FI93701C - Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI93701C
FI93701C FI932672A FI932672A FI93701C FI 93701 C FI93701 C FI 93701C FI 932672 A FI932672 A FI 932672A FI 932672 A FI932672 A FI 932672A FI 93701 C FI93701 C FI 93701C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mixing chamber
gas
solids
particle separator
process gases
Prior art date
Application number
FI932672A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI932672A0 (fi
FI93701B (fi
FI932672A (fi
Inventor
Timo Hyppaenen
Original Assignee
Ahlstroem Oy
Hismelt Corp Pty Ltd
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, Hismelt Corp Pty Ltd filed Critical Ahlstroem Oy
Publication of FI932672A0 publication Critical patent/FI932672A0/fi
Priority to FI932672A priority Critical patent/FI93701C/fi
Priority to ZA943961A priority patent/ZA943961B/xx
Priority to ES94108717T priority patent/ES2110654T3/es
Priority to NZ260693A priority patent/NZ260693A/en
Priority to DE69407481T priority patent/DE69407481T2/de
Priority to AT94108717T priority patent/ATE161434T1/de
Priority to EP94108717A priority patent/EP0628345B1/en
Priority to CA002125539A priority patent/CA2125539A1/en
Priority to CN94102806A priority patent/CN1052060C/zh
Priority to AU64694/94A priority patent/AU671368B2/en
Priority to RU94020737/25A priority patent/RU2095121C1/ru
Priority to BR9402373A priority patent/BR9402373A/pt
Priority to KR1019940013185A priority patent/KR0141544B1/ko
Priority to JP6130383A priority patent/JP2675753B2/ja
Priority to TW083106154A priority patent/TW274054B/zh
Publication of FI932672A publication Critical patent/FI932672A/fi
Publication of FI93701B publication Critical patent/FI93701B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI93701C publication Critical patent/FI93701C/fi
Priority to US08/636,631 priority patent/US5585071A/en
Priority to US08/683,464 priority patent/US5759495A/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/02—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D51/00—Auxiliary pretreatment of gases or vapours to be cleaned
    • B01D51/02—Amassing the particles, e.g. by flocculation
    • B01D51/04—Amassing the particles, e.g. by flocculation by seeding, e.g. by adding particles
    • 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
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15026—Cyclone separators with horizontal axis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

93701
MENETELMÄ JA LAITE KUUMIEN KAASUJEN KÄSITTELEMISEKSI FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BEHANDLING AV HETA GASER
Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen 5 korkealämpötilaprosesseissa syntyvien kuumien prosessi- kaasujen käsittelemiseksi kiertopetiperiaatteella toimivassa leijukerrosreaktorissa, jolloin leijukerrosreaktori käsittää - sekoituskammion, jossa kuumat prosessikaasut sekoitetaan 10 kiertomassan muodostavaan kiintoaineeseen kaasususpension muodostamiseksi; - hiukkaserottimen kiintoaineen erottamiseksi käsitellyistä prosessikaasuista; - elimet kuumien prosessikaasujen syöttämiseksi sekoitus- 15 kammioon; - sekoituskammion yhteyteen sen päälle sovitetun nousuosan tai solan kaasususpension johtamiseksi sekoituskammiosta hiukkaserottimeen; kaasunpoistokanavan käsiteltyjen prosessikaasujen 20 poistamiseksi hiukkaserottimesta ja - kiintoaineen palautuskanavan hiukkaserottimessa erotetun kiintoaineen palauttamiseksi sekoituskammioon.
Kiertopetiperiaatteella toimivat leijukerrosreaktorit 25 soveltuvat erikoisesti kuumien, sulia ja/tai höyrystyneitä komponentteja ja/tai tervamaisia hiukkasia sisältävien kaasujen jäähdyttämiseen.
Kiertopetiperiaatteella toimivat kaasun jäähdyttimet sovel-30 tuvat näin esim. biomassojen, turpeen tai hiilen osittais- hapetuksena syntyvien pöly- ja tervapitoisten sekä muita lauhtuvia komponentteja sisältävien kaasujen kuivapuhdis-tukseen. Sekoituskammioon syötetty kaasu voidaan lyhyessä ajassa jäähdyttää hiukkaserottimelta palautuskanavassa 35 sekoituskammioon tulevalla suurella kiintoainevirralla lämpötilatasolle, jossa kaasuissa olevat haitalliset P1102/FM2 2 93701 kaasumaiset tai nestemäiset komponentit kondensoituvat ja tervamaiset aineet muuttuvat kuiviksi, kiinteiksi aineiksi. Jäähdytetystä kaasusta kiintoaineet ovat sen jälkeen helposti erotettavissa.
5
Kiertopetiperiaatteella toimivaa kaasun jäähdytintä voidaan myös käyttää kemialliseen prosessointiin, esim. rautarikasteen esilämmitykseen ja esipelkistykseen, jolloin rikaste esilämmitetään ja esipelkistetään 10 leijukerroksessa raudan sulatusprosessista tulevalla kuumalla prosessikaasulla. Kun edullinen pelkis-tyslämpötila-alue kuitenkin on 800 - 950°C, joudutaan kiertomassareaktoriin tämän lämpötilan ylläpitämiseksi rakentamaan jäähdytyspintaa, joka säätää kiertomassan 15 lämpötilan sopivaksi. Raudan esilämmityksellä ja pelkistyksellä ei yleensä saada aikaan riittävää jäähdytystä. Tarvittavat jäähdytyspinnat on yleensä sijoitettu konvektiolämpöpintoina sekoituskammion yläpuolelle sovitettuun nousukanavaan tai solaan.
20
Sekoituskammio on edellä kuvatuissa kiertopetiperiaatteella toimivissa kaasunjäähdyttimissä ns. spouted bed -tyyppinen leijutuskammio, eli suihkuvirtauksella varustettu leijutuskammio, jossa kuuma 25 prosessikaasu toimii myös leijutuskaasuna.
Leijutuskammio eli sekoituskammio on näissä tunnetuissa ratkaisuissa yleensä muodostettu ylöspäin laajenevasta kartiomaisesta alaosasta, siihen samankeskisesti yhdiste-30 tystä lieriömäisestä keskiosasta sekä keskiosaan samankes kisesti yhdistetystä, ylöspäin suippenevasta kartiomaisesta yläosasta. Kuuman prosessikaasun sisääntulo-aukko, joka yleensä on pyöreä, on sovitettu samankeskisesti kartiomaisen alaosan pohjaan. Leiju-35 kerrosreaktorin nousuosa on vastaavasti yhdistetty saman keskisesti kartiomaiseen yläosaan.
P1102/FM2 3 93701
Leijuttavan kaasusuihkun vaikutuksesta osa leijukerroksen hiukkasista virtaa sekoituskammiossa ylöspäin ja edelleen kartiomaisen kammion reuna-alueita kohti. Kiintoainehiuk-kasten nopeus hidastuu kuitenkin reuna-alueita kohti 5 mentäessä ja muuttuu jopa alaspäin suuntautuvaksi. Alaspäin valuvat kiintoainehiukkaset ohjautuvat sekoituskammion kartiomaisessa pohjassa olevaa kaasun sisääntuloaukkoa kohti ja kohtaavat aukosta sisään tulevan kuuman kaasuvirran, joka tempaa hiukkaset mukaansa ja 10 kuljettaa ne uudelleen sekoituskammion yläosaan.
Sekoituskammioon muodostuu näin suihkulähteen muotoinen sisäinen kiintoainevirtaus. Osa kiintoainehiukkasista virtaa jatkuvasti ulos leijutuskammion yläosasta nousuosaan ja sieltä edelleen hiukkaserottimeen. 15 Kiintoainetta voidaan tarvittaessa syöttää ja poistaa suoraan sekoituskammiosta.
Kiertopetiperiaatteella toimivissa reaktoreissa kiertomas-san palautuskanava on alaosastaan yleensä yhdistetty 20 sekoituskammioon sen sivuseinään, esim. sen lieriömäisen keskiosan sivuseinään. Palautuskanavasta sekoituskammioon palautuva kiertomassa valuu tällöin ensiksi alaspäin sekoituskammion seiniä myötäillen, sekoittuen vähitellen kuumaan kaasuun ja kulkeutuen lopulta sekoituskammion 25 keskiosassa kuuman kaasusuihkun mukana ylös nousuosaan.
Kaasunsisääntuloaukolta tai -kurkulta tuleva kuuma kaasusuihku pyritään nopeasti jäähdyttämään höyrymäisten ja sulien yhdisteiden nopeaksi jähmettämiseksi kiinteiksi 30 hiukkasiksi. Samalla pyritään kaasusuihkun liikemäärän nopeaan sammuttamiseen eroosio/tukkeutumisongelmien välttämiseksi lämpöpinnoilla. Normaalisti sekoituskammiossa oleva kiintoaines riittää toteuttamaan tämän tehtävän kohtuullisessa ajassa, mutta useissa tapauksissa 35 esiintyy tässä suhteessa ongelmia.
P1102/FM2 4 93701
Esimerkiksi kun spouted bed -tyyppisessä leijutuskammiossa sisään tuleva kaasuvirta kasvaa, kartiomaista seinää pitkin alaspäin valuvat kiintoainehiukkaset työntyvät osittain sivulle pois kaasusuihkun tieltä sekoittumatta 5 kaasusuihkuun. Näin suoraan kaasun sisääntuloaukon yläpuolelle muodostuu alue, jossa kaasususpension kiintoaineti-heys on pieni. Kun sisään tulevan kaasuvirran nopeus vielä kasvaa, tämä harvan kaasususpension alue työntyy yhä syvemmälle sekoituskammioon. Sekoituskammioon voi näin 10 muodostua kaasususpension suihkuvirtaus jopa koko leijupetin läpi, jolloin kaasua virtaa oleellisesti jäähtymättä suoraan nousuosaan.
Kiertopetiperiaatteella toimivissa reaktoreissa, joissa on 15 vahva kaasususpension suihkuvirtaus, onkin edellä mainituista syistä voitu todeta kulumista nousuosan alkuosaan sijoitetuissa jäähdytyspinnoissa. Kulumisen on oletettu johtuvan kuumasta kaasusuihkuvirtauksesta, joka jäähtymättä pääsee jäähdytyspintoihin asti. Kuluminen johtuu 20 osaltaan kaasujen kuumuudesta, osaltaan kaasusuihkujen paikallisesta suuresta virtausnopeudesta.
Suihkuvirtauksen ylettyessä jäähdytyspintoihin asti myös pintojen likaantuminen ja tukkeutuminen saattaa muodostua 25 ongelmaksi. Jos kuumat kaasut jäähtyvät vasta jäähdytyspinnoilla, niin myös epäpuhtaudet lauhtuvat vasta näille pinnoille eivätkä kiertomassahiukkasiin kuten on tarkoitus.
30 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin aikaansaada parannettu menetelmä ja laite korkealämpötilaprosesseissa syntyvien kuumien prosessikaasujen käsittelemiseksi kiertopetiperiaatteella toimivassa leijukerrosreaktorissa. Tarkoituksena on erikoisesti aikaansaada parannettu mene-35 telmä ja laite, joilla voidaan minimoidaan edellä mainitut haitat.
li P1102/FM2 5 93701
Tarkoituksena on lisäksi aikaansaada kuumien prosessi-kaasujen käsittelemiseksi tarkoitetussa kierto-massaperiaatteella toimivassa leijukerrosreaktorissa tehostettu kaasususpension ja kiintoainehiukkasten 5 poikittainen sekoittuminen sekoituskammiossa.
Keksinnön mukainen menetelmä on keksinnön tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu siitä, että kiertopetiperiaat-teella toimivassa leijukerrosreaktorissa 10 - ainakin osa sekoituskammioon palautuvasta kiintoaineesta johdetaan sekoituskammioon olennaisesti alaspäin suunnattuna kiintoainevirtana ja että - kuuma prosessikaasu johdetaan sekoituskammioon olennaisesti ylöspäin ja kiintoainevirtaa kohti suunnattuna 15 kaasuvirtana siten, että kiintoaine- ja kaasuvirrat kohtaavat.
Keksinnön mukainen laite on keksinnön tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu siitä, että kiertopetiperiaat-20 teella toimivassa leijukerrosreaktorissa - palautuskanava on alaosastaan yhdistetty sekoituskammion katto-osaan, johon on muodostettu kiintoaineen palautusaukko kiintoaineen palauttamiseksi sekoitus-kammioon, ja että 25 - kuuman prosessikaasun sisääntuloaukko on sovitettu sekoituskammion pohjaosaan pystysuorassa suunnassa pääasiallisesti katto-osaan muodostetun kiintoaineen palautusaukon alapuolelle.
30 Palauttamalla kiertopetileijureaktorissa kiertävä kiinto- ainevirta suoraan kaasun sisääntuloaukon eli kurkun päälle saadaan hyödynnettyä kiintoaineen liikemäärän sammutusvai-kutus maksimaalisesti.
35 Esillä olevan keksinnön mukaan voidaan siten kiintoaineen palautusjärjestelmä ja kaasuvirran sisääntuloaukko sijoit- P1102/FM2 6 93701 taa siten, että ne ovat luontaisesti pystysuorassa suunnassa päällekkäin ja esimerkiksi siten, että palautusjärjestelmä ei ole täysin sekoituskammion keskustassa.
5 Tiedetään että spouted bed -tyyppisessä leijutuskammiossa vallitseva virtausmuoto riippuu petimäärästä, petimateriaalista ja kaasuvirtauksesta. Nyt on yllättävästi huomattu, että virtauksen muotoon voidaan edullisesti vaikuttaa sovittamalla sekoituskammion 10 sisääntuloaukko ja palautuskanavan palautusaukko siten, että kuuma kaasuvirta sekoituskammioon tullessaan välittömästi pienelläkin kiertomassavirralla kohtaa palautuskanavasta tulevan jäähtyneen kiertopetimateriaalivirran. Näin kiertomateriaali hajottaa 15 kuuman kaasuvirran ja sekoittuu tehokkaasti siihen jäähdyttäen ja estäen kuuman kaasusuihkun virtaamasta suoraan sekoituskammion läpi nousuosassa olevia jäähdytys-pintoja kohti.
20 Sekoituskammiossa tapahtuvaan virtauksen muotoon voidaan vaikuttaa toivotulla tavalla myös sovittamalla sekoitus-kammion kaasun sisääntuloaukko ja palautuskanavan palautusaukko sellaiselle sopivalle etäisyydelle toisistaan, että kaasu- ja kiertomateriaalivirrat kohtaavat ja sekoit-25 tuvat toisiinsa toivotulla tavalla. Aukkojen sijoituskoh-dalla ja niiden välisellä etäisyydellä voidaan virtaus ja jäähdytys sekoituskammiossa säätää toivotunlaiseksi.
Kaasun sisääntuloaukko ja palautuskanavan palautusaukko 30 sovitetaan edullisesti samankeskisesti vastakkain siten, että kaasu- ja kiintoainevirrat törmäävät toisiinsa olennaisesti samankeskisinä virtoina. Tällöin kiintoainevirta tehokkaasti sammuttaa kaasuvirran liikemäärän, jäähdyttää kaasuvirran ja hajottaa sen siten, että se leviää olennai-35 sesti yli koko sekoituskammion poikkipinnan.
P1102/FM2 7 93701
Keksinnön mukaisella ratkaisulla pystytään hidastamaan kaasuvirtaus sekoituskammiossa siten, että kaasu ei kuumana kohtaa jäähdytysosan jäähdytyspintoja. Keksinnön ansiosta kaasuvirtaukselle jää enemmän aikaa 5 sekoituskammion keskiosassa, jolloin lämmönsiirto tai muut reaktiot kaasun ja kiertomassan välillä tehostuvat.
Eräässä edullisessa keksinnön mukaisessa ratkaisussa sekoituskammiossa on olennaisesti samansuuntaiset kalteva 10 pohja ja kalteva katto-osa. Kuuman prosessikaasun sisääntuloaukko on muodostettu kaltevan pohjan alaosaan ja palautuskanava yhdistetty kaltevan katon alaosaan. Näin kuuma kaasu ja kiertomassa saatetaan tehokkaasti sekoittumaan sekoituskammion alaosassa ja virtaamaan 15 sieltä kaasususpensiona vinosti ylöspäin kohti sekoituskammion yläosaa. Kaasuvirta joutuu näin sekoituskammiossa muuttamaan liikesuuntaansa ennenkuin se sekoituskammion yläosasta virtaa nousuosaan. Tällöin kaasuvirran nopeus vähenee ja kaasut ehtivät paremmin 20 sekoittua kiintoainehiukkasiin ja jäähtyä ennen nousuosaa.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella pystytään hyvin yksinkertaisella tavalla estämään kaasun kuuma ydinvirtaus tunkeutumasta liian syvälle sekoituskammioon, 25 niin että se ei sekoitu kiintoaineeseen, jolloin estetään tai huomattavasti vähennetään kuumien likaisten kaasujen haitallista vaikutusta konvektiopintoihin nousuosassa.
Samalla, erikoisesti kun kaasun ja kiertomassan syöttöjär-30 jestelmät sovitetaan sekoituskammion alaosaan, parannetaan sekoituskammiossa turbulenssia ja aikaansaadaan kaasun parempi jakautuminen koko sekoituskammioon ja täten myös parempi kontakti kiintoaineen ja kaasun välillä sekoitus-kammiossa, mikä on edullista esim. rautarikastetta pelkis-35 tettäessä.
P1102/FM2 8 93701
Yleensä kaasun kyky nostaa kiintoainetta on suurempi mitä tasaisemmin kiintoaine on jakautunut kaasuvirtaan. Keksinnön ansiosta kiintoaine jakautumaa sekoituskammiossa pystytään tasoittamaan aikaisempaan verrattuna, jolloin sekoi-5 tuskammiosta pystytään samalla kaasumäärällä nostamaan vastaavasti enemmän kiintoainetta nousuosaan. Kasvavalla suspensiotiheydellä nousuosassa on nousuosaan sijoitetuissa lämpöpinnoissa lämmönsiirtoa edistävä vaikutus.
10 Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella, joka parantaa reaktorin poikittaista sekoittumista, on erikoisen edullinen vaikutus suuremman kokoluokan yksiköissä, joissa poikittainen sekoittumismatka on suurempi.
15 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa
Kuvio 1 esittää kaaviollisena kuvantona keksinnön mukaista laitetta eräässä 20 kiertopetiperiaa11e e 11 a toimivassa leijukerrosreaktorissa,
Kuvio 2 esittää kaaviollisena kuvantona keksinnön mukaista laitetta toisessa kiertopetiperiaatteella toimivassa 25 leijukerrosreaktorissa, ja
Kuvio 3 esittää kaaviollisena kuvantona keksinnön mukaista laitetta kolmannessa kiertopetiperiaatteella toimivassa leijukerrosreaktorissa.
30
Kuviossa 1 on esitetty kiertopetiperiaatteella toimiva leijukerrosreaktori 10, joka käsittää sekoituskammion 12, nousuosan 14, hiukkaserottimen 16 ja palautuskanavan 18. Sekoituskammion kaltevan alapohjan 20 alaosaan on muodos-35 tettu kuuman prosessikaasun sisääntuloaukko tai kurkku 22.
P1102/FM2 9 93701
Palautuskanava 18 on sovitettu sekoituskammion katto-osaan 19 siten, että se avautuu sekoituskammion alaosaan ja siten, että kiintoaineen palautusaukko 24 on sovitettu kurkun 22 päälle olennaisesti samankeskisestä sen kanssa. 5 Näin palautuva kiintoaine tehokkaasti sammuttaa sekoitus-kammioon virtaavien kuumien prosessikaasujen liikemäärän ja jäähdyttää ne. Vasta muodostunut osittain jäähtynyt kaasususpensio virtaa sekoituskammion yläosaan ja nousuosaan.
10
Kuvion 1 esittämässä kaasunjäähdyttimessä hiukkaserotin on pystysuora syklonierotin. Syklonierotin on muodostettu sovittamalla kaasunjäähdyttimen muodostavan kuorirakenteen 26 sisään väliseinä 28, joka erottaa syklonierottimen 16 15 nousuosasta 16 ja palautuskanavan 18 sekoituskammiosta 12.
Sekä kaasunjäähdyttimen kuorirakenne 26 että väliseinä 28 voidaan muodostaa jäähdytetyistä vesiputkipaneeleista 20 taivuttamalla ja yhdistämällä. Syklonierotin muodostuu näin reaktorin ulkoseinän 30 yläosan ja reaktorin sisään muodostetun väliseinän 28 yläosan väliin jäävästä pitkänomaisesta kammiosta, johon muodostetaan useita vierekkäisiä kaasunpyörteitä kiintoaineen erottamiseksi 25 kaasusta. Puhdistetut kaasut poistetaan reaktorista poistokanavan 32 kautta. Palautuskanava 18 muodostuu ulkoseinän 30 alaosan ja väliseinän 28 alaosan väliin jäävästä kapeasta raosta.
30 Nousuosaan on sovitettu jäähdytyspintoja 34 kaasususpen- sion jäähdyttämiseksi ennen hiukkaserotinta.
Leijukerrosreaktoriin, esim. sen sekoituskammioon, voidaan sijoittaa kiintoaineen syöttö- ja poistoyhteitä, joita 35 kuviossa ei ole esitetty, esim. rikasteen syöttämiseksi ja P1102/FM2 10 93701 poistamiseksi reaktorista. Syöttö- ja poistoyhteet voidaan haluttaessa sijoittaa muuallekin kiintoainekiertoon.
Kuvion 1 esittämän jäähdytetyn rakenteen edut ovat mm. 5 seuraavat: - kurkun 22 ja palautuskanavan 18-palautusaukon 24 sijoituksesta johtuen kaasunjäähdytysprosessi on nopea ja luotettava; - kurkun ja palautuskanavan palautusaukon sijoitus sekoi-10 tuskammion alaosassa estää tehokkaasti eroosion/tukkeutumisen nousuosan jäähdytyspinnoissa, - jäähdytetty rakenne on joustava nopeissa kuorman muutoksissa; - hiukkaserottimen ja palautuskanavan rakenne ovat edul- 15 lisiä, koska niissä käytetään hyväksi reaktorikuoren seinämiä; ja - skaalaus suurempiin yksiköihin on helppoa.
Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 kaltainen kaasunjäähdytin-20 rakenne, jossa hiukkaserotin 16 on vaakasykloni. Vaakasyk-loni ja palautuskanava 18 on muodostettu reaktorista väliseinällä 28 erottamalla.
Kuviossa 3 on esitetty kolmas muunnelma kiertopetiperiaat-25 teella toimivan reaktorin alaosasta. Kuviossa on esitetty kaasunjäähdytinratkaisu, jossa pitkänomainen vesiputki-paneeleista muodostettu palautuskanava 18 on sovitettu pitkänomaisen jäähdytetyn reaktorikuoren 26 keskiosaan samansuuntaisesti sen kanssa. Vastaavasti poikkileikkauk-30 seitaan suorakaiteen muotoinen eli kapean raon muodostava kaasun sisääntuloaukko 22 on sovitettu keskelle pitkänomaisen sekoituskammion pohjaa 20 samansuuntaisesti sen kanssa. Palautuskanavan palautusaukko 24 ja kaasun sisääntuloaukko 22 on sijoitettu päällekkäin. Sekoituskam-35 miosta kaasususpensio nousee ylöspäin nousuosissa 36 ja 38 P1102/FM2 11 93701 kahtena kaasususpensiovirtana molemmin puolin palautus-kanavaa .
Kuvion 3 esittämässä ratkaisussa on yhdistetty kaksi 5 kaasunjäähdytintä rinnakkain. Kaasunjäähdyttimillä on yksi yhteinen seinä 40.
P1102/FM2

Claims (12)

12 93701
1. Menetelmä korkealämpötilaprosesseissa syntyvien kuumien prosessikaasujen käsittelemiseksi kiertopetiperiaatteella 5 toimivassa leijukerrosreaktorissa, joka käsittää - sekoituskammion, jossa kuumat prosessikaasut sekoitetaan kiertomassan muodostavaan kiintoaineeseen kaasususpension muodostamiseksi; - hiukkaserottimen, kiintoaineen erottamiseksi käsitellyis-10 tä prosessikaasuista; - elimet kuumien prosessikaasujen syöttämiseksi sekoitus-kammioon ; - sekoituskammion yhteyteen sen päälle sovitetun nousuosan tai solan kaasususpension johtamiseksi sekoituskammiosta 15 hiukkaserottimeen; - kaasunpoistokanavan käsiteltyjen prosessikaasujen poistamiseksi hiukkaserottimesta ja - kiintoaineen palautuskanavan hiukkaserottimessa erotetun kiintoaineen palauttamiseksi sekoituskammioon, 20 tunnettu siitä, että - ainakin osa sekoituskammioon palautuvasta kiintoaineesta johdetaan sekoituskammioon olennaisesti alaspäin suunnattuna kiintoainevirtana ja että - kuuma prosessikaasu johdetaan sekoituskammioon olennai-25 sesti ylöspäin ja kiintoainevirtaa kohti suunnattuna kaasuvirtana siten, että kiintoaine- ja kaasuvirrat kohtaavat, jolloin kaasuvirran liikemäärää pienennetään.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että kaasususpensiota jäähdytetään nousuosassa.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumia prosessikaasuja, esim. metallisulaton prosessikaasuja, jäähdytetään sulien ja/tai höyrystyneiden 3. komponenttien kondensoimiseksi leijukerrosreaktorissa. tl 93701 13
4. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumia prosessikaasuja käsitellään kaasujen sisältämien kiinteiden hiukkasten erottamiseksi kaasuista.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että leijukerrosreaktorissa käsitellään kiintoainetta, esim. rikastetta, kuumilla prosessikaasuilla.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä. että kuuma prosessikaasuvirta ja palautettava kiintoainevirta saatetaan törmäämään toisiinsa sekoituskam-miossa olennaisesti samankeskisinä virtoina.
7. Laite korkealämpötilaprosesseissa syntyvien kuumien 15 prosessikaasujen käsittelemiseksi kiertopetiperiaatteella toimivassa leijukerrosreaktorissa (10), jolloin leijuker-rosreaktori käsittää - sekoituskammion (12), jossa kuumat prosessikaasut sekoitetaan kiertomassan muodostavaan kiintoaineeseen kaasusus- 20 pension muodostamiseksi? - hiukkaserottimen (16), kiintoaineen erottamiseksi käsitellyistä prosessikaasuista; elimet (22) kuumien prosessikaasujen syöttämiseksi sekoituskammioon; 25. sekoituskammion yhteyteen sen päälle sovitetun nousuosan (14) tai solan kaasususpension johtamiseksi sekoituskam-miosta hiukkaserottimeen; - kaasunpoistokanavan (32) käsiteltyjen prosessikaasujen poistamiseksi hiukkaserottimesta ja 30. kiintoaineen palautuskanavan (18) hiukkaserottimessa erotetun kiintoaineen palauttamiseksi sekoituskammioon, tunnettu siitä, että - palautuskanava (18) on alaosastaan yhdistetty sekoitus-kammion katto-osaan (19) muodostettuun kiintoaineen 3. palautusaukkoon (24) kiintoaineen palauttamiseksi sekoitus- 14 93701 kammioon ja että - kuuman prosessikaasun sisääntuloaukko (22) on sijoitettu sekoituskammion pohjaosaan (20) pystysuorassa suunnassa pääasiallisesti katto-osaan (19) muodostetun kiintoaineen 5 palautusaukon alapuolelle.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hiukkaserotin (16) on sykloni.
9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että hiukkaserotin (16) ja palautuskanava (18) on erotettu sekoituskammiosta ja nousuosasta leijukerrosreaktorin sisään sovitetulla väliseinällä (28).
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautuskanava (18) on kapean raon muotoinen kanava.
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoituskammiossa (12) on olennaisesti samansuuntaiset 20 kalteva pohja (20) ja kalteva katto (19), ja että kuuman prosessikaasun sisääntuloaukko (22) on muodostettu kaltevan pohjan (20) alaosaan ja palautuskanava yhdistetty kaltevan katon (19) alaosaan.
12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että nousuosaan (14) on sovitettu lämmönsiirrin (34). 15 93701
FI932672A 1993-06-11 1993-06-11 Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi FI93701C (fi)

Priority Applications (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI932672A FI93701C (fi) 1993-06-11 1993-06-11 Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi
ZA943961A ZA943961B (en) 1993-06-11 1994-06-06 Method and apparatus for treating hot gases
ES94108717T ES2110654T3 (es) 1993-06-11 1994-06-07 Metodo y aparato para el tratamiento de gases calientes.
NZ260693A NZ260693A (en) 1993-06-11 1994-06-07 Treating hot process gases in fluidised bed reactor
DE69407481T DE69407481T2 (de) 1993-06-11 1994-06-07 Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen
AT94108717T ATE161434T1 (de) 1993-06-11 1994-06-07 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von heissen gasen
EP94108717A EP0628345B1 (en) 1993-06-11 1994-06-07 Method and apparatus for treating hot gases
CA002125539A CA2125539A1 (en) 1993-06-11 1994-06-09 Method and apparatus for treating hot gases
CN94102806A CN1052060C (zh) 1993-06-11 1994-06-10 处理热气体的方法及装置
AU64694/94A AU671368B2 (en) 1993-06-11 1994-06-10 Method and apparatus for treating hot gases
RU94020737/25A RU2095121C1 (ru) 1993-06-11 1994-06-10 Способ обработки горячих газов и устройство для его осуществления
BR9402373A BR9402373A (pt) 1993-06-11 1994-06-10 Processo e aparelhagem para tratar gases de processo quentes
KR1019940013185A KR0141544B1 (ko) 1993-06-11 1994-06-11 고온 가스 처리 방법 및 장치
JP6130383A JP2675753B2 (ja) 1993-06-11 1994-06-13 高温ガスの処理方法および装置
TW083106154A TW274054B (fi) 1993-06-11 1994-07-05
US08/636,631 US5585071A (en) 1993-06-11 1996-04-23 Method and apparatus for treating hot gases
US08/683,464 US5759495A (en) 1993-06-11 1996-07-18 Method and apparatus for treating hot gases

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI932672 1993-06-11
FI932672A FI93701C (fi) 1993-06-11 1993-06-11 Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI932672A0 FI932672A0 (fi) 1993-06-11
FI932672A FI932672A (fi) 1994-12-12
FI93701B FI93701B (fi) 1995-02-15
FI93701C true FI93701C (fi) 1995-05-26

Family

ID=8538118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI932672A FI93701C (fi) 1993-06-11 1993-06-11 Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi

Country Status (16)

Country Link
US (2) US5585071A (fi)
EP (1) EP0628345B1 (fi)
JP (1) JP2675753B2 (fi)
KR (1) KR0141544B1 (fi)
CN (1) CN1052060C (fi)
AT (1) ATE161434T1 (fi)
AU (1) AU671368B2 (fi)
BR (1) BR9402373A (fi)
CA (1) CA2125539A1 (fi)
DE (1) DE69407481T2 (fi)
ES (1) ES2110654T3 (fi)
FI (1) FI93701C (fi)
NZ (1) NZ260693A (fi)
RU (1) RU2095121C1 (fi)
TW (1) TW274054B (fi)
ZA (1) ZA943961B (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT401287B (de) * 1994-10-17 1996-07-25 Austrian Energy & Environment Kühlflächenauskleidung
CN1202961A (zh) * 1995-12-01 1998-12-23 巴布考克及威尔考克斯公司 具有多个炉出口的循环式流化床反应器
DE19604565A1 (de) * 1996-02-08 1997-08-14 Abb Patent Gmbh Trennvorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus dem Gasstrom einer Wirbelschicht
NL1005518C2 (nl) * 1997-03-12 1998-09-15 Bronswerk Heat Transfer Bv Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar.
US6051182A (en) * 1998-01-21 2000-04-18 Brifer International Ltd. Apparatus and process for the direct reduction of iron oxides
RU2290446C2 (ru) * 2001-08-10 2006-12-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ рекуперации энергии из горячего газа
US20040100902A1 (en) * 2002-11-27 2004-05-27 Pannalal Vimalchand Gas treatment apparatus and method
DE102008049579A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Uhde Gmbh Heißgasreinigung
KR101159599B1 (ko) * 2010-07-29 2012-06-27 현대제철 주식회사 전기로용 혼합 챔버
DE102012012727A1 (de) 2012-06-26 2014-01-02 Hydac Process Technology Gmbh Vorrichtung zur Konditionierung von Gasen
IN2015DN00277A (fi) 2012-08-27 2015-06-12 Southern Co
RU2675644C1 (ru) * 2017-10-18 2018-12-21 Евгений Михайлович Пузырёв Котел с циркулирующим слоем
JP7467888B2 (ja) * 2019-11-05 2024-04-16 株式会社Ihi 流動層システム
RU2752405C1 (ru) * 2020-12-10 2021-07-27 Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН") Устройство для закалки и очистки высокотемпературных газов от твёрдых частиц

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236607A (en) * 1963-06-11 1966-02-22 Exxon Research Engineering Co Apparatus for iron ore reduction
FR2371227A1 (fr) * 1976-11-17 1978-06-16 Anvar Procede de mise en contact de phases avec mise en suspension et en circulation naturelle d'au moins un produit solide a l'etat divise dans un fluide, et appareillage de mise en oeuvre
DE3248502A1 (de) * 1982-12-29 1984-07-05 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur temperierung einer in einem rohrreaktor in form eines festbettes angeordneten schuettung und eine anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
US5171542A (en) * 1984-03-20 1992-12-15 A. Ahlstrom Corporation Circulating fluidized bed reactor
FR2581173B1 (fr) * 1985-04-24 1989-03-31 Charbonnages De France Echangeur a lit fluidise pour transfert de chaleur
EP0304523B1 (en) * 1987-08-28 1992-07-08 Exxon Research And Engineering Company Apparatus and method for controlling the temperature in catalyst regeneration
FI76004B (fi) * 1986-03-24 1988-05-31 Seppo Kalervo Ruottu Cirkulationsmassareaktor.
JPS62237939A (ja) * 1986-04-08 1987-10-17 Nittetsu Mining Co Ltd 多段噴流層装置
FR2643571A1 (fr) * 1989-02-24 1990-08-31 Charbonnages De France Regulateur non mecanique du debit de solides etabli entre deux milieux fluidises
DE4023060A1 (de) * 1990-07-20 1992-01-23 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur kuehlung von heissen prozessgasen
US5281398A (en) * 1990-10-15 1994-01-25 A. Ahlstrom Corporation Centrifugal separator
US5332553A (en) * 1993-04-05 1994-07-26 A. Ahlstrom Corporation Method for circulating solid material in a fluidized bed reactor
US5372096A (en) * 1993-12-29 1994-12-13 Combustion Engineering, Inc. Internal particle collecting cells for circulating fluid bed combustion

Also Published As

Publication number Publication date
KR950000843A (ko) 1995-01-03
AU6469494A (en) 1994-12-15
KR0141544B1 (ko) 1998-06-01
EP0628345A3 (en) 1995-02-15
US5759495A (en) 1998-06-02
CA2125539A1 (en) 1994-12-12
NZ260693A (en) 1995-07-26
DE69407481T2 (de) 1998-04-16
CN1052060C (zh) 2000-05-03
BR9402373A (pt) 1995-03-14
FI932672A0 (fi) 1993-06-11
RU94020737A (ru) 1996-04-27
US5585071A (en) 1996-12-17
AU671368B2 (en) 1996-08-22
ATE161434T1 (de) 1998-01-15
FI93701B (fi) 1995-02-15
FI932672A (fi) 1994-12-12
EP0628345A2 (en) 1994-12-14
JPH07194963A (ja) 1995-08-01
CN1103478A (zh) 1995-06-07
ZA943961B (en) 1995-02-06
JP2675753B2 (ja) 1997-11-12
RU2095121C1 (ru) 1997-11-10
EP0628345B1 (en) 1997-12-29
TW274054B (fi) 1996-04-11
DE69407481D1 (de) 1998-02-05
ES2110654T3 (es) 1998-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI93701C (fi) Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi
FI93274C (fi) Menetelmä ja laite kuuman kaasuvirran käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi
RU2300415C2 (ru) Способ и устройство для регенерации тепла в реакторе с псевдоожиженным слоем
FI92099C (fi) Kiertomassatyyppinen leijukerrosreaktori
FI97081C (fi) Menetelmä kuumien prosessikaasujen jäähdyttämiseksi
KR930001947B1 (ko) 가스화장치와 직접 환원로를 갖춘장치
FI97424C (fi) Menetelmä ja laite kuuman kaasun käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi
EA010275B1 (ru) Способ и установка для термической обработки твёрдых материалов, содержащих оксид железа
JP3330173B2 (ja) 高温固形物の冷却方法及びその装置
JP2007506065A (ja) 電熱式流動化ベッド炉における粒子の熱処理のための方法及び装置、並びに、その結果生じた生成物
CA1088730A (en) Method for carrying out endothermic reduction processes in a circulating fluid bed and an apparatus therefor
CN1767893A (zh) 输送细粒固体的方法和装置
US7803268B2 (en) Method and plant for producing low-temperature coke
RU2060433C1 (ru) Способ охлаждения газов и охладитель циркулирующего флюидизирующего слоя
FI87147B (fi) Foerfarande och anordning foer behandling av gaser och/eller fast material i en reaktor med cirkulerande fluidiserad baedd.
FI87148B (fi) Foerfarande och anordning foer behandling av heta gaser i en reaktor med cirkulerande fluidiserad baedd.
FI107641B (fi) Menetelmä ja laite kuumien kiintoaineiden jäähdyttämiseksi leijupedissä
CA1120333A (en) Fluidized bed firing

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: A. AHLSTROM CORPORATION

BB Publication of examined application