HU212995B - Apparatus for generating reaction in a closed space between gas and material contains solid particles - Google Patents

Apparatus for generating reaction in a closed space between gas and material contains solid particles Download PDF

Info

Publication number
HU212995B
HU212995B HU914011A HU401191A HU212995B HU 212995 B HU212995 B HU 212995B HU 914011 A HU914011 A HU 914011A HU 401191 A HU401191 A HU 401191A HU 212995 B HU212995 B HU 212995B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
zone
fluidized bed
reactor
gas
fluidizing
Prior art date
Application number
HU914011A
Other languages
English (en)
Other versions
HUT61912A (en
HU914011D0 (en
Inventor
Jean-Xavier Morin
Philippe Payen
Jean-Claude Semedard
Jean Vidal
Original Assignee
Stein Industrie
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 Stein Industrie filed Critical Stein Industrie
Publication of HU914011D0 publication Critical patent/HU914011D0/hu
Publication of HUT61912A publication Critical patent/HUT61912A/hu
Publication of HU212995B publication Critical patent/HU212995B/hu

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
    • 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
    • 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
    • B01J8/26—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 two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B01J8/28—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 two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations the one above the other
    • 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
    • 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
    • B01J8/388—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 externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • 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
    • 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 
    • F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

A találmány tárgya berendezés exoterm vagy endoterm reakció létrehozására legalább egy gáz és legalább egy szilárd részecskékből álló anyag között egy (a továbbiakban „reaktorként” megnevezett) zárt térben, amely berendezés tartalmaz legalább egy, a szilárd részecskékből álló anyagot bevezető eszközt, legalább egy, a reagáló és fluidizáló gázt bevezető eszközt, ahol a szilárd részecskékből álló anyag és a fluidizáló gáz időegység alatt bevezetett mennyiségeinek mértéke lehetővé teszi a gáz és a szilárd részecskékből álló anyag gyors felszálló áramlásának kialakulását a reaktor gyors keringtetési fluidágy-zónáiban, tartalmaz továbbá a reagáló gáz és a szilárd részecskékből álló anyag keverékét a reaktor tetején egy szeparáló szervbe terelő eszközöket, a reakció által létrehozott gázt elvezető eszközöket, valamint a szilárd részecskékből álló anyagot a szeparáló szervből a reaktor aljába visszatápláló eszközöket.
A kémiai reakciók fluidágyban történő létrehozására a hasonló jellegű ismert technológiáknak lényegében két csoportja létezik.
Az első csoport sűrű fluidágat (ún. buborékoltatott ágyat) alkalmaz, amelyre két eltérő részecske-koncentrációjú zóna megléte jellemző a reakciótéren belül, egyrészt egy nagy, például 1000 kg/m3 részecske-koncentrációjú első zónáé egy égető fluidágy számára, és egy második, lényegesen kisebb, 1 kg/m3-nél alacsonyabb részecske-koncentrációjú zónáé, amely az első zóna fölött van elrendezve és attól egy viszonylag jól meghatározott felület által van elválasztva. A gázok és a szilárd részecskék közötti sebességkülönbség nem nagy. Égető reaktorok esetében az égetési hatásfok nem túl magas, például 85-95%, ugyanakkor jelentős a kénoxidok és nitrogénoxidok kibocsátásának aránya, ami ezen technológiát a kisebb teljesítményű berendezésekre korlátozza.
Ezen első technológiai csoporthoz tartozó megoldásokon belül a GB 1 412 033 sz. brit szabadalmi leírás egy sűrű fluidággyal rendelkező égető reaktor gyűrűalakú válaszfal általi megosztását javasolja, ahol a válaszfal alsó széle adott távolságra van a fluidizáló rácstól, miáltal egy központi sűrű fluidágy-tartomány jön létre, amelyben a tulajdonképpeni égési folyamat lezajlik, valamint egy gyűrűalakú sűrű fluidágy-tartomány, amelyben a szilárd részecskék lefelé áramlanak azon egyetlen célból, hogy biztosítsák a hőcserét a reaktort körülvevő köpennyel. A szilárd részecskék egy része a központi sűrű fluidágytartományban túláramlik a gyűrűalakú válaszfal tetején és azután lefelé mozog a gyűrűalakú sűrű fluidágy-tartományban, hogy visszatérjen a gyűrűalakú válaszfal alsó széle alatti központi égető zónába. Ennél a berendezéstípusnál is jelentkeznek a sűrű fluidágyas reaktorok fentebb említett hátrányai, különösen az igen kis részecske-koncentrációjú reakció-zóna megléte a sűrű fluidágy fölött. Ezenkívül ez a berendezés csak a sűrű fluidizált zóna felső részéből elvett szilárd részecskéket keringteti vissza, amint azt egy porleválasztó ciklon tenné, ha azt egy az alábbiakban ismertetett típusú, ún. keringtetett fluidágyas berendezés kimeneténél helyeznénk el.
Az ismert technológiák második csoportja az úgynevezett „keringtetett” fluidágyas rendszert alkalmazza, amelyet Reh cikke ismertet a Chemical Engineering Progress nevű szaklap 1971 februári számában. Ezt a rendszert egyébként részletesen tárgyalja a 2 32 3101 és a 2 353 332 sz. francia szabadalmi leírás. Ez a rendszer az elsőként ismertetett technológiai csoporttól főként abban különbözik, hogy nincs semmiféle elválasztó felület a két különböző részecske-koncentrációjú zóna között, ugyanakkor azonos reakció-hőmérséklet uralkodik az egész reaktorban. A szilárd részecskékből álló anyag koncentrációja lényegében folyamatosan változik a reaktortest aljától a tetejéig, miközben a gázok és a szilárd részecskék sebességei közötti különbség sokkal nagyobb, mint a másik technológiai csoportnál. Az égető reaktoroknál mindez javítja az égetési hatásfokot, ugyanakkor a kibocsátott kénoxidok és nitrogén-oxidok hányada lecsökken. Ez a technológia alkalmas nagy berendezésekben történő alkalmazásra, azonban ennél is jelentkeznek bizonyos hátrányok.
