PL117560B1 - Method of starting of the fluidized bed system for activation of high-duty reaction between at least two reactantsja dlja aktivirovanija reakcii s wysokim wykhodom mezhdu po krajjnejj mere dvumja reagentami - Google Patents

Method of starting of the fluidized bed system for activation of high-duty reaction between at least two reactantsja dlja aktivirovanija reakcii s wysokim wykhodom mezhdu po krajjnejj mere dvumja reagentami Download PDF

Info

Publication number
PL117560B1
PL117560B1 PL1976193127A PL19312776A PL117560B1 PL 117560 B1 PL117560 B1 PL 117560B1 PL 1976193127 A PL1976193127 A PL 1976193127A PL 19312776 A PL19312776 A PL 19312776A PL 117560 B1 PL117560 B1 PL 117560B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
bed
particles
component
fluidized bed
fluidized
Prior art date
Application number
PL1976193127A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Battelle Development Corp
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 Battelle Development Corp filed Critical Battelle Development Corp
Publication of PL117560B1 publication Critical patent/PL117560B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical 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
    • B01J8/32Chemical 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 introduction into the fluidised bed of more than one kind of moving particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical 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
    • B01J8/38Chemical 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
    • B01J8/384Chemical 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
    • B01J8/388Chemical 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications 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
    • F22B31/0084Modifications 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10Circulating fluidised bed
    • F23C2206/101Entrained or fast fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10Circulating fluidised bed
    • F23C2206/103Cooling recirculating particles

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.09.1983 117560 Int. Cl.8 C10J 3/54 BOIJ 8/32 Twórca wynalazku Uprawniony z patentu: Battelle Development Corporation, Columbus {Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób uruchamiania ukladu zloza fluidalnego dla aktywowania wysokosprawnej reakcji pomiedzy przynajmniej dwoma reagentami Wynalazek dotyczy sposobu uruchamiania ukla¬ du zloza fluidalnego dla aktywowania wysakospra- wnej reakcji pomiedzy przynajmniej dwoma rea¬ gentami.Z opisów patentowych St. Zjedn. Am. nr 2638684, nr 2665200 i nr 3840553 jest znany sposób urucha¬ miania zloza fluidalnego, zastosowany do otrzymy¬ wania takich produktów energetycznych jak cieplo i paliwo gazowe z wegla.Znane urzadzenie ogólnego typu do gazyfikowania wegla zawiera ruchomy wsad zasadniczo obojet¬ nego materialu, który sluzy do przenoszenia ciepla od zbiornika ogrzewajacego lub zbiornika spalania do zbiornika gazyfikujacego.Zgodnie z opisem patentowym St. Zjedn. Am. nr 2054665 taki material obojetny stanowi popiól, któ¬ ry ogrzewa sie przez spalanie czastek wegla, i któ¬ re miesza sie z popiolem w komorze spalania lub w jej przewodzie wlotowym. Komora spalania za¬ wiera zloze fluidalne, które ogrzewa sie do tem¬ peratury 1065°C. Jest rzecza ogólnie znana, ze a- glomeraty wegla i popiolu w tej temperaturze two¬ rza rozrastajace sie duze czastki. Jest to opisane w opisie patentowym USA nr 3*840553.Duze czastki popiolu pozostaja w zlozu fluidal¬ nym w komorze spalania poprzez przewód odprowadzajacy, podczas gdy dro¬ bniejsze czastki popiolu pozostaja zawieszone w ko¬ morze spalania. Czastki te zostaja oddzielone od gazu fkiidyzujacego, przechodza przez zbiornik ga- 10 15 20 25 30 zyfikujacy dostarczajac cieplo do reakcji endoter- micznych, a nastepnie powracaja do komory spa^ lania w celu ponownego nagrzania.Zgodnie z innym rozwiazaniem, znanym z opisu patentowego St. Zjedn. Am. nr 2741549, stosuje sie geste zloze fluidalne w komorze spalania, zawie¬ rajace grube ziarna piasku. Predkosc gazu jest tak dobrana, ze grube ziarna pozostaja w dennej cze¬ sci komory, podczas gdy drobniejsze tworza zawie¬ sine w dolnej czesci komory i przeplywaja do gó¬ ry, tworzac cienka, gesta, sfluidyzowana warstwe stalych czastek ponad gesta czescia zloza fluidal¬ nego. Tworzenie tej warstwy jest powodowane po¬ szerzeniem zbiornika i/lub zastosowaniem sita, w celu zmniejszenia predkosci gazu.Drobne czastki w tej warstwie sa nastepnie do¬ prowadzane poprzez przewód odprowadzajacy i po¬ dawane do zbiornika gazyfikujacego w celu dostar¬ czenia ciepla.Zgodnie z rozwiazaniem, znanym z opisu paten¬ towego St. Zjedn. Am. nr 2979390, w obu zbiorni¬ kach ogrzewajacym i gazyfikujacym znajduja sie tylko calkowicie sfluidyzowane zloza, a ponadto do¬ starczanie ciepla do zbiornik?* gazyfikujacego jest przeprowadzone przez przeplyw termoforowy. Ter¬ mofor zawiera czastki materialu, latwo oddziela¬ jace sie od wegla i popiolu, majace wysoka tempe¬ rature topnienia, wysokie cieplo wlasciwe i duzy ciezar wlasciwy. Termofor jest ogrzewany w od¬ dzielnym zbiorniku do temperatury wyzsze) rn± 117 5603 117 560 4 temperatura topnienia popiolu, po czym .przepro¬ wadza sie go poprzez zloze fluidalne w zbiorniku gazyfikujacym, oddziela od zawiesiny czastek we¬ gla i wprowadza z powrotem do jego zbiornika na¬ grzewajacego.Rozwiazanie to stanowi przeciwienstwo rozwiaza¬ nia wedlug patentu St. Zjedn. Am. nr 2638684, w którym geste zloze fluidalne materialu "bezwladne¬ go pozostawia sie w reaktorze, podczas gdy czastki wegla tworza zawiesine i cyrkuluja poprzez geste zloze.Znane sa równiez nowsze rozwiazania, sluzace do uruchamiania przemyslowych ukladów zloza flui¬ dalnego w zespolach kotlowych. Zgodnie z tymi rozwiazaniami do zloza czastek kamienia wapienne¬ go doprowadza sie wegiel i prowadzi sie fluidyza- cje za pomoica powietrza, które wspomaga spalanie.Kamien wapienny dziala jako sorbent siarki za¬ wartej w weglu, poniewaz siarka laczy sie z tle¬ nem z powietrza, tworzac dwutlenek siarki, który reaguje z kamieniem wapiennym tworzac siarczan wapniowy. Siarczan wapniowy moze byc usuwany razem z popiolem ze spalonego wegla, lub tez mo¬ zna odzyskiwac siarke i regenerowac wapien.Sposób uruchamiania ukladu zloza fluidalnego dla aktywowania wysokosprawnej reakcji pomiedzy przynajmniej dwoma reagentami wedlug wynalaz¬ ku polega na tym, ze wytwarza sie zawiesine, wzgle¬ dnie uboga faze zloza fluidalnego w pierwszej prze¬ strzeni zawierajacej czastki stale pierwszego sklad¬ nika zloza, a nastepnie w ograniczonym obszarze w obrebie tej pierwszej przestrzeni wytwarza sie gestofazowe zloze fluidalne, o temperaturze okolo 80K) do 950°C, skladajace sie ze stalych czastek dru¬ giego skladnika zloza, który stanowi zasadniczo ma¬ terial o dlugotrwalej stabilnosci fizycznej i chemi¬ cznej w zlozu, wskutek czego obydwa skladniki zloza nie tworza aglomeratów i zasadniczo nie ule¬ gaja scieraniu, a nastepnie powoduje sie recyrku¬ lacje czastek pierwszego skladnika wyplywajacych z pierwszej przestrzeni zloza poprzez ten obszar ograniczony, zawierajacy gestofazowe zloze fluidal¬ ne, przy czym predkosc przeplywu stosuje sie taka aby czastki drugiego skladnika zloza byly zatrzy¬ mywane w gestofazowej czesci zloza, podczas, gdy czastki pierwszego skladnika recyrkuluja i przeni¬ kaja przez obszar czastek drugiego skladnika mie¬ szajac sie z czastkami drugiego skladnika, a nastep¬ nie do ukladu zloza fluidalnego wprowadza sie re¬ agenty, ulegajace przemieszaniu w wyniku ruchu mieszajacych sie ze soba czastek w gestofazowym zlozu fluidalnym.Co najmniej jeden reagent stanowi gaz, który powoduje fluidyzaeje zloza. Drugi reagent stano¬ wi rozdrobniony material staly, który wchodzi w reakcje z gazem, i który doprowadza sie w odpo¬ wiedniej ilosci do zloza.Zloze fluidyzuje sie z predkoscia powierzchnio¬ wa, wynoszaca 6 do 12 m/sek tak, ze reagent ga¬ zowy doprowadzany jest w liosci potrzebnej do przeprowadzenia calkowitej reakcji. Wskutek flu¬ idyzowania zloza nastepuje rozdzielanie czastek zlo¬ za, poniewaz czastki pierwszego skladnika zostaja unoszone podczas gdy czastki drugiego skladnika pozostaja w zwartym zlozu.Reagent staly zawiera czastki, które przy odpo¬ wiedniej predkosci moga tworzyc zawiesine, przy czym zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, cza¬ stki reagenta stalego doprowadza sie w takiej ilosci, aby ograniczyc przemieszczanie sie czastek reagu¬ jacych w celu przedluzenia czasu ich przebywania w zwartym zlozu, gdzie wieksza czesc co najmniej jednego reagentu wchodzi calkowicie w reakcje. Je¬ dnym z reagentów jest paliwo weglowe, które spa¬ la sie w zlozu w celu wytworzenia energii ciepl¬ nej.Wyprodukowana energie cieplna odprowadza sie za posrednictwem medium przenoszacego cieplo po¬ przez rury kotlowe w pierwszej przestrzeni zloza.Medium przenoszace cieplo przechodzi przynajmniej przez czesc obiegu recyrkulacyjnego, aby cieplo za¬ warte w czastkach pierwszego skladnika zostalo przekazane do tego medium.Gdy staly reagent zawiera zasadniczo czastki we¬ gla a reagent gazowy stanowi powietrze, wtedy zgo¬ dnie ze sposobem wedlug wynalazku wegiel spala sie w zlozu fluidalnym, wybiera sie pewna ilosc czastek drugiego skladnika zloza, tak ze wieksza czesc wegla zostaje spalona w zwartym zlozu flu¬ idalnym, i odprowadza sie energie cieplna.Korzystnie przeprowadza sie to przez przepro¬ wadzanie czynnika przenoszacego cieplo przez co najmniej czesc pierwszej przestrzeni zloza na ze¬ wnatrz drugiej przestrzeni i wybiera sie pewna ilosc czastek pierwszego skladnika, tak ze stopien przekazywania ciepla do czynnika przenoszacego jest znacznie zwiekszony. Czynnik przenoszacy cie¬ plo przeplywa równiez przez wieksza czesc zwar¬ tego zloza.Energie cieplna odprowadza sie z predkoscia od¬ powiednia dla utrzymania temperatury zloza zasad¬ niczo ponizej punktu topnienia popiolu, tak aby wszystek popiól tworzyl zawiesine z czastkami pier¬ wszego skladnika, przy czym popiól oddziela sie od tych czastek w przewodzie recyrkulacyjnym.Paliwo weglowe moze zawierac siarke i w zwiaz¬ ku z tym do zloza fluidalnego doprowadza sie sor¬ bent siarki. Taki sorbent zawiera korzystnie weglan wapnia i/lub magnezu, zawarty w kamieniu wapien¬ nym lub dolomicie, który dodaje sie w czastkach o rozmiarach odpowiadajacych situ majacemu — 39,5'—(128 oczek/om. Stosunek ilosci wapnia dodawa¬ nego w postaci weglanu do zloza do ilosci siarki zawartej w paliwie weglowym wynosi 1 do 3 moli wapnia na jeden mol siarki.Korzystnie czastki pierwszego i drugiego skladni¬ ka zloza sa to czastki tego samego materialu, przy czym pierwszy skladnik jest zlozony z czastek dro¬ bniejszych a drugi z grubszych.Korzystnie, co najmniej drugi skladnik ma duza stabilnosc temperatury i jest zasadniczo obojetny w warunkach pracy zloza, przy czym zapewnia on prawidlowy przebieg fluidyzacj i, dokladne miesza¬ nie i przenoszenie ciepla w zlozu. Podczas utlenia¬ nia w zlozu, czastki obu skladników korzystnie za¬ wieraja imetale lub tlenki metali takie jak tlenek zelaza, zawarty w hematycie.Skladniki zloza moga alternatywnie zawierac tlenek glinu, nikiel lub tlenek niklu. Drobniejsze czastki tlenku zelaza maja rozmiar odpowiadajacy 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60117 560 5 6 situ majacemu —6,3+56 oczek/cm, a grubsze czast¬ ki — 4,75+6,3 oczek/cm.Korzystnie zwarte zloze fluidalne jest umieszczo¬ ne w pojemniku majacym czesc o ksztalcie cylin¬ drycznym lufo pryzmatycznym, przy czym ilosc grubszych czastek powinna wypelniac te czesc na glebokosci co najmniej 24,5 cm przy zlozu niesflu- idyzowaiiym.W innym korzystnym rozwiazaniu czastki stale pierwszego skladnika stanowia weglan wapnia, magnezu lub obydwa te pierwiastki zawarte w wa¬ pieniu lub dolomicie. W tym przypadku czastki dru¬ giego slkladnika zawieraja zasadniczo metal lub tlenek metalu, taki jak tlenek zelaza zawarty w hematycie.Alternatywnie, czastki drugiego skladnika zawie¬ raja tlenek glinu, nikiel lub tlenek niklu.Czastki hematytu stanowiacego drugi skladnik zloza maja rozmiar odpowiadajacy situ majacemu —4,75+6,30 oczek/om, a czastki wapienia stanowia¬ cego pierwszy skladnik maja rozmiar odpowiadaja¬ cy situ majacemu —7,9+15,8 oczek/cm. Predkosc powierzchniowa zloza wynosi 6 do 12 m/sek. Czyn¬ nik przenoszacy cieplo przeprowadza sie przez ru¬ ry kotlowe w pierwszej przestrzeni zloza, w któ¬ rej zawarta jest druga przestrzen tego zloza.Korzystnie przeplyw czastek pierwszego skladnika zloza w obwodzie recyrkulacyjnym ogranicza sie do tworzenia zapasu tych czastek przez gromadze¬ nie w zbiorniku takiej ilosci tych czastek, ze jest odpowiednia do zabezpieczenia przed cofaniem sie plynacego strumienia, co moze byc powodowane przez cisnienie fluidyzowania, stosowane w zwar¬ tej czesci zloza.Tworzacy sie popiól jest gromadzony razem z drobnymi czastkami w zbiorniku, w którym czastki te fluidyzuje sie, wskutek czego nastepuje oddzie¬ lenie popiolu, który zostaje usuniety.Ograniczony przeplyw pewnej ilosci czastek i predkosc powierzchniowa sa tak dobierane, aby za¬ pewnic zadana predkosc recyrkulacji dla czastek pierwszego skladnika, która wyraza sie w kilogra¬ mach na sekunde na metr kwadratowy powierzch¬ ni przekroju poprzecznego zwartego zloza fluidalne¬ go, która to powierzchnia jest prostopadla do glów¬ nego kierunku ruchu czastek pierwszego skladnika.Gdy powietrze reaguje z paliwem weglowym, korzystnie doprowadza sie czesc powietrza do zwar¬ tej czesci zloza z predkoscia odpowiednia do flui¬ dyzowania czastek drugiego skladnika i do powo¬ dowania cyrkulacji czastek pierwszego skladnika w tym zlozu, przy czym w co najmniej wiekszej cze¬ sci zwartego zloza powoduje sie niedobór tlenu, a druga czesc powietrza doprowadza sie do zawiesi¬ nowej czesci zloza, tak ze co najmniej wieksza czesc zloza zawiesinowego ma nadmiar tlenu.Czynnik przenoszacy cieplo przeprowadzil sie przez co najmniej czesc pierwszej przestrzeni zlo¬ za na zewnatrz drugiej przestrzeni tego zloza w ce¬ lu odprowadzenia z tego zloza energii cieplnej.Korzysc plynaca z tego sposobu polega na tym, ze czasteczki w zlozu fluidalnym i w zawiesinie sta¬ nowia dodatek do dowolnych czasteczek reagentów, zas ich wzajemne oddzialywanie (zderzenia itd.) zwieksza czas pobytu tych reagentów w ukladzie i powoduje lepsze przekazywanie ciepla oraz bar¬ dziej skuteczne dzialanie niz w znanych ukladach, posiadajacych tylko jedno zjoze fluidalne czastek, oddzialywujacych wzajemnie z reagentami. 5 Zloze fluidalne wytwarzane sposobem wedlug wy¬ nalazku moze byc stosowane w wielu procesach od prostych reakcji wymiany ciepla poprzez reakcje katalityczne az do zlozonych reakcji chemicznych.Sposób wedlug wynalazku bardzo korzystnie na¬ daje sie do wykorzystania przy eksploatacji komo¬ ry spalania ze zlozem fluidalnym do spalania we¬ gla o wysokiej zawartosci siarki, w celu doprowa¬ dzenia ciepla do opalania kotlów.Zastosowanie zloza fluidalnego do opalania ko¬ tlów wykazuje zalety w porównaniu z konwencjo¬ nalnymi sposobami opalania kotlów pylem weglo¬ wym, polegajace na zmniejszeniu rozmiarów kotla, zwiekszeniu efektywnosci dzialania i zdolnosci spa¬ lania wegla koksujacego.Ponadto przez stosowanie niskiej temperatury, to znaczy okolo 900°C optymalizuje sie sprawnosc re¬ akcji tworzenia CaS04, redukuje sie emisje NOx i S02 oraz zmniejsza sie zuzycie i korozje przewo¬ dów pary.Sposób wedlug wynalazku zapewnia wszystkie za¬ lety konwencjonalnych sposobów opalania kotlów, a ponadto umozliwia dalsze zmniejszenie rozmia¬ rów kotla i powierzchni przenoszenia ciepla.Zalety sposobu wedlug wynalazku powoduja zna¬ czne zmniejszenie feosztów przemsylowych ukladów kotlowych, wskutek oszczednosci materialowych, pracy, kosztów transportu oraz przez eliminowanie koniecznosci budowy wielu kotlów, które wskutek zastosowania sposobu wedlug wynalazku moga miec bardziej zwarta budowe i nadaja sie do transpor¬ tu kolejowego lub samochodowego.Duzy wsad na jednostke objetosci i duza ilosc produkowanego ciepla, zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku sa uzyskiwane czesciowo przez wysoki wspólczynnik przenoszenia ciepla w calej objetosci komory spalania, zawierajacej powierzchnie prze¬ noszenia ciepla, znajdujace sie powyzej zwartej czesci zloza. Komora spalarnia moze zawierac w swym wnetrzu rury kotlowe, które odbieraja cieplo przekazywane przez drobne czastki zloza, obiega¬ jace caly obszar rur kotlowych w wyniku porywa¬ nia tych czastek przez strumien gazu.Sposób wedlug wynalazku zapewnia wysoka spra¬ wnosc reakcji i regulowanie w szerokim zakresie parametrów procesu. Przez zmniejszenie ilosci wpro¬ wadzanego wegla i w zwiazku z tym takze ilosci powietrza kociol pracuje przy niskiej temperaturze ciepla odlotowego, w warunkach konwencjonalne¬ go zloza fluidalnego bez porywania drobnych cza¬ stek zloza przez strumien gazu.Wytwarzanie ciepla w urzadzeniu o zwartej bu¬ dowie wymaga wysokiego przerobu wegla, co z ko¬ lei wymaga duzej ilosci powietrza w jednostce cza¬ su do spalania wegla, to znaczy powietrze musi przeplywac przez zloze fluidalne z duza predkoscia.Powietrze to, jak równiez gazy powstajace w wy¬ niku spalania, sluza do fluidyzowania zloza, przy czym jego predkosc jest w dalszej czesci opisu na¬ zywana predkoscia powierzchniowa.Predkosc powierzchniowa jest obliczana przez po- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60117560 7 8 dzielenie objetosci gazu na jednostke czasu, prze¬ plywajacego przez komore spalania przez pole prze¬ kroju poprzecznego tej komory prostopadle do gló¬ wnego kierunku przeplywu powietrza.Pierwotnie komory spalania ze zlozem fluidal¬ nym pracowaly przy predkosciach powierzchnio¬ wych nie wiekszych niz okolo 3 do 4,2 m/sek i mniejszych, poniewaz przy wiekszych predkosciach duze ilosci czastek weglistych i czastek wapienia zostaja wydimuchiwarie na zewnatrz komory, na dlu¬ go przed ich calkowitym spaleniem.W sposobie wedlug wynalazku, komora spalania pracuje przy predkosci powierzchniowej wiekszej niz 9 m/sek i nie ma zadnych istotnych powodów, aby tej predkosci nie zwiekszyc do 30 m/sek, przy odpowiednim ustaleniu innych parametrów procesu.Zgodnie z jednym z korzystnych rozwiazan sposo¬ bu wedlug wynalazku, zamiast konwencjonalnego zloza kamienia wapiennego mozna zastosowac cza¬ stki dwóch skladników, z których co najmniej je¬ den bedzie glównie zawieral material o dlugotrwa¬ lej stabilnosci fizycznej i chemicznej.Jeden material korzystnie zastosowany jako je¬ den lub dwa skladniki zloza stanowi ruda hema- tytowa zawierajaca okolo 93% tlenku zelaza Fe303.Pierwszy skladnik zloza zawiera drobne czastki tej rudy o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu — 6,3+55 oczek/cm, to znaczy, ze czastki te przecho¬ dza przez otwory w sicie, majacym 55 oczek/cm.Odpowiednio, alternatywne czastki pierwszego skladnika moga stanowiac czastki wapienia o wiel¬ kosci odpowiadajacej situ majacemu —7,9 + 15,8 oczek/cm.W obu przypadkach drugi skladnik stanowia gru¬ be czastki o wielkosci odpowiadajacej situ majace¬ mu — 4,75+6,3 oczek/cm. Zloze zawierajace te dro¬ bne i grube czastki fluidyzuje sie gazem, stosujac predkosc powierzchniowa okolo 9 m/sek.Przy tej predkosci drobne czastki hematytu lub wapienia sa unoszone w pradzie powietrza tworzac sfluidyzowame zloze; zawiesinowe, które znacznie ekspanduje i wypelnia przestrzen calej komory spa¬ lania oraz jej przewody wylotowe. Grube czastki hematytu sa zbyt ciezkie, aby mogly byc unoszo¬ ne, tworza wiec one zwarte zloze fluidalne, które znajduje sie w bardziej zageszczonym obszarze przy dnie komory spalania.Drobne czastki sa unoszone na zewnatrz komory spalania, do separatora, takiego jak separator cy¬ klonowy, gdzie te drobne czastki sa oddzielane od strumienia niosacego je gazu i wprowadzane sa do przewodu recyrkulacyjnego.Z przewodu recyrkulacyjnego drobne czastki prze¬ prowadza sie ponownie poprzez zwarte zloze flui¬ dalne. Jak z tego wynika drobne czastki cyrkuluja w sposób ciagly poprzez fluidyzowane zloze czastek grubych.Do zloza fluidalnego zawierajacego zmieszane grube i drobne czastki, doprowadza sie wegiel i prowadzi sie proces spalania w celu wytworzenia ciepla. Cieplo odprowadza sie za posrednictwem czynnika przenoszacego cieplo, takiego jak woda zawarta w rurach kotlowych, przeplywajaca w ob¬ szarze zloza zawiesinowego jak równiez zwartego zloza fluidalnego.Sproszkowany wapien o rozmiarach czastek ko¬ rzystnie odpowiadajacych situ majacemu — 128 oczek/cm doprowadza sie razem z weglem. W ko¬ morze spalania utrzymuje sie temperature okolo 900°C w celu wzmozenia dzialania wapienia jako sorbenta siarki.Korzysci iz zastosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku do ogrzewania kotla sa przedstawione przez badanie jego charakterystyki. ReCyrkulujace drob¬ ne czastki zloza, które wnikaja do wnetrza zwartej czesci tego zloza, powoduja bardzo równomierna fluidyzacje i dokladne mieszanie czastek, na co ma równiez wplyw bezposredni kontakt skladników stalych i gazowych, wprowadzanych do zwartego zloza fluidalnego.Jezeli predkosc powierzchniowa jest zbyt wy¬ soka, wtedy zmieszane czastki zloza opózniaja ruch czastek wegla i sproszkowanego wapienia w kierunku przeplywu powietrza. Wskutek te¬ go czastki wegla sa przytrzymywane w zwartyrit zlozu przez odpowiednio dluzszy czas, az wiek¬ sza czesc czastek wegla zostanie calkowicie spa¬ lona, przed ich odprowadzeniem z obszaru zwar¬ tego zloza.Podobnie czas przebywania czastek sproszkowa¬ nego wapienia musi byc wystarczajacy dla uzyska¬ nia zadanej efektywnosci tych czastek, jako sorben¬ ta siarki.Wielkosc powierzchni wapienia, reagujacej z dwu¬ tlenkiem siarki moze byc zwiekszona przez drob¬ niejsze jego zmielenie. Jednakze wczesniej nie mo¬ glo to byc stosowane, poniewaz przy duzej pred¬ kosci male czastki byly wydmuchiwane z komory spalania zanim mogly zaabsorbowac istotne ilosci siarki. Dlatego tez w wielu rozwiazaniach stoso¬ wano grubsze czastki wapienia, uzyskujac ich nowe czynne powierzchnie w wyniku scierania sie cza¬ stek. Jednakze wapien o dobrych wlasciwosciach scierania sie nie jest materialem latwo dostepnym w róznych czesciach swiata.W sposobie wedlug wynalazku okazalo sie mozli¬ we stosowanie kazdego rodzaju wapienia, poniewaz jego wlasnosci scierania sie nie maja zasadniczego wplywu na przebieg procesu.Przedluzenie czasu przebywania drobnych czastek wegla lub sproszkowanego wapienia w zwartej cze¬ sci zloza fluidalnego i zastosowanie zgodnie ze spo¬ sobem wedlug wynalazku duzej predkosci powierz¬ chniowej jest mozliwe, poniewaz grubsze czastki zawarte w zlozu ograniczaja droge przeplywu drob¬ nych czastek, a oba rodzaje czastek ograniczaja droge przeplywu czastek wegla i wapienia w prze¬ strzeni zwartego zloza.Sproszkowany wapien stosuje sie jako sorbent siarki, przy czym zmniejsza sie nieco zuzycie wa¬ pienia w celu zmniejszenia ilosci powstajacego wa¬ pienia zasiarczonego. Ponadto stosuje sie rozdrab¬ nianie hematytu, wskutek czego otrzymuje sie sta¬ le swieze powierzchnie wapienia zdolne do absorpcji dwutlenku siarki.Przedmiot wynalazku jest wyjasniony przyklado¬ wo na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schematycznie instalacje kotlowa ze zlozem fluidalnym, fig. 2 — glówna komore sipalania, sepa¬ rator i system recyrkulacyjny z fig, 1, fig. 3 — od- 10 15 20 25 80 35 40 45 50 55 609 117 560 10 miane urzadzenia z fig. 2, w którym wymiennik cie¬ pla jest wlaczony w uklad recyrkulacyjny, a fig. 4 — urzadzenie z fig. 2 przystosowane do dwusto¬ pniowego spalania.Przyklad I. W przykladzie tym jest pokaza¬ ne zastosowanie sposobu wedlug wynalazku w przy¬ padku reakcji spalania paliwa dla uzyskania ciepla potrzebnego do rozmaitego rodzaju zastosowan, na przyklad wytwarzania pary wodnej, ciepla, reakcji itd.Zgodnie z przykladem zastosowania sposobu we¬ dlug wynalazku, przedstawionym na rysunku, we¬ giel o duzej zawartosci siarki, doprowadzony z urza¬ dzenia magazynowego 10 spala sie w celu dostar¬ czenia energii cieplnej w postaci pary pod cisnie¬ niem przenoszonej przewodem 12.Drugim stosowanym surowcem jest sproszkowa¬ ny kamien wapienny, zwlaszcza CaCOs lub dolo¬ mit, zwlaszcza CaMjg(C08)g, doprowadzany z urza¬ dzenia magazynowego 14. Material ten jest zasto¬ sowany jako sorbent dla zatrzymywania siarki w weglu i ograniczenia emisji dwutlenku siarki po¬ przez warstwe gazów, do zadanej wartosci.Wegiel spala sie w glównej komorze spalania 16 do której wegiel wtryskuje sie poprzez przewód 18 wzdluz którego jest on przenoszony w strumieniu sprezonego powietrza. Sproszkowany kamien wa¬ pienny doprowadza sie równiez (przewodem 18. We¬ giel i kamien doprowadza sie w odpowiednio krót¬ kim czasie, okolo czterech godzin z zasobników sa¬ mowyladowczych 20 i 22 i dozuje sie je do prze¬ wodu 18 za pomoca konwencjonalnych podajników gwiazdowych lub podobnych, nie pokazanych na rysunku.Wegiel i kamien wapienny sa uzpelniane za po¬ moca przenosników 24 i 26. Kamien wapienny znaj¬ dujacy sie w urzadzeniu magazynowym 14 stanowi dostepne w handlu sproszkowane wapno nawozowe, natomiast wegiel doprowadza sie z urzadzenia ma¬ gazynowego 10 do mlyna 28 za pomoca przenosnika 30 w celu rozdrobnienia.Powietrze do spalania wegla jak równiez powie¬ trze do fluidyzacji dostarcza sie ;za pomoca dmu¬ chawy 32 poprzez przewód 34 pod cisnieniem oko¬ lo 294 kPa lub wiekszym. Czastki stale unoszone w strumieniu gazu poprzez glówna komore spala¬ nia 16 sa usuwane za pomoca glównego separato¬ ra 36 i wtórnego separatora 38 oraz elektrofiltru 40.Czastki stale usuwane za pomoca wtórnego se¬ paratora 39 typu cyklonowego oraz czastki usuwa¬ ne przez elektrofiltr 40 stanowia zasadniczo .popiól, który odprowadza sie poprzez przewody opadowe 42 i 44 do zbiornika popiolu 46, Dzialanie glówne¬ go separatora 36 jest opisane ponizej.Przed odprowadzeniem gazów do komina kanalem dymowym 48 przechodza one przez wymiennik cie¬ pla 50, z którego duza czesc ciepla pozostajaca w gazach, zostaje przekazana do ogrzania wody zasi¬ lajacej kotla, doprowadzanej przewodem 52. Ogrza¬ na woda zasilajaca przechodzi nastepnie przewo¬ dem 54 do walczaka 56 w celu uzupelnienia strat wody. Kondensat zawracany "z przewodu 12 i doda¬ wana woda zasilajaca sa doprowadzane do rur ko¬ tlowych 58.Dla jasnosci rysunku pokazano tylko jedna rure kotlowa 58. Kazda rura ma ksztalt litery U i wode doprowadza sie do jednego jej konca 58a. Woda przeplywa do wnetrza glównej komory spalania i 5 powraca niosac pare do drugiego konca 58b i do przewodu rozgaleznego pary, walczaka polaczone¬ go z przewodem 12 ukladu zasilania para.Jak pokazano na rysunku zwlaszcza na fig. 2, w glównej komorze spalania 16 wytwarza sie zloze fluidalne w pierwszej przestrzeni I zawierajacej pierwsze stale czastki skladnika 60 zloza; W pierw¬ szej przestrzeni I zloza jest utworzona druga prze¬ strzen II zawierajaca drugie stale czastki 62 dru¬ giego skladnika zloza.Czastki 62 drugiego skladnika zloza zawieraja za¬ sadniczo material o dlugotrwalej stabilnosci fizycz¬ nej i chemicznej wskutek czego nie ulegaja aglo¬ meracji ani scieraniu.Pierwsze czastki skladnika 60 sa zawieszone w gazie plynacym przez komore spalania 16. Strumien gazu plynacego w komorze 16 wytwarza sie przez wtryskiwanie 'powietrza otworem 64 w rozdziela¬ czu 66 znajdujacym sie ponad komora sprezonego powietrza 68, do której doprowadza sie, powietrze przewodem 34 od dmuchawy 32.Czastki skladnika 60 sa odprowadzane z komory 60 przewodem 70 do glównego separatora 36. Se¬ parator 36 jest przedstawiony na rysunku jako cy¬ klon, który sluzy do oddzielania w zasadzie wszy¬ stkich czastek pierwszego skladnika ze strumieniem gazu przed jego wyjsciem do przewodu 72. iSeparator 36 wraz z komora zasobnikowa 74 i przewodem 76 stanowia uklad recyrkulacyjny dla czastek pierwszego skladnika 60 uchodzacych z pierwszej przestrzeni I poprzez zwarte zloze flu¬ idalne w przestrzeni II. Predkosc powierzchniowa w zlozu jest taka, ze czastki 62 drugiego skladnika sa utrzymywane w zwartym zlozu, natomiast czast¬ ki pierwszego skladnika 60 recyrkuluja i wzajem¬ nie przenikaja poprzez zwarte zloze, mieszajac sie z czastkami drugiego skladnika.W procesie spalania biora udzial dwa glówne reagenty, a mianowicie rozdrobniony wegiel dopro¬ wadzany przewodem 18 i powietrze doprowadzane przewodem 34. Te reagenty, jak równiez sproszko¬ wany kamien wapienny doprowadzany takze (prze¬ wodem 18, zostaja dokladnie zmieszane w wyniku ruchu wzajemnego zmieszanych ze soba czastek w zwartym zlozu fluidalnym.Wegiel i kamien wapienny sa wprowadzane w miejscu, znajdujacym sie ponad rozdzielaczem 66 ale ponizej rur koltowych 58, wskutek czego zasad¬ niczy proces mieszania przebiega bez zaklócen spo¬ wodowanych obecnoscia rur kotlowych, przed wpro¬ wadzeniem reagentów do obszaru tych rur.Glówna komora spalania 16 ma wysokosc wyno¬ szaca okolo 6 m, a rozmiar przekroju poprzecznego taki, aby pomiescic ilosc rur kotlowych konieczna dla uzyskania maksymalnej zdolnosci wytwarzania ciepla przy optymalnej temperaturze zwartego zlo¬ za wynoszacej od okolo 800°C do 950°C.Zastosowane rury kotlowe 58 moga miec sredni¬ ce wynoszaca 5 om i sa rozmieszczone w odleglo¬ sciach wynoszacych równiez 5 cm. Mozliwe jest ta¬ kie usytuowanie rur, ze wieksza liczba rur znaj- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 €011 117560 12 duje sie przy wierzcholkach komory spalania w przestrzeni I lecz na zewnatrz przestrzeni II, niz przy dnie w obszarze zwartego zloza, wskutek cze¬ go czastki zloza fluidalnego beda latwiej przeply¬ wac poprzez mniejsze przestrzenie pomiedzy rura¬ mi. ' , - Poniewaz zloze fluidalne ma wysoki wspólczyn¬ nik chlodzenia, komora 16 jest wyposazona w sta¬ lowy plaszcz, izolowany na zewnatrz ogniotrwalym filcem lub cegla ogniotrwala.Wegiel/wprowadza sie w ilosci koniecznej do wy¬ produkowania maksymalnej, zadanej ilosci ciepla.Ilosc powietrza doprowadzanego przewodem 34 i poprzez rozdzielacz 66 musi byc odpowiednia dla przeprowadzenia reakcji calkowitego spalania we¬ gla.Okazalo sie, ze nadmiar tlenu w ilosci 20% powy¬ zej ilosci koniecznej do utlenienia wegla na C02, jest potrzebny dla uzyskania dobrego wyniku spa¬ lania i ten fakt bierze sie pod uwage przy oblicza¬ niu ilosci dostarczanego powietrