CONSTRUCCION DE REJILLA PARA UN REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO Y UN MÉTODO PARA RETIRAR MATERIAL GRUESO DE UN REACTOR DE LECHO
FLUIDIZADO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una construcción de rejilla para un reactor de lecho fluidizado y un método para utilizar esta construcción de rejilla para retirar material grueso del fondo de un reactor de lecho fluidizado. Más particularmente, la presente invención se refiere a una construcción de rejilla durable optimizada para una remoción confiable y eficiente de material grueso de un reactor de lecho fluidizado. Los reactores de lecho fluidizado comprenden una cámara de reacción, definida por paredes verticales, que tienen un lecho fluidizado de partículas sólidas ahi mantenido, una caja de vientos o cámara de distribución y descarga de aire secundario, en una porción inferior del reactor bajo la cámara de reacción y una construcción de rejilla entre la cámara de reacción y la cámara de vientos, para soportar el lecho fluidizado en la cámara de reacción. En la construcción de rejilla, típicamente hay medios tales como boquillas, para distribuir aire fluidizante u otro gas a la cámara de reacción desde la cámara de vientos.
Los reactores de lecho fluidizado se utilizan para diferentes procesos, tales como combustión o gasificación de combustible sólido, que puede, producir material residual grueso que se acumula en el fondo de la cámara de reacción, es decir en la rejilla. La acumulación del material grueso puede ser un problema, especialmente cuando combustibles sólidos ricos en material no combustible tales como piedras o chatarra se procesan en la cámara de reacción o cuando el proceso genera este material grueso tal como por ejemplo aglomeración de cenizas. El material grueso que se acumula en la rejilla deberá ser retirado antes de que interactúe nocivamente con la operación del lecho fluidizado, por ejemplo al evitar una distribución apropiada de gas fluidizante o gas de proceso a la cámara de reacción. De esta manera se requiere equipo efectivo en reactores de lecho fluidizado para remoción adecuada de material grueso desde el fondo del reactor. Usualmente, al menos un conducto de descarga se proporciona en el fondo de la cámara de reactor para retirar sólidos (es decir material grueso) del reactor. Un canal de descarga de material convencional o unos cuantos conductos de salida de material colocados en el fondo de una cámara de reactor, sin embargo a menudo no son suficientes para una remoción eficiente de material grueso, ya que el movimiento aleatorio generado por el aire fluidizante no es capaz de transportar horizontalmente piezas de forma desfavorable o pesadas, por largas distancias. También, se complica la migración de material sobre el fondo de la cámara del reactor, especialmente cuando el fondo tiene boquillas de aire que se proyectan hacia arriba u otras irregularidades, a las cuales puede adherirse el material grueso . Un intento para mejorar la remoción del material del fondo de un lecho fluidizado, es utilizar boquillas de aire de fluidización direccionales que, al soplar, guían el material hacia el conducto o abertura de descarga, como se describe por ejemplo en la patente de los E.U.A. No. 5,395,596. Sin embargo, las boquillas de aire separadas son tendientes a erosión, y el material grueso puede adherirse en las boquillas. Otro enfoque es que el fondo de la cámara de reacción puede estar escalonado o inclinado hacia abajo a la salida, con lo que la gravitación ayuda a la migración horizontal del material. Esta solución se ha presentado por ejemplo en la patente de los E.U.A. No. 4,372,228 el problema con estas soluciones sin embargo puede ser la abrasión de las boquillas y reacciones en su proximidad, provocadas por el material de movimiento y por el aire de transporte que se alimenta con alta velocidad. También es difícil asegurar una alimentación uniforme de aire sobre toda el área de rejilla debido a diferentes presiones del lecho en diversas boquillas, cuando menos cuando el fondo tiene diferencias de niveles significantes. La patente de los E.U.A. No. 4,748,916 describe una boquilla con una porción superior substancialmente horizontal, y un montaje de otras boquillas dispuesto en el fondo de un combustor de lecho fluidizado. Las boquillas dirigen dos chorros de aire divergentes de sus extremos frontales horizontalmente hacia áreas entre boquillas adyacentes . Esta patente se dirige a proporcionar una boquilla durable que suministra aire de manera tal que el material grueso pueda moverse sobre el fondo del lecho. Sin embargo, la construcción proporciona un campo de velocidad de flujo altamente variante en el fondo y de esta manera hay riesgo de erosión o acumulación de partículas gruesas en áreas de baja velocidad. Como puede considerarse de la descripción anterior de la técnica previa, hay necesidad por una nueva construcción por la cual ceniza gruesa y otros materiales no combustibles pueden transportarse en forma eficiente y confiable para retirar cenizas del área de fondo completa de un reactor de lecho fluidizado. COMPENDIO DE LA INVENCION Un objetivo de la presente invención de esta manera es proporcionar una construcción de rejilla mejorada en donde las desventajas anteriormente mencionadas se han minimizado.
Un objetivo especial de la presente invención es proporcionar una construcción de rejilla durable con descarga de material grueso mejorada. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una construcción de rejilla en donde la adherencia de material a las boquillas de aire de fluidización se ha minimizado. A fin de lograr estos y otros objetivos de la presente invención, se proporcionan nuevos aparato y método como se describe en las reivindicaciones anexas . De esta manera, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una construcción de rejilla para un reactor de lecho fluidizado, el reactor comprende una cámara de reacción definida por paredes substancialmente verticales en donde un lecho fluidizado de partículas sólidas se mantiene, de una caja de vientos bajo la cámara de reacción en una porción interior del reactor, la construcción de rejilla se ubica entre la cámara de reacción y la caja de vientos y comprende al menos un conducto de descarga para retirar material grueso de la cámara de reacción, múltiples líneas de boquillas que tienen estructuras continúas que suministran superficies lisas, para distribuir gas de fluidización desde la caja de vientos a la cámara de reacción, para suspender el lecho fluidizado en la cámara de reacción y canales o zanjas continúas entre las líneas de boquillas, cada línea de boquillas comprende múltiples salidas de gas, que tienen una dirección de flujo de gas principal, en una cara lateral de una línea de boquillas respectiva, para dirigir chorros de gas fluidizante hacia una zanja adyacente y la dirección de flujo de gas principal de las salidas de gas múltiples forma un ángulo con la normal de una zanja adyacente, a fin de dirigir material sólido sobre la zanja hacia uno de al menos un conducto de descarga. También, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para retirar material grueso de un reactor de lecho fluidizado, en donde el método se caracteriza porque comprende las etapas de: (a) mantener un lecho fluidizado de partículas sólidas en una cámara de reacción de un reactor de lecho fluidizado al inyectar chorros de gas de fluidización desde una caj a de vientos en una porción inferior del reactor dentro de la cámara de reacción a través de una construcción de rejilla, la construcción de rejilla incluye múltiples líneas de boquillas que tienen estructuras continúas que proporcionan superficies lisas para distribuir gas de fluidización desde la caja de vientos a la cámara de reacción, para suspender el lecho fluidizado en la cámara de reacción, y (b) retirar material grueso de un fondo de la cámara de reacción, en donde la etapa (b) comprende transportar material grueso sobre múltiples zanjas dispuestas en la construcción de rejilla entre múltiples líneas de boquillas por corrientes de gas combinadas formadas de los chorros de gas . La construcción de rej illa de acuerdo con la presente invención, comprende líneas de boquillas y zanjas entre las líneas de boquillas, difiere de una así denominada rejilla de barra con aire, ya que en la presente invención las zanjas en general son herméticas a sólidos y de esta manera no cae material grueso entre las líneas de boquillas a un embudo de recolección por debajo de la rejilla. Una función esencial de la rejilla es proporcionar medios para transportar material grueso horizontalmente sobre las zanjas por ejemplo a un conductor de descarga. Las líneas de boquillas y las zanjas son estructuras contiguas, simples, que proporcionan superficies lisas y un campo de velocidad de gas fluidizante bien definido, para transportar material grueso eficientemente y en forma confiable en la rejilla. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, las líneas de boquillas múltiples comprenden múltiples unidades de boquillas que tienen caras laterales y caras de extremo, en donde las unidades de boquillas sucesivas están en contacto mutuo en sus caras de extremo para formar una de las múltiples líneas de boquillas.
De preferencia, las lineas de boquillas comprenden salidas de gas en sus dos caras laterales opuestas, para dirigir chorros de gas fluidizante a dos zanjas adyacentes. La dirección de flujo de las salidas de gas puede ser substancialmente horizontal, para formar un chorro de gas substancialmente horizontal. Al utilizar chorros de gas horizontal, la eficiencia de transferir material sobre el fondo de la cámara de reacción, se lleva a un máximo. Sin embargo, con algunos mismos materiales, puede ser ventajoso el tener una dirección de flujo de gas inclinada ligeramente hacia abajo, por ejemplo aproximadamente 5 a 10 grados a fin de minimizar el riesgo de retroceso del material a la caja de vientos o al interior de las unidades de boquillas . De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la construcción de rejilla comprende uno o más conductos de descarga para retirar material grueso de la cámara de reacción, y la dirección de flujo de las salidas de gas forma un ángulo con la normal de una zanja adyacente para dirigir el material sólido sobre la zanja hacia un conducto de descarga. De preferencia, la construcción de rejilla consiste de varias áreas de rejilla que comprenden líneas de boquillas y zanjas paralelas, de esta manera teniendo una cierta dirección de flujo de material. Las áreas de rejilla se disponen de manera tal que el material grueso se colecta eventualmente de toda el área de rejilla a los conductos de descarga. Los canales de salida de gas de las boquillas pueden tener sección transversal circular. Sin embargo, para obtener una muy uniforme distribución de aire en las zanjas, las salidas de gas de preferencia son primordialmente horizontales, es decir su ancho horizontal es mucho más grande que su altura respectiva. El ancho de la salida de gas de preferencia es al menos 4 veces su altura respectiva. En forma alterna, las salidas de gas pueden comprender varias aberturas más pequeñas en una hilera. El ancho de las salidas de gas puede cubrir una porción substancial de las caras laterales de las unidades de boquilla. El ancho horizontal total de las salidas de gas en una cara lateral de una linea de boquillas se extiende de preferencia cuando menos aproximadamente 20%, más preferible cuando menos aproximadamente 40% de la dimensión horizontal total de la cara lateral de la línea de boquillas respectiva. Para alimentar el gas a las salidas de gas, las unidades de boquillas pueden comprender un conducto vertical en conexión de flujo con la caja de vientos y las salidas de gas . Aberturas o canales para salida de gas pueden conectarse directamente al conducto vertical . Sin embargo en especial cuando se utilizan salidas de gas planas, las unidades de boquilla de preferencia comprenden un canal central substancialmente horizontal que conecta el conducto vertical y las salidas de gas. El canal central puede tener un área en sección transversal vertical que disminuye en dirección de flujo para proporcionar una velocidad de flujo uniforme en las salidas de gas planas. Una velocidad de flujo uniforme es muy importante debido a que flujos de retorno hacia la unidad de boquillas, de otra forma pueden generarse en alguna posición de la salida. Un flujo de retorno puede recolectar material dentro de las boquillas y provocar rápida erosión de las boquillas . Una velocidad de flujo no uniforme también implicaría una velocidad de flujo innecesaria alta en alguna porción del chorro de gas, que incrementa el riesgo de erosión debido a incidencia en una superficie adyacente, por ejemplo la cara lateral de la boquilla en el lado opuesto de una zanja adyacente . El campo de velocidad de flujo que se proporciona por las boquillas afecta fuertemente la eficiencia de la transferencia de material grueso en el fondo del reactor. Al utilizar la presente invención, un campo de velocidad de flujo bien definido puede proporcionarse. Cuando se optimiza el número, tamaños y formas de las salidas de gas, el flujo de gas en las zanjas es bien dirigido sobre la zanja y tiene un velocidad relativamente constante, por ejemplo 30-50 m/s. Inmediatamente sobre las zanjas y lineas de boquillas, el flujo de gas todavía es bastante bien dirigido y tiene una velocidad de por ejemplo 10-30 m/s. Más arriba desde el fondo del reactor, la dirección principal del flujo de gas es ascendente y la velocidad está a un nivel de la velocidad de fluidización superficial, por ejemplo 2-8 m/s. Las velocidades de flujo requeridas en una aplicación específica, dependen de los materiales y construcción de reactor utilizados en la aplicación. Con la presente construcción de rejilla, materiales sólidos gruesos se transportan eficientemente en el fondo del reactor sin muy altas velocidades de flujo de gas a la salida de las boquillas. De esta manera se minimiza el riesgo de erosión de la rejilla. Con la presente construcción, las velocidades de flujo pueden optimizarse fácilmente al variar las dimensiones de las salidas de gas de las boquillas o la presión de la caja de vientos. Las salidas de gas pueden ser simples aberturas o canales que tienen longitud axial suficiente y paredes laterales que definen la dirección de flujo de la salida. Sin embargo, con algunas construcciones de unidad de boquillas de acuerdo con la presente invención, es ventajoso tener elementos guía dentro de los canales de salida de gas a fin de mejorar la direccionalidad de los chorros de gas. Estos elementos de guía pueden por ejemplo emplearse cuando se utilizan salidas horizontales de gas muy amplias.
cubriendo la mayoría de las caras laterales de las líneas de boquillas, a fin de distribuir el gas uniformemente a través de las zanjas. Boquillas de gas fluidizante deben tener una caída de presión suficiente para garantizar una fluidización uniforme y estable en la cámara de reacción. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, la caída de presión principal de las boquillas se proporciona por una placa de control dispuesta en la porción superior del tubo de aire vertical, de preferencia en el borde superior del tubo. De preferencia, la placa de control tiene un orificio, el tamaño del cual podría ajustarse para obtener la caída de presión requerida. Cuando se utilizan las boquillas de aire en un fondo inclinado, las caídas de presión tienen que ser diferentes de boquillas a diferentes elevaciones del fondo a fin de proporcionar un gasto de flujo de gas uniforma a través de las- boquillas. Con una placa de control, la caída de presión de las boquillas con altas elevaciones del fondo puede ajustarse fácilmente para ser superior que la caída de presión de las boquillas a menores elevaciones . Como una alternativa a una placa de control en la porción superior de los tubos de aire verticales, la caída de presión de las boquillas también puede ajustarse en algunas otras áreas de construcción. La caída de presión puede ajustarse por una construcción en la porción de fondo del conducto de aire vertical, en el canal central, o en las aberturas de salida de las boquillas. Sin embargo, una construcción en la porción de fondo del conducto de aire incrementa el riesgo de retroceso y una construcción en el canal central o en las aberturas de salida puede complicar incluso el flujo de gas uniforme. Las unidades de boquilla se elaboran venta osamente por moldeado o fundición. Pueden elaborarse ya sea de metal fundido o vaciado refractario. Cuando las unidades de boquilla se elaboran por vaciado refractario y las zanjas se cubren con refractario, se forma una construcción de rejilla extremadamente durable. Sin embargo, debido a que las boquillas de rejilla típicamente se emplean en condiciones muy duras, después de algún tiempo de operación tienen que ser reemplazadas por nuevas boquillas. De esta manera un fácil reemplazo es una característica esencial de las boquillas de rejilla. Debido a una forma general ventajosa de las presentes boquillas, pueden instalarse por muchas formas ventajosas. Una posibilidad es conectar las boquillas directamente al conducto de aire vertical por un pasador a través de las boquillas. Otra posibilidad es instalar las boquillas con tetones o salientes a los lados de las boquillas. Cuando se ha hecho la instalación, las boquillas se sumergen ventajosamente en el material refractario, cubriendo los medios de conexión y extendiéndose hasta el nivel del borde inferior de las aberturas de salida. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La breve descripción anterior así como adicionales objetivos, características y ventajas de la presente invención, se apreciarán más completamente por referencia a la siguiente descripción detallada de las modalidades actualmente preferidas, pero sin embargo ilustrativas y de acuerdo con la presente invención, cuando se toman en conjunto con los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de un reactor de lecho fluidizado con una construcción de rejilla de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 es una vista esquemática de una porción de la construcción de rejilla de acuerdo con la presente invención. La Figura 3a es una vista en sección transversal horizontal esquemática de unidades de boquilla de acuerdo con una primer modalidad de la presente invención. La Figura 3b es una vista lateral en construcción transversal parcial esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una primer modalidad de la presente invención. La Figura 3c es una vista en sección transversal vertical esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una primer modalidad de la presente invención.
La Figura 3d es otra vista en sección transversal vertical esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una primer modalidad de la presente invención. La Figura 4a es una vista en sección transversal horizontal, esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención. La Figura 4b es una vista lateral esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención. La Figura 5a es una vista en sección transversal horizontal esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con una tercer modalidad de la presente invención. La Figura 5b es una vista lateral esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con la tercer modalidad de la presente invención. La Figura 5c es una vista en sección transversal vertical esquemática de una unidad de boquilla de acuerdo con la tercer modalidad de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La Figura 1 ilustra, en sección transversal vertical, un reactor de lecho fluidizado 10 con una cámara de reacción 12 defina por paredes verticales 14 en donde se mantiene un lecho fluidizado 16 de partículas sólidas. En una porción inferior del reactor 10, bajo la cámara de reacción 12, está una caja de vientos 18. Entre la cámara de reacción 12 y la caja de vientos 18 se coloca una rejilla 20 para suspender el lecho fluidizado 16 en la cámara de reacción. El lecho 16 se mantiene en un estado fluidizante al introducir gas de fluidización a través de medios de entrada de gas de fluidización 22 a la caja de vientos 18 desde donde el gas se inyecta a la cámara de reacción 12 a través de lineas de boquillas 24 dispuestas en la rejilla. La Figura 1 muestra un reactor de lecho fluidizado rápido, en donde la velocidad del gas de fluidización en la cámara de reacción 12 es tan alta que partículas sólidas tales como combustible sólido, posibles absorbentes y material de lecho inerte se atrapan con el gas de fluidización en la parte superior de la cámara de reacción 12 y a través de una abertura de salida 26 a un ciclón 28. En el ciclón 28, la mayor parte de las partículas sólidas atrapadas con los gases de escape se separan de los gases de escape. De esta manera, gases de escape limpios se extraen a través de una descarga de gas 30 y las partículas sólidas separadas se regresan a la cámara de reacción 12 a través de un conducto de retorno 32. En forma alterna, el reactor 10 también puede ser de algún otro tipo de reactor de lecho fluidizado, tal como un reactor de lecho fluidizado lento. Los procesos que se llevan a cabo en la cámara de reacción 12, tales como combustión o gasificación de combustible sólido, usualmente producen material residual fino tal como cenizas o carbón, que se debe al gas fluidizante que está en un movimiento vigoroso constante y puede retirarse de la cámara de reacción 12 a través de un conducto de carga 34. Sin embargo, los procesos en la cámara de reacción 12 también pueden generar material sólido grueso tal como aglomeraciones de ceniza que desciende al fondo de la cámara 12 y solo derivan o son llevados por la corriente a la salida 34 con medidas especiales. Los materiales sólidos introducidos a la cámara de reacción 12 a través de los medios de entrada 36 también pueden incluir partículas sólidas gruesas tales como piedras o chatarra, que tienen que retirarse del fondo de la cámara de reacción 12. A fin de ayudar a la migración del material grueso en el fondo de la cámara de reacción 12, la rejilla 20 puede estar diseñada hacia el conducto de descarga 34 como se ilustra en la Figura 1. Sin embargo, la presente construcción de la rejilla 20 proporciona nuevos y eficientes dispositivo y método para transportar material grueso hacia el conducto de descarga 34, como se ilustra en más detalle en la Figura 2. La Figura 2 ilustra una porción de una construcción de rejilla 40 de acuerdo con la presente invención. La construcción de rejilla 40 comprende unidades de boquilla 42, que tienen caras de extremo 44 y caras de lado 46. Las unidades de boquilla 42 forman lineas de boquillas continuas 48, 48' al estar en contacto mutuo por sus caras de extremo 44. Las lineas de boquillas 48, 48' de preferencia son lineas sólidas simples sin proyecciones o rebajos que pudieran provocar patrones de flujo de aire fluidizantes no uniformes e inestables. Estos patrones de flujo no uniformes o inestables pueden perjudicar el flujo de material sólido en la re illa, e incrementarían el riesgo de erosión de la construcción de rejilla 40. Una zanja 50, es decir una porción lineal lisa de la rejilla 40, a un nivel inferior que las partes superiores de las líneas de boquillas 48, 48', se forma entre cada par de líneas de boquillas paralelas adyacentes 48, 48'. Las caras laterales 46 y las unidades de boquilla 42 comprenden salidas de gas 52, a través de las cuales chorros de gas fluidizante 54 se inyectan a las zanjas adyacentes 50, 50'. Las salidas de gas 52 de preferencia se forman de manera tal que dirigen los chorros de gas 54 a un ángulo, por ejemplo de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 70 grados, con respecto a la normal de la zanja adyacente 50, 50' . De esta manera, los chorros de gas 54 forman en cada zanja 50, 50' una corriente de gas combinada 56 que mueve el material sólido grueso eficientemente sobre la zanja 50, 50' hacia una abertura de descarga de material sólido 58. Las corrientes de gas combinadas 56 pueden conducir material sólido directamente a la abertura de descarga 58 o un área de recolección o captura 60, en donde el material recolectado de varias zanjas 50, 50' se transporta hacia la abertura de descarga 58, por ejemplo por una corriente de gas eficiente 62. Esta corriente de gas eficiente puede proporcionarse, por ejemplo por aberturas de salida de gas especiales 64 en las caras de extremo 44' de las unidades de boquilla 42 adyacentes al área de recolección 60. El fondo del área de recolección 60 puede estar inclinado hacia la abertura de descarga 58. El área de recolección 60 también puede comprender líneas de boquillas 66 perpendiculares a las primeras líneas de boquillas 48. Como es evidente para una persona con destreza en la especialidad, hay muchas formas alternas para construir una rej illa de fondo a partir de múltiples porciones de rejilla, cada una que comprende zanjas y líneas de boquillas paralelas y áreas de recolección, de manera tal que material sólido grueso se transporte eficientemente a las aberturas de descarga desde toda el área de fondo de un reactor de lecho fluidizado. El arreglo de aberturas de salida en las líneas de boquilla y unidades puede depender de su posición en la rejilla. Como un ejemplo, líneas de boquillas en un borde de la rejilla tales como la línea de boquillas 48" mostrada en la Figura 2, pueden comprender salidas de gas 52 solo en una cara lateral 45. Las Figuras 3a, 3b, 3c y 3d ilustran una primer modalidad preferida de una unidad de boquillas 70 para utilizarse en una construcción de rejilla 40 de acuerdo con la presente invención. La Figura 3a muestra una sección transversal horizontal de la unidad de boquillas 70, con dos salidas de gas 72 y 72' en las caras laterales 74 y 74' de la unidad de boquillas, respectivamente. Chorros de gas fluidizantes 76 y 76' se inyectan a través de salidas de gas 72, 72' a zanjas adyacentes 78, 78'. La unidad de boquillas 70 se conecta por sus caras de extremo 80 y 80' a unidades de boquillas adyacentes similares 70' y 70" . Las unidades de boquillas adyacentes similares 70, 70' y 70" forman una porción de una linea de boquillas 82 con caras laterales combinadas lisas. En la zanja 78, los chorros de gas 76 y 76" de las unidades de boquillas adyacentes similares 70 y 70'" ubicadas en lados opuestos de la zanja 78, se funden como un flujo de gas combinado 84, que transporta eficientemente material grueso sobre la zanja 78. Al mismo tiempo, por ejemplo el chorro 76" del material en la zanja 78 protegen la unidad de boquillas 701 ' 1 contra erosión de otra forma se provocarla por el chorro de gas con alta velocidad 76 desde la unidad de boquilla 70. Cerca de la cara de extremo 80' de la unidad de boquilla 70 se encuentra una entrada vertical 86 para conducir gas desde una caja de vientos ubicada por debajo de la construcción de rejilla 40 a la unidad de boquillas 70.
La entrada vertical 86 se conecta a las salidas de gas 72 por un canal central horizontal 88. La entrada vertical 86 y el canal central 88 también se ilustra en la Figura 3b que es una vista lateral en sección transversal parcial de la boquilla 70. La Figura 3b muestra que las salidas de gas 72, de preferencia tienen una sección transversal vertical plana, es decir su ancho individual es mucho mayor que su altura individual . La Figura 3b también muestra que el canal central 88 se estrecha en la dirección de flujo de gas, para mantener una velocidad de flujo constante y distribuir el gas lo más uniformemente posible a través de las aberturas de salida amplias 72. Incluso distribución de gas en la salida 72 es muy importante a fin de evitar destruir el patrón del flujo de gas ideal en las salidas de gas 72 y en la zanja adyacente 78. Un flujo de gas no uniforme también puede provocar flujos de retorno y erosión incrementada debido a recolección del material dentro de la boquill . La Figura 3b también muestra, con una vista lateral, como la unidad de boquillas 70 es por sus caras de extremo 80, 80' conectada a las unidades de boquillas adyacente 70', 70". Las caras superiores 90 de las unidades de boquillas interconectadas 70, 70' y 70" forman una superficie superior lisa sin proyecciones o rebajos a los cuales partículas gruesas en el fondo de la cámara de reacción se pueden adherir. Las Figuras 3c y 3d muestran secciones transversales verticales sobre las lineas A-A y B-B de la Figura 3b, respectivamente. Estas secciones transversales representan una forma preferida, pero aún ejemplar de la unidad de boquillas 70. En modalidades individuales de la presente invención, la sección transversal vertical de la unidad de boquillas 70 puede diferir en muchos aspectos del mostrado en las Figuras 3c y 3d. De acuerdo con la Figura 3c, los fondos del canal central 88 y las salidas del gas 72 y 72' son planos. Con algunos tipos de materiales sólidos en el lecho fluidizado puede ser ventajoso, el que las salidas de gas 72, 72' estén algo hacia abajo inclinadas en la dirección de flujo de gas. El ángulo de inclinación, que puede ser de aproximadamente 10 grados a aproximadamente 20 grados, limita adicionalmente el riesgo de retroceso del material de la unidad de boquilla 70. Las Figuras 3c y 3d muestran que las caras laterales 74, 74' de la unidad de boquillas 70 son verticales. Con algunos materiales de lecho, puede ser ventajoso inclinar las porciones superiores de las caras laterales en cierta cantidad, por ejemplo en aproximadamente 10 grados hacia afuera a fin de evitar adicional retroceso de boquillas 70. Las Figuras 3c y 3d muestran una cara superior plana 90. En algunas aplicaciones, puede ser ventajoso el tener una cara superior diferente 90. Puede por ejemplo ser acuñada, o sus bordes exteriores 92 pueden ser redondeados . La Figura 3d muestra una sección transversal vertical de la porción de entrada de la unidad de boquillas 70 y un conducto vertical 94 dispuesto en la abertura vertical 86 de la unidad de boquillas 70. Gas fluidizante se conduce desde una caja de vientos por debajo de la construcción de rejilla a la unidad de boquillas 70 a través del conducto 94. Una placa 96 con una abertura 98 se coloca en el borde superior del conducto 94. La placa 96 proporciona una constricción, que se utiliza parta ajustar la caída de presión de la primera boquilla a un nivel conveniente. Cuando la construcción de rejilla está inclinada hacia un conducto de descarga, las unidades de boquillas están a diferentes niveles verticales y a diferentes presiones del lecho promedio. De esta manera, requieren diferentes caídas de presión para mantener fluidización estable del material sólido en todas las porciones del lecho fluidizado. Con aberturas 98 de las placas 96, es fácil ajustar las caídas de presión de boquillas individuales según se requiera. Las Figuras 4a y 4b muestran otra unidad de boquillas preferida 110 que puede utilizarse como una construcción de rejilla de acuerdo con la presente invención.
La Figura 4a muestra una sección transversal horizontal y la Figura 4b es una vista lateral de la misma unidad de boquillas 110, que difiere de la mostrada en las Figuras 3a-3b en que la unidad de boquillas 110 comprende dos aberturas verticales 112, 112a, que cada una inyecta gas fluidizante a las zanjas adyacentes a través de salidas de gas 114, 114' y 114a y 114a' respectivamente. A fin de mejorar la direccionalidad de los chorros de gas de la salidas 114, 114', 114a, 114a', cada una de las salidas de gas se divide por un separador 116 en dos porciones. Cuando las salidas de gas 114 son muy anchas, pueden dividirse por dos o incluso más de dos separadores 116. Las Figuras 5a, 5b y 5c ilustran una tercer modalidad preferida de una unidad de boquillas 120 que puede utilizarse en una construcción de rejilla de acuerdo con la presente invención. La Figura 5a muestra una sección transversal horizontal, la Figura 5b una vista lateral y la Figura 5c una sección transversal vertical, que se toma sobre una de las salidas de gas 122 de la Figura 5a, de la misma unidad de boquillas 120. La unidad de boquillas 120 difiere de las previas entre las salidas de gas 122 no son planas sino que tienen una sección transversal circular. Al tener muchas salidas de gas circulares, puede proporcionarse una corriente de gas combinada relativamente uniforme en las zanjas adyacentes. La Figura 5c muestra en sección transversal vertical un ejemplo de una unidad de boquillas 120 que tiene una superficie superior de cuña 124, caras laterales inclinadas 126 y canales de salida de gas 122. Naturalmente, también hay otras alternativas para construir una unidad de boquillas para una construcción de rejilla de conformidad con la presente invención. Una posibilidad es formar un canal central horizontal conectado a un canal de entrada vertical, como se ilustra en la Figura 3a, este canal central se conecta a varios canales de salida circulares como se ilustra en la Figura 5a. Mientras que la invención se ha descrito aquí a manera de ejemplo en conexión con lo que en la actualidad se consideran las modalidades más preferidas, habrá de entenderse que la invención no se limita a las modalidades descritas, sino que se pretende que cubra diversas combinaciones o modificaciones de sus características y varias otras aplicaciones incluidas dentro del alcance de la invención, como se define en las siguientes reivindicaciones.