Ezeket a hátrányokat különösen akkor tapasztalhatjuk, ha a reakció égési reakció. Megállapítható, hogy a keringtetett fluidágyas reaktor az alábbiak szerint írható le:
a) tartalmaz egy magasabban elhelyezkedő, nagy térfogatú zónát, ahol változó a szilárd részecskék koncentrációja, amely koncentráció ugyan korlátozott, de elégséges. Ebben a magasabban elhelyezkedő zónában megy végbe a hőcsere és itt általában csövek foglalják el a reaktorban levő üres teret vagy olyan falak, amelyeket reaktorhűtó folyadékot szállító csövek bélelnek. A részecske-koncentráció ezen zóna aljától a tetejéig például kb. 50 kg/m3-tól kb. 10 kg/m3-ig változik, amely értékek néha még alacsonyabbak is lehetnek. A gyakorlatban ezek a részecske-koncentrációk alkalmasak a hőcsere megvalósítására a falakat bélelő csövekkel. A gázok sebessége teljes terhelésnél általában a 4-6 m/s-os tartományba esik, hogy elkerüljék az erózió veszélyét;
b) van ezenkívül egy alacsonyabban elhelyezkedő, kisebb térfogatú zónája, amelynek sokkal nagyobb a részecskekoncentrációja, amely a zóna aljától a tetejéig például 500 kg/m3-től 50 kg/m3-ig változhat, vagyis 10:1 arányban, amely arány még a 20:1 értéket is meghaladhatja, ha a reaktor fél terheléssel üzemel, vagyis a fluidizáló gáz fél sebességgel áramlik. Ebben az alsó zónában zajlik le az égési folyamat. Az égéshez szükséges gáz egy részét, melyet általában „primer” gáznak hívnak, egy a reaktor aljában elrendezett fluidizáló rácson keresztül fúvatják be ezen alsó zónába. Az égéshez szükséges gáz maradékának legnagyobb részét, vagyis az úgynevezett „szekunder” gázt különböző szinteken áramoltatják be az említett rács felett, amely szintek használata a reaktor terhelésének függvényében változhat (vagyis néhány szint használaton kívülre kerül, ha a reaktor részleges terheléssel üzemel).
Az égési folyamatból származó füstgázok sebességét a reaktor ezen alsó zónájában annak változó keresztmetszete és a szekunder gáz lépcsőzetes hozzá2
HU 212 995 Β adása határozza meg, ahol a célszerű sebesség gyakorlatilag a felső zónáéval azonos. Ez a körülmény a koncentrációban mutatkozó nagy változatosságot eredményez a teljes égető zónában, ami többféle hátránnyal jár:
- tökéletlen égés: az elégetlen részecskék és a szénmonoxid koncentrációja nagy lehet a reaktor kimeneténél, különösen néhány nehezebben égő anyag esetén;
- a kéntelenítés hatásfoka túl alacsony lehet, ami nagy mennyiségű kéntelenítő szer beadagolását teszi szükségessé;
- végül korlátozott alkalmazkodóképesség a reaktorterhelésben mutatkozó változásokhoz, mégpedig annak a követelménynek a következtében, hogy egy kb. 3 m/s-os minimális gázsebességet feltétlenül fenn kell tartani a megfelelő fluidizációs feltételek biztosításához.
A hőmérsékleti és égési homogenitás javítása érdekében ezért gyakran szükséges a szilárd részecskékből álló anyag mennyiségének növelése a reaktorban, ami viszont növeli a reaktornak a fluidizáció fenntartásához szükséges energiafelhasználását.
Ezen hátrányok csökkentése érdekében gyakran alkalmazzák a szekunder gáz különböző szinteken történő betáplálását, ugyanakkor a szekunder gáz mennyiségének a primer gáz mennyiségéhez viszonyított arányát a reaktorterhelés függvényében változtatják. Ezt az arányt azonban csak korlátozott mértékben lehet változtatni, mivel más tényezőket is számításba kell venni, amelyek ellene hatnak az ily módon biztosított rugalmas alkalmazkodóképességnek:
- kiégési arány, ami szükségessé teszi a primer gáz mennyiségének egy minimális érték fölött való tartását,
- redukáló atmoszféra fenntartásának szükségessége a reaktor égető zónájának alsóbb részében, a nitrogénoxidképződés minimumra való csökkentése érdekében; és
- az égési folyamathoz igényelt gázfelesleg növelésének szükségessége, ha a reaktorterhelés csökkentésre kerül annak érdekében, hogy elkerüljék a szilárd részecskék heterogenitásának túlzott növekedését, ugyanakkor a lehető legnagyobb mértékben biztosítsák a nitrogén-oxidok képződésének korlátozását és megakadályozzák a berendezés termikus hatásfokának jelentős csökkenését.
Az említett részecske-koncentrációk nagy változatossága az égető zónát tartalmazó alsó zónában tehát hátrányt jelent és előnyös lenne, ha homogénebb részecske-koncentrációt tudnánk biztosítani a különböző reaktorszintek között, ami nemcsak az égetési hatásfokot javítaná, hanem csökkentené a fluidizáció energiaigényét is.
Sajnos, a keringtetett fluidágy nem felel meg ezeknek a követelményeknek, mégpedig két sajátos probléma miatt:
a) a fluidizáló gáz sebessége az égető zónában összefüggésben van a felső zónában megválasztott sebességgel, amely zónában a hőcsere játszódik le; és
b) minthogy a szilárd részecskék az 1. ábrán vázoltak szerint felfelé és lefelé egyaránt mozognak, és sok kisméretű szilárd részecske sosem kerül le egészen a fluidizáló rács közelébe, így függőleges irányban szemcseméret szerinti rétegződés jön létre a reaktoron belül és a reaktor alsó zónája ennek megfelelően nagyobb méretű részecskékkel üzemel. így például a szilárdanyag-koncentráció a fluidizáló rács fölötti első méteren belül megközelíti a sűrű fluidágyaknál tapasztalható koncentrációt, ami igen drága az energiaráfordítás szempontjából, ugyanakkor haszontalan a jó égési folyamat szempontjából.
Ezen technológián belül különféle szabadalmakban történtek javaslatok a keringtetett fluidágy működésének javítására.
A 4 594 967 sz. USA-beli és a 0332360 sz. európai szabadalmi leírás egy anyagbefogó sűrű fluidágy felszerelését irányozza elő a keringtetett fluidágy kimeneténél, ahol a befogott anyag ily módon csökkenti a tágulási kamra után elhelyezkedő hagyományos porleválasztó ciklon által befogott anyagmennyiséget, amely kamra leülepedési zónát képez a sfirB fluidágy fölött.
Ezekben a szabadalmakban:
- A sűrű fluidágy a keringtetett fluidágy kimeneténél van elrendezve, vagy annak egyik oldalán (lásd 4 594 967 sz. USA-beli és a 0 332 360 sz. európai szabadalmi leírást olyan reaktorokhoz, amelyeknek négyszögletes a vízszintes keresztmetszete) vagy közvetlenül a keringtetett fluidágy fölött (lásd a 0 332 360 sz. európai szabadalmi leírást olyan reaktorokhoz, amelyeknek köralakú a vízszintes keresztmetszete).
- A porleválasztó ciklon vagy az áramlás irányában közvetlenül a tágulási kamra mögött van elrendezve (0 332 360 sz. európai szabadalmi leírás) vagy egy csöves zárt tér mögött, amely a gázok hőmérsékletét csökkentő hőcserélőkkel van felszerelve (4 594 967 sz. USA-beli szabadalmi leírás), így nem képezi részét a találmány szerinti keringtetett fluidágynak. Ezen esetek mindegyikében a sűrű fluidágy által befogott anyag csökkenti a ciklonban összegyűjtött anyagmennyiséget és nem változtatja meg a keringtetett fluidágyba viszszajuttatott anyag mennyiségét.
- Ezen két szabadalom mindegyikében a sűrű fluidágyat tartalmazó zónától az áramlás irányát tekintve lejjebb elhelyezkedő tágulási kamra nem rendelkezik egy keringtetett fluidágy valamennyi alapvető jellemzőjével (homogén hőmérséklet, felszálló gáz sebessége, szilárdanyag-koncentráció), amelyek lehetővé teszik, hogy ezt a zónát hő átvitelére használják a gázszilárdanyag-keverékről a falakra, miközben fennmarad a homogén hőmérséklet és egy a kémiai reakciók lezajlásához kedvező gáz-szilárdanyag keveredés.
Egy másik találmány a 4 788 919 sz. USA-beli szabadalmi leírás a reaktor felosztását javasolja három, kettő vagy egyetlen kamrára, ahol ezen kamrák mindegyike között egy tágulási kamra képez átmenetet, amelynek keresztmetszete, amint már említettük, négyszerese is lehet a reaktorénak, úgy hogy benne a gáz sebessége már nem az, mint a keringtetett fluidágyas reaktorban. Ez a sebességcsökkenés lehetővé teszi a szilárd részcskékből álló anyag befogását a sűrű fluid3
HU 212 995 Β.
ágyakban, ami nagyban csökkenti az anyag koncentrációját a másik (felső) kamrá(k)ban, és ez azt eredményezi, hogy a keringtetett fluidágy működése csak az alsó kamrában zajlik le, míg a többi kamra és azok kiegészítései járulékos kis anyagmennyiségek befogására és járulékos hűtés biztosítására szolgálnak, ami ezen találmány feltalálóját ahhoz a meggyőződéshez vezeti, hogy az egyetlen kamrával rendelkező változatot részesítse előnyben és a találmány szerinti megoldást lényegében visszavezeti egy a 4 594 967 sz. USAbeli és a 0 332 360 sz. európai szabadalmi leírásokban szereplő megoldásokhoz hasonló berendezésre, vagyis egy sűrű fluidágy elrendezésére egy keringetett fluidágyas reaktor kimeneténél. Mindenesetre egy többkamrás kivitelnél is ugyanazt a gázsebességet tartják fenn mindegyik kamrában.
Összegezve, a fentebb említett szabadalmak az ismert keringtetett fluidágyas technológia továbbfejlesztését jelentik, amelynek a hátrányait a korábbiakban már kifejtettük.
Az eredeti technológiával összehasonlítva a továbbfejlesztett megoldásokra az jellemző, hogy ezeknél kisebb a ciklonok vagy szeparátorok által befogott (leválasztott) szilárd anyag mennyisége, azonban nem változtatják meg a korábbi, keringtetett fluidágyas technológia jellegzetes koncentráció- és nyomáseloszlását.
A találmány által megoldandó feladat olyan berendezés kifejlesztése reakció létrehozásához egy gáz és egy szilárd részecskékből álló anyag között egy zárt térben, ahol a berendezés egy új fluidágy-elrendezést tartalmaz, amely a szilárd részecskék koncentrációja tekintetében nagyobb homogenitást mutat a kisebb részecske-koncentrációjú alsó zónában, amely zóna adott esetben égető zónát képez, és amely fluidágy-elrendezésre a fluidizáló gáz viszonylag nagy sebessége jellemző ezen alsó zónában.
A kitűzött feladat megoldására alkalmas eljárásra illetve berendezésre a találmány értelmében az jellemző, hogy a reaktor három zónára van felosztva:
a) egy gyors keringtetésű fluidággyal rendelkező alsó zónára, ahol a fluidizáló gáz átlagos felszállási sebessége a reaktor üres állapotában illetve teljes terhelése esetén a 4,8-12 m/s-os tartományba esik és ezen zóna magassága akkora, hogy a gáz tartózkodási ideje ezen alsó zónában 0,25 és 4 s között van;
b) egy S2 keresztmetszeti felületű, gyors keringtetésű fluidággyal rendelkező felső zónára, ahol a fluidizáló gáz V felszállási sebessége üres állapot illetve teljes terhelés esetén 4 és 10 m/s közé esik és ezen sebesség aránya a fluidizáló gáz alsó zónában jelentkező sebességéhez képest 1/2 és 1/1,2 között van, ugyanakkor ezen zóna magassága akkora, hogy a fluidizáló gáz tartózkodási ideje ezen zónában teljes terhelésnél 2 és 10 s közé esik és a P szilárdanyag-koncentráció a reaktor felső zónájának tetején legalább egyenlő 2 kg/m3-rel;
c) egy sűrű fluidággyal rendelkező zónára, ahol a fluidizáló gáz felszállási sebessége üres állapot illetve teljes terhelés esetén a 0,3 m/s és 2,5 m/s közötti tartományba esik, amely zóna szomszédos a gyors keringtetésű fluidággyal rendelkező és tőle válaszfallal elválasztott alsó zóna felső részével és úgy van elrendezve, hogy befogja mind a felsó zónából annak legalább egyik fala mentén visszahulló szilárd részecskéket, mind pedig az alsó zóna szomszédos felső részéből felfelé szálló szilárd részecskéket;
a berendezés tartalmaz emellett legalább egy, a szilárd részecskékből álló anyagot a sűrű fluidágyas zónából a gyors keringtetésű fluidágyas alsó zóna aljába visszatápláló vezetéket, ahol a sűrű fluidágyas zónából visszatáplált szilárd részecskékből álló anyag időegységre jutó mennyisége nagyobb, mint az alábbi összefüggés szerinti mennyiség:
q = PxVxS2.
Az ilyen berendezésben a nyomáseloszlás a keringtetett fluidágy-zónák magassági kiterjedése mentén (felsőbb zónák és alsó zóna) olyan, amilyennek a 7. ábra görbéje mutatja. A szilárdanyag-koncentráció, amely levezethető ezen görbe bármely pontjának deriváltjából, tartalmaz egy szakadástartományt a sűrű fluidágy túlfolyójának mindkét oldalán, és ez a találmány szerinti berendezés sajátossága.
