 1988-07-20 PT PT88048A patent/PT88048B/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-07-20 CA CA000572568A patent/CA1306641C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA184987A (de) | 1996-01-15 |
| DK405388A (da) | 1989-01-22 |
| PT88048A (pt) | 1989-06-30 |
| EP0302849B1 (de) | 1991-10-02 |
| FI91915B (fi) | 1994-05-13 |
| JPS6446511A (en) | 1989-02-21 |
| DE3865268D1 (de) | 1991-11-07 |
| CA1306641C (en) | 1992-08-25 |
| AT401419B (de) | 1996-09-25 |
| DK168499B1 (da) | 1994-04-05 |
| FI883348A (fi) | 1989-01-22 |
| FI883348A0 (fi) | 1988-07-14 |
| US4917028A (en) | 1990-04-17 |
| EP0302849A1 (de) | 1989-02-08 |
| PT88048B (pt) | 1993-09-30 |
| ATE68046T1 (de) | 1991-10-15 |
| DK405388D0 (da) | 1988-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI91915C (fi) | Menetelmä ja laite polttoaineiden polttamiseksi tai kaasuttamiseksi leijukerroksessa | |
| US3863577A (en) | Fluidized bed reactor | |
| JP2657896B2 (ja) | 流動床反応器及び燃焼方法 | |
| US6269755B1 (en) | Burners with high turndown ratio | |
| JP3056202U (ja) | 内部循環流動床燃焼システム | |
| EP0513440A2 (en) | Hot gas generation system for producing combustible gases for a burner from particulate solid organic biomass material | |
| US3777676A (en) | Apparatus and technique for incinerating solid fuels containing carbonizable material | |
| JPS6023855B2 (ja) | 流動ベツド反応器 | |
| PL197917B1 (pl) | Sposób i urządzenie do przerobu termicznego materiałów odpadowych do wytwarzania popiołu | |
| KR20210078902A (ko) | 해양투기폐기물 육상건조장치 | |
| WO1997048950A1 (fr) | Procede et appareil de gazeification de lit fluidise | |
| EP1213534B2 (en) | Combustion method in which generation of NOx, CO and dioxine are suppressed and fluidized bed incinerator therefor | |
| US6843648B2 (en) | Method and device for the autocombustion of oily organic waste,comprising a tangential heating furnace | |
| JPH06100325B2 (ja) | 焼却炉の空気制御 | |
| JP5766516B2 (ja) | 円筒形流動床炉 | |
| KR970009484B1 (ko) | 연료의 기화 및 연소를 위한 유동층식 처리 방법 및 장치 | |
| JPH02154910A (ja) | 特殊廃棄物の焼却装置 | |
| JP2012067951A (ja) | 多重旋回流動床式焼却炉およびそれを用いた焼却システム | |
| JPH03244910A (ja) | 流動焼却装置における散気管の配設構造 | |
| JPS5839194B2 (ja) | ユウキブツノネツブンカイホウホウ オヨビ ネツブンカイソウチ | |
| JP2948876B2 (ja) | 廃棄物の流動層燃焼方法 | |
| JPH07239113A (ja) | 流動床式焼却炉 | |
| JP2001235129A (ja) | 循環流動層炉 | |
| JPH0119932B2 (fi) | ||
| EP0235938A2 (en) | Solid fuel combustion apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: AE ENERGIETECHNIK GMBH |