Ezen találmány szerinti elrendezésnek köszönhetően az alábbi előnyös hatásokat érjük el:
- homogénebb hőmérsékleteloszlás a reaktorban, miközben csökken a szilárd részecskék agglomerálódásának (összetapadásának) veszélye,
- égető reaktorok esetében kedvezőbb az égési folyamat a kevesebb szénmonoxid és elégetlen szilárd részecske képződése következtében, különösen nehezen égő tüzelőanyagok, mint pl. antracit és alacsony illóanyag-tartalommal rendelkező szenek elégetésénél, valamint
- a reaktor jobb alkalmazkodóképessége a minimálisan megengedhető terhelés csökkentésével, amit az alsó zónában jelentkező, teljes terhelés melletti gázsebesség és a kielégítő fluidizációs feltételek fenntartásához szükséges minimális sebesség közötti nagy arány tesz lehetővé.
A találmány kiterjed egyébként a fenti eljárás illetve berendezés széntartalmú anyagok elégetésére történő felhasználására is.
A találmány szerinti, adott esetben szénportüzelésű berendezést részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük.
A rajzon az 1. ábra a szilárd részecskék áramlását mutatja egy vázlatosan ábrázolt, korábbi típusú keringtetett fluidágyas reaktorban, a 2. ábra egy találmány szerinti berendezést tüntet fel, amely keringtetett fluidágyakat és egy közbenső sűrű fluidágyat tartalmaz, a 3A és 3B ábra egy két oldalsó sűrű fluidággyal rendelkező reaktor alsó zónáján keresztül vett két függőleges metszetet tüntet fel egymáshoz képest derékszöggel elforgatva, ahol a 3B ábra a 3A ábra IIIB-IIIB vonala szerinti metszet, a 4A és 4B ábra egy három sűrű fluidággyal rendelkező reaktor alsó zónáján keresztül vett két
HU 212 995 Β függőleges metszetet tüntet fel, egymáshoz képest derékszöggel elforgatva, ahol a 4B ábra a 4A ábra IVB-IVB vonala szerinti metszet, az 5A és 5B ábra egy négy sűrű fluidággyal rendelkező reaktor alsó zónáján keresztül vett két függőleges metszetet tüntet fel, egymáshoz képest derékszögben elforgatva, ahol az 5B ábra az 5A ábra VB-VB vonala szerinti metszet, a 6A, 6B és 6C ábrák hőcserélő-felületek elrendezését mutatják egy reaktor két sűrű fluidágyában, ahol a 6B és 6C ábrák a 6A ábra VIB-VIB vonala szerinti metszet két változatát tüntetik fel, végül a 7. ábra a találmány szerinti berendezésben uralkodó nyomás görbéjét tünteti fel a magasság függvényében.
Az 1. ábrán egy klasszikus működésű keringtetett fluidágynak megfelelően az 1 reaktor egy bővülő keresztmetszetű 2 alsó zónát és egy négyszögletes keresztmetszetű 3 felső zónát tartalmaz. A szilárd részecskék egy 4 fluidizáló rács fölött felfelé, az 1 reaktor teteje felé mozognak az 5 nyilak irányában. Ezek a részecskék eközben hajlamosak oldalirányban kitérni a falak felé és lefelé visszahullani. A finomabb részecskék egy részét azonban az örvénylő mozgás visszatéríti felfelé, a 6 nyilak által szemléltetett módon. A többi részecske tovább mozog a fal felé és annak mentén lefelé áramlik, a 7 nyilaknak megfelelően.
A 2. ábrán látható találmány szerinti berendezésnél a bővülő keresztmetszetű 2 alsó zónában egy gyors keringtetésű fluidágyat létesítünk egy 4 fluidizáló rács fölött. Ezen 4 fluidizáló rácson keresztül primer fluidizáló gázt vezetünk be egy 8 vezetéken keresztül, amely gáz lehet például levegő, adott esetben füstgázzal vagy oxigénnel keverve. Ugyanakkor egy 9 vezetéken keresztül poralakú tüzelőanyagot, például levegőben szuszpendált szénport vezetünk be közvetlenül a 4 fluidizáló rács fölé. A szintén főként levegőből álló szekunder gázt, füstgázzal keverve vagy anélkül, három egymást követő 10, 11 és 12 szinten juttatjuk az 1 reaktor 2 alsó zónájába. A fluidizáló gáz sebessége az üres állapot és a teljes terhelés között kb. 4,8 m/s-tól kb. 12 m/s-ig változhat, míg a gázok tartózkodási ideje teljes terhelésnél 0,25 és 4 s között változhat.
A szekunder gázt oly módon vezetjük be, hogy a 2 alsó zóna alján redukáló atmoszférát hozzunk létre.
Ezen 2 alsó zóna felett egy második gyors keringtetésű fluidágyat létesítünk, ahol a fluidizáló gáz sebessége az üres állapot, illetve a teljes terhelés között 4 m/s-tól 10 m/s-ig terjedő nagyságrenden belül változik és a fluidizáló gáz tartózkodási ideje 2 és 10 másodperc közé esik.
Az 1 reaktor tetején levő kilépőcsonkon keresztül távozó, szilárd részecskékkel kevert füstgáz hagyományos módon egy 1 A leválasztó ciklonba lép be, amelyből pormentes füstgáz távozik egy IB vezetéken keresztül, míg a befogott szilárd részecskék az 1 reaktor alján keresztül egy IC vezeték útján vannak a reaktortérbe visszajuttatva.
Ezenkívül egy (vonalkázással jelzett) sűrű 13 fluidágy van létrehozva az SÍ végső keresztmetszeti felületű égető zóna kimeneténél, amely 13 fluidágy az égető zónától egy 13A válaszfal által van elválasztva és egy fluidizáló rács fölött van elrendezve, amelyen keresztül egy járulékos fluidizáló gáz van bevezetve egy vezeték útján. Ezen gáz sebessége üres állapotban illetve teljes terhelésnél a sűrű 13 fluidágyban 0,3 m/s és 2,5 m/s között változhat. Az esetek többségében az esetleges fennmaradó égési folyamat ezen ágyban igen gyenge, mivel a 13 fluidágy a gyors keringtetésű fluidágyas égető zóna kimeneténél van elrendezve, ahol a részecskék maradék széntartalma már igen csekély. Azokban az esetekben, amikor az égési folyamat ezen sűrű 13 fluidágyban mégis jelentős, például gyenge minőségű tüzelőanyag következtében, akkor vagy füstgázt juttathatunk be ezen 13 fluidágy 14 fluidizáló rácsa alatti fúvókákba, hogy minimálisra csökkentsük az oxigéntartalmat ezen 13 fluidágyban, vagy éppen ellenkezőleg, növeljük az oxigéntartalmat ebben a zónában, hogy fokozzuk az égési folyamatot, amely esetben szükséges lehet csöves hőcserélők elrendezése a 13 fluidágyban.
A találmány értelmében egy ilyen sűrű fluidágy magassága viszonylag kicsi, általában kevesebb, mint
1,5 m. Elképzelhető azonban ezen magasság megnövelése kb. 3-4 méterre, ha benne célszerű egy hőcserélőt elhelyezni.
Ezen sűrű 13 fluidágynak lényeges funkciója azon szilárd részecskék egy részének befogása, melyek a sűrű fluidágy felett elhelyezkedő hőcserélő zónából (vagyis a 3 felső zónából) hullanak vissza (a 7 nyilak irányában), valamint azon szilárd részecskék egy részének befogása is, amelyek az 1 reaktor sűrű 13 fluidágynál lejjebb elhelyezkedő 2 alsó zónájából szállnak fel (a 16 nyilak irányában). A 2 alsó zónából felszálló részecskék ezen befogása a gázsebesség csökkenésének köszönhető, ami akkor következik be, amikor a gázok az 1 reaktor 3 felső zónájába lépnek át. Mindazonáltal megállapítható, hogy minden más eljárástól eltérően és a sűrű 13 fluidágy kivételével a gázsebesség a reaktorban sehol sem esik a keringtetett fluidágy működése által megkívánt érték alá.
A sűrű 13 fluidágy által befogott szilárd részecskéket 17 vezetékeken keresztül az 1 reaktor aljához tápláljuk vissza, közvetlenül a 4 fluidizáló rács fölé. Ezek a 17 vezetékek tartalmazhatnak adott esetben egy alulról fluidizáló gázzal táplált szifont. Ily módon a kis szemcseméretű részecskék jelentős része visszakerül az 1 reaktor aljához, ahová ezek különben sohase szállnának le a technika állása alapján korábbról ismert berendezéseknél. Az ilyen méretű szilárd részecskék koncentrációja tehát jelentősen megnő az 1 reaktor égető zónájában, különösen annak a sűrű 13 fluidágyhoz közel eső felső tartományában. Másfelől, pusztán a sűrű 13 fluidágy meglétéből adódó keresztmetszet-változásnak köszönhetően, a gázsebesség az 1 reaktor 2 alsó zónájában nagyobb, mint a 3 felső zónában, a sűrű 13 fluidágy szintje felett.
A gázsebesség ezen megnövekedése révén termé5
HU 212 995 Β szetesen a szilárd anyag koncentrációjának jobb homogenizálódása következik be az 1 reaktor 2 alsó zónájában, ami jobb égést biztosít. A kívánt gázsebesség-értéket az égető zónában a megfelelő S) és S2 keresztmetszeti felületek megválasztásával tudjuk biztosítani, ahol S] az égető zóna keresztmetszeti felülete a sűrű 13 fluidágy szintjén, míg S2 az 1 reaktor 3 felső zónájának keresztmetszeti felülete, így tehát a sűrű 13 fluidágy keresztmetszeti felülete egyenlő S2-S|. A 17 vezetékekben visszatáplált szilárd anyag mennyisége az említett keresztmetszeti felületek arányától is függ, mivel minél nagyobb a sebesség az égető zónában, annál nagyobb lesz a szilárd részecskék mennyisége ezen zóna kimeneténél, és mivel a sűrű 13 fluidágy fölött elhelyezkedő felső zóna alapjához leszálló szilárdanyag-mennyiség gyakorlatilag az S2 keresztmetszeti felülettől függ, annál nagyobb lesz a sűrű 13 fluidágy által befogott szilárdanyagmennyiség is.
A sűrű 13 fluidágy keresztmetszeti felületének (S2Sj) megválasztása tehát fontos tényező a találmány szerinti berendezés 1 reaktorának méretezésénél. A gázsebesség és a szilárdanyag-koncentráció égető zónában való növelése révén ez a megválasztás nagymértékben hozzájárul a szilárdanyagkoncentrációk homogenitásának javításához az égető zónában az ismert fluidágyakban jelentkező koncentrációkhoz képest.
A gyakorlatban kitűnő eredményeket lehetett elérni szénportüzelő berendezéseknél az S2/S| keresztmetszeti felületarány 1,2-2 nagyságrendű megválasztásával. A 3A és 3B ábra egy közbenső szinten két sűrű 14A és 14B fluidággyal ellátott 1 reaktor alsó részét tünteti fel, ahol a 14A, 14B fluidágyak megfelelő visszatápláló 17Aés 17B vezetékeken keresztül vannak összekötve a fluidizáló rács fölötti égető zóna aljával. Példaként a 17B vezeték olyan szilárd részecskéket visszatápláló vezetékként van feltüntetve, amely egy alulról fluidizáló gázzal táplált szifont tartalmaz. Ily módon könnyebben biztosítani lehet egy nagyobb S2/S| arányt, ahol az (S2-Si) különbség egyenlő a két sűrű 14A, 14B fluidágy keresztmetszeti felületének összegével. Ez az 1 reaktor nem tartalmaz sűrű fluidágyakat a fő oldalfalaira merőleges 18, 19 oldalfalak mellett, amint az a 3A ábra IIIB-IIIB vonala szerinti függőleges metszeten, vagyis a 3B ábrán látható.
A 4A és 4B ábra egy három sűrű fluidággyal ellátott reaktor alsó részét mutatja, ahol két sűrű 14A, 14B fluidágy a 4A ábrán látható 20, 21 oldalfalak aljánál helyezkedik el, míg egy sűrű 14C fluidágy egy a fentebb említett oldalfalakra merőleges 22 oldalfal aljánál van elrendezve, amint az a 4A ábra IVB-IVB vonala szerinti függőleges metszeti síkban, vagyis a 4B ábrán látható.
Az 5A és 5B ábra egy négy sűrű fluidággyal ellátott reaktor alsó részét szemlélteti, ahol két sűrű 14A, 14B fluidágy a 20,21 oldalfalak aljánál, míg két másik sűrű 14C, 14D fluidágy az előbbiekre merőleges 22, 23 oldalfalak aljánál helyezkedik el.
A 6A ábra vázlatosan mutatja a sűrű 14A, 14B fluidágyakban kialakított hőcserélő felületeket. A 26, 27 hőcserélőket csőkígyók szemléltetik. Ezek a sűrű
14A, 14B fluidágyak csaknem teljes magasságára kiterjednek.
A 6B ábra a 26, 27 hőcserélőknek a 6A ábra sűrű 14A, 14B fluidágyaiban való elrendezésének egyik lehetséges változatát tünteti fel, amely változat a 6Aábra VIB-VIB vonala szerinti metszetben van bemutatva. A 6B ábrán jól látható, hogy a 26, 27 hőcserélők elfoglalják a sűrű 14A, 14B fluidágyak hosszának legnagyobb részét.
A 6C ábra a hőcserélők sűrű fluidágyakban való 6A ábra szerinti elrendezésének egy másik változatát szemlélteti, ahol a 6C ábra szintén a 6A ábra VIB-VIB vonala szerinti metszet. Ebben a második változatban mindkét sűrű 14A, 14B fluidágy három-három téregységre van felosztva. Ezek közül a szélső téregységekben 26, 28, illetve 27, 29 hőcserélők vannak elrendezve, míg a közbenső 30, 31 téregységekben nincsenek hőcserélő csövek.
Valamennyi 26, 27, 28, 29 hőcserélőt tartalmazó illetve közbenső 30 és 31 téregység visszatápláló 17 vezetékeken keresztül össze van kötve a reaktor aljával, ahol mindegyik téregységnek saját visszatápláló vezetéke van. Ezek közül a közbenső 30 és 31 téregységek visszatápláló 17 vezetékei - a többivel ellentétben - nincsenek ellátva mennyiségszabályozó eszközökkel.
A 3-5. ábrákon bemutatott valamennyi sűrű fluidágy működésben van, ha a reaktor teljes terhelés alatt áll és részt vesznek az 1 reaktor hűtésében. Közepes terhelés esetén a hűtést különféle módon lehet szabályozni (a fluidizálás változtatása vagy leállítása, a részecskéknek a reaktor alsó részébe való visszatáplálási arányának a szabályozása), hogy fenntartsunk egy 850 °C-hoz közeli optimális hőmérsékletet a reaktorban, amely jobb kéntelenítési hatékonyságot biztosít. Ha csökken a reaktorban a terhelés, akkor a reaktorban uralkodó hőmérséklet is csökken, mivel a hűtőfelület túl naggyá válik. A hőcserének néhány sűrű fluidágytéregységben való módosításával vagy kikapcsolásával lehetőség van a reaktor hűtésének csökkentésére, ami viszont lehetővé teszi egy optimális égési hőmérséklet fenntartását a reaktorterhelés széles skáláján, miáltal hatékony kéntelenítés biztosítható.
A korábbról ismert keringtetett fluidágyas reaktoroktól eltérően, amint az a 2. ábrán különösen jól látható, két tényezőnek köszönhetően (a szilárd részecskék visszatáplálása a reaktor aljába és az égető zónában biztosított nagy gázsebesség) a találmány szerinti berendezés képes biztosítani egy szétválasztást a felső zóna és az alsó égető zóna között, ahol a felső zóna falait hőcserélő csövek képezik, és itt a gázsebesség optimálisra van megválasztva egy a hőcserélő csövek erodálása nélküli jó hőcseréhez, míg az alsó zónában egy nagyobb gázsebességet alkalmazunk és ezáltal a szilárd részecskékből álló anyag homogénebb koncentrációját biztosítjuk, mint a korábbi keringtetett fluidágyaknál. Például, ha az 1 reaktor 3 felső zónájában 6 m/s-os sebességre van szükség, akkor az 1 reaktor 2 alsó zónájában 7,2-12 m/s-os tartományba eső gázsebességgel üzemelhetünk.
HU 212 995 Β
Jóllehet, a rajz alapján fentebb ismertetett, gáz és szilárd részecskékből álló anyag közötti reakció létrehozására szolgáló eszközök egy széntartalmú anyagok elégetésére szolgáló berendezéshez tartoznak, ahol a reaktor hűtését a felső zónájában elrendezett olyan falak biztosítják, amelyek hőcserélő csövekből állnak vagy ezekkel vannak bélelve, magától értetődő, hogy a találmány alkalmazási területe kiterjed más exoterm reakciókra is, mint az égetésre, sőt olyan endoterm reakciókra is, mint például a timföld kalcinálása, még pedig oly mértékben, amennyire szükséges a szilárdanyag-koncentráció homogenitásának javítása a reaktor alsó zónájában illetve olyan nagy gázsebesség melletti üzemelés ebben a zónában, ami már nem megfelelő a reaktor felső zónájában. Endoterm reakcióknál a felső zóna természetesen nincs ellátva a szilárd részecskékkel közvetlen érintkezésben álló hőcserélő csövekkel.

Claims (12)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK
1. Berendezés exoterm vagy endoterm reakció létrehozására legalább egy gáz és legalább egy szilárd részecskékből álló anyag között, amely berendezés tartalmaz egy-egy fal, tető és fenék által határolt zárt reaktorteret magába foglaló reaktort (1), valamint tartalmaz
a) legalább egy, a reaktortérbe szilárd részecskékből álló anyagot bevezető vezetéket (9) és legalább egy, a reaktortérbe fluidizáló gázt bevezető vezetéket (8), ahol a szilárd részecskékből álló anyag és a fluidizáló gáz időegység alatt bevezetett mennyiségeinek mértéke akkora, hogy a fluidizáló gáz 4-12 m/s-os felszállási sebessége nagyobb, mint a szilárd részecskékből álló anyag felszállási sebessége, így a gázáram a szilárd részecskéket magával ragadva gyors keringtetésű fluidágyat képez, tartalmaz továbbá a berendezés a reagáló gáznak és a szilárd részecskékből álló anyagnak a reaktor (1) tetejét elérő keverékét egy szeparáló szervbe, főként leválasztó ciklonba (1A) terelő eszközöket, a reakció által létrehozott gázt elvezető vezetéket (IB), valamint a szilárd részecskékből álló anyagot a szeparáló szervből a reaktortér aljába visszatápláló vezetéket (IC), emellett a reaktor (1) tartalmaz egy gyors keringtetésű fluidágyat befogadó alsó zónát (2), amelynek van teteje és alja, valamint egy az alsó zóna (2) felett elhelyezkedő, S2 keresztmetszetű felső zónát (3) , amelynek szintén van teteje és alja; a berendezés tartalmaz ugyanakkor
b) a reaktortérben felfelé járulékos fluidizáló gázt áramoltató vezetéket (15), ahol a fluidizáló gáz felszállási sebessége egy a szilárd részecskékből álló anyagát gyakorlatilag megőrző, sűrű fluidágyat (13) képező módon csupán 0,3 m/s-2,5 m/s, és ezen sűrű fluidágy (13) szomszédos az alsó zóna (2) tetejével és attól oldalirányban el van határolva, miközben a reaktortér falának legalább egy részével szomszédosán van elrendezve, befogva mind az alsó zóna (2) szomszédos felső részéből felszálló szilárd részecskéket, mind pedig a felső zónából (3) az említett falrész mentén visszahulló szilárd részecskéket, ezenkívül pedig a berendezésnek legalább egy, a szilárd részecskékből álló anyagot a sűrű fluidágyból (13) az alsó zóna (2) aljába visszatápláló vezetéke (17) van, azzal jellemezve, hogy a felső zónában (3) egy további gyors keringtetésű fluidágyat tartalmaz, és ezen felső zóna (3) keresztmetszetének (S2) aránya (S2/S[) az alsó zónának (2) a sűrű fluidágy (13) szintjén mért keresztmetszetéhez (S,) viszonyítva az 1,20 és 2 közötti tartományba esik.
2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a felső zónán (3) belüli gyors keringtetésű fluidágy a folytatását képezi az alsó zónán (2) belüli gyors keringtetésű fluidágynak és ezen gyors keringtetésű fluidágyak kiterjednek az alsó illetve felső zóna (2; 3) egészére.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gyors keringtetésű fluidágy feltételei mellett működő alsó zónában (2) a fluidizáló gáz átlagos felszállási sebessége a reaktor üres állapota illetve teljes terhelése esetén a 4,8 és 12 m/s közötti tartományba esik és ezen alsó zóna (2) magassága akkora, hogy a gáz tartózkodási ideje ezen alsó zónában (2) 0,25 és 4 s között van.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a gyors keringtetésű fluidágy feltételei mellett működő felső zónában (3) a fluidizáló gáz felszállási sebessége a reaktor üres állapota illetve teljes terhelése esetén a 4 és 10 m/s közötti tartományba esik és ezen sebesség aránya a fluidizáló gáz alsó zónában (2) jelentkező felszállási sebességéhez viszonyítva 1:2- 1:1,2, ugyanakkor ezen felső zóna (3) magassága akkora, hogy a fluidizáló gáz tartózkodási ideje ezen felső zónában (3) teljes terhelésnél 2 és 10 s közé esik és a szilárdanyagkoncentráció (P) a reaktor (1) felső zónájának (3) tetején legalább 2 kg/m3.
5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sűrű fluidággyal (13) rendelkező zónában a fluidizáló gáz felszállási sebessége a reaktor üres állapota illetve teljes terhelése esetén a 0,3 és 2,5 m/s közötti tartományba esik, ugyanakkor a sűrű fluidággyal (13) rendelkező zónából visszatáplált szilárd részecskékből álló anyag időegységre jutó mennyisége nagyobb, mint a q = PxVxS2 összefüggés alapján számítható mennyiség.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy több sűrű fluidággyal (14A, 14B, 14C, 14D) rendelkező zónája van, amelyek lényegében azonos szinten vannak elrendezve és előnyösen azonos szögben vannak elosztva egy központi tér körül.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sűrű fluidágyas zónájában gőzzé alakítható és/vagy felmelegíthető közeggel működő hőcserélőket (26, 27, 28, 29) tartalmaz.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szilárd részecskékből álló anyag szabályozható részmennyiségének a sűrű
HU 212 995 Β fluidágyas zóna (zónák) egy vagy több téregységéből való eltávolítására alkalmas eszközei vannak.
9. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a reaktor (1) hőmérsékletét legalább egy sűrű fluidágy legalább egy része fluidizációjának vezérlése útján szabályozó eszközei vannak.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gyors keringtetésű fluidágyas felső zóna (3) falába gőzzé alakítható vagy felmelegíthető közeggel működő hőcserélő szervek vannak beépítve.
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy fluidizáló gázt be5 tápláló fúvókákat tartalmaz egy a gyors keringtetésű fluidágyas alsó zóna (2) alatt elrendezett fluidizáló rács (4) alatt, emellett ezen gázt betápláló fúvókákat tartalmaz az alsó zóna (2) különböző szintjein (11,
12, 13).
HU914011A 1990-04-20 1991-04-18 Apparatus for generating reaction in a closed space between gas and material contains solid particles HU212995B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9005060A FR2661113B1 (fr) 1990-04-20 1990-04-20 Dispositif de realisation d'une reaction entre un gaz et un materiau solide divise dans une enceinte.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU914011D0 HU914011D0 (en) 1992-03-30
HUT61912A HUT61912A (en) 1993-03-29
HU212995B true HU212995B (en) 1997-01-28

Family

ID=9395933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU914011A HU212995B (en) 1990-04-20 1991-04-18 Apparatus for generating reaction in a closed space between gas and material contains solid particles

Country Status (23)

Country Link
US (2) US5316736A (hu)
EP (1) EP0453373B1 (hu)
JP (1) JP2693864B2 (hu)
KR (1) KR0129711B1 (hu)
CN (1) CN1035158C (hu)
AT (1) ATE93747T1 (hu)
AU (1) AU635643B2 (hu)
BR (1) BR9105719A (hu)
CA (1) CA2057028C (hu)
CZ (1) CZ112291A3 (hu)
DE (1) DE69100318T2 (hu)
DK (1) DK0453373T3 (hu)
ES (1) ES2044694T3 (hu)
FI (1) FI104053B (hu)
FR (1) FR2661113B1 (hu)
HU (1) HU212995B (hu)
PL (1) PL167240B1 (hu)
RO (1) RO108422B1 (hu)
RU (1) RU2048904C1 (hu)
SK (1) SK279406B6 (hu)
WO (1) WO1991016130A1 (hu)
YU (1) YU47810B (hu)
ZA (1) ZA912947B (hu)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4135582A1 (de) * 1991-10-29 1993-05-06 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Wirbelbettkuehler fuer eine anlage zum thermischen behandeln koerniger feststoffe in der wirbelschicht
FR2690512B1 (fr) * 1992-04-27 1994-09-09 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant comportant des échangeurs extérieurs alimentés par la recirculation interne.
ATE148545T1 (de) * 1992-11-10 1997-02-15 Foster Wheeler Energia Oy Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines reaktorsystems mit zirkulierender wirbelschicht
US5406914A (en) * 1992-11-10 1995-04-18 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
US5341766A (en) * 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
FR2712378B1 (fr) * 1993-11-10 1995-12-29 Stein Industrie Réacteur à lit fluidisé circulant à extensions de surface d'échange thermique.
WO1996002792A2 (en) * 1994-07-15 1996-02-01 Aalborg Industries A/S A fluid-bed heat exchanger, fluid-bed combustion reactor systems and methods for the operation of a fluid-bed heat exchanger and a fluid-bed combustion reactor system
FR2735041B1 (fr) * 1995-06-07 1997-07-11 Gec Alsthom Stein Ind Reacteur a lits fluidises pour le traitement thermique des dechets
FR2758748B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
FR2758747B1 (fr) * 1997-01-30 1999-04-02 Gec Alsthom Stein Ind Installation de valorisation energetique de dechets urbains et assimiles
FI105236B (fi) * 1998-06-15 2000-06-30 Outokumpu Oy Syöttölaitteisto sulatusuuniin syötettävän syöttöseoksen esivalmistamiseksi
DE19937521A1 (de) * 1999-08-03 2001-02-15 Harald Martin Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen, Trennen, Klassieren und Zersetzen von Abprodukten
FR2896709B1 (fr) * 2006-02-02 2008-02-29 Alstom Technology Ltd Separateur de solides en particulier pour installation de combustion
FR2937886B1 (fr) * 2008-10-30 2011-05-20 Jean Xavier Morin Dispositif de lit fluidise a fluidisation rapide et a flux sature de solides circulants
FI122040B (fi) * 2009-11-10 2011-07-29 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja järjestely polttoaineen syöttämiseksi kiertoleijupetikattilaan
PL2884163T3 (pl) * 2013-12-16 2017-09-29 Doosan Lentjes Gmbh Urządzenie ze złożem fluidalnym z wymiennikiem ciepła ze złożem fluidalnym
CN112696665B (zh) * 2020-12-31 2022-03-29 华电国际电力股份有限公司天津开发区分公司 一种快速调节负荷升降速率的循环流化床锅炉

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779777A (en) * 1952-12-29 1957-01-29 Stanolind Oil & Gas Co Method for improving contact of gaseous reactants with catalyst
US4201541A (en) * 1974-06-03 1980-05-06 Fritz Schoppe Process and installation for the production of calcined material
DE2539546C3 (de) * 1975-09-05 1985-10-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien
US4165717A (en) * 1975-09-05 1979-08-28 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for burning carbonaceous materials
US4308806A (en) * 1978-04-05 1982-01-05 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Incinerator for burning waste and a method of utilizing same
US4474119A (en) * 1982-12-27 1984-10-02 Combustion Engineering, Inc. Fine particulate feed system for fluidized bed furnace
US4594967A (en) * 1985-03-11 1986-06-17 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating solids fluidized bed reactor and method of operating same
DK268885D0 (da) * 1985-06-13 1985-06-13 Aalborg Vaerft As Fluidiseret bed-reaktor og fremgangsmaade til drift deraf
DK158531C (da) * 1985-06-13 1990-10-29 Aalborg Vaerft As Fremgangsmaade til kontinuerlig drift af en cirkulerende fluidiseret bed-reaktor samt reaktor til anvendelse ved udoevelse af fremgangsmaaden
FI84855C (fi) * 1986-04-30 1992-01-27 Ahlstroem Oy Virvelbaeddsreaktor.
DK120288D0 (da) * 1988-03-04 1988-03-04 Aalborg Boilers Fluidbed forbraendigsreaktor samt fremgangsmaade til drift af en fluidbed forbraendingsreaktor
US4940007A (en) * 1988-08-16 1990-07-10 A. Ahlstrom Corporation Fast fluidized bed reactor
US4981111A (en) * 1989-11-28 1991-01-01 Air Products And Chemicals, Inc. Circulating fluidized bed combustion reactor with fly ash recycle

Also Published As

Publication number Publication date
AU7795991A (en) 1991-11-11
FI104053B1 (fi) 1999-11-15
JPH05501080A (ja) 1993-03-04
DK0453373T3 (da) 1993-12-27
SK279406B6 (sk) 1998-11-04
CZ285304B6 (cs) 1999-07-14
SK112291A3 (en) 1995-08-09
FI104053B (fi) 1999-11-15
YU72491A (sh) 1994-04-05
FI915961A0 (fi) 1991-12-18
US5316736A (en) 1994-05-31
CA2057028A1 (fr) 1991-10-21
PL293179A1 (en) 1992-08-10
RU2048904C1 (ru) 1995-11-27
RO108422B1 (ro) 1994-05-31
FR2661113A1 (fr) 1991-10-25
YU47810B (sr) 1996-01-09
DE69100318D1 (de) 1993-10-07
KR0129711B1 (ko) 1998-04-06
CN1035158C (zh) 1997-06-18
EP0453373B1 (fr) 1993-09-01
KR920702634A (ko) 1992-10-06
ZA912947B (en) 1992-01-29
CA2057028C (fr) 1999-06-08
AU635643B2 (en) 1993-03-25
ATE93747T1 (de) 1993-09-15
CN1056443A (zh) 1991-11-27
HUT61912A (en) 1993-03-29
JP2693864B2 (ja) 1997-12-24
ES2044694T3 (es) 1994-01-01
BR9105719A (pt) 1992-08-04
WO1991016130A1 (fr) 1991-10-31
HU914011D0 (en) 1992-03-30
CZ112291A3 (cs) 1999-07-14
US5453251A (en) 1995-09-26
FR2661113B1 (fr) 1993-02-19
EP0453373A1 (fr) 1991-10-23
DE69100318T2 (de) 1993-12-09
PL167240B1 (pl) 1995-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4788919A (en) Fluidized bed reactor and process for the operation of a fluidized bed reactor
US4165717A (en) Process for burning carbonaceous materials
CA1057584A (en) Process for burning carbonaceous material
JP2564163B2 (ja) 流動床装置
US4111158A (en) Method of and apparatus for carrying out an exothermic process
HU212995B (en) Apparatus for generating reaction in a closed space between gas and material contains solid particles
US4539188A (en) Process of afterburning and purifying process exhaust gases
KR100306026B1 (ko) 순환 유동상 시스템을 구동시키는 방법 및 장치
JPH0631345B2 (ja) 固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させる方法及び装置
JPH0371601B2 (hu)
CN1051364C (zh) 流化床反应器及其操作方法
US5005528A (en) Bubbling fluid bed boiler with recycle
KR100338695B1 (ko) 순환유동상반응기시스템및순환유동상반응기시스템을구동시키는방법
JPH0694922B2 (ja) 通路分離装置を備えた流動床反応器
US4597774A (en) Method for improving the operation of a fluidized bed
US4809623A (en) Fluidized bed reactor and method of operating same
CA1332685C (en) Composite circulating fluidized bed boiler
WO2004056941A1 (en) Method and plant for producing low-temperature coke
CA1274422A (en) Fluidized bed reactor and method of operating same
CN100353116C (zh) 调节循环流化床锅炉炉膛温度的冷灰器和方法
JPS6229886A (ja) 流動床反応炉及びその操作方法
FI92955B (fi) Pyörrekerroslaitos
CA1240889A (en) Fast fluidized bed boiler and a method of controlling such a boiler
JP2023520042A (ja) 炭素質材料の変換のための反応器及び方法
JPH06304467A (ja) 流動層反応装置及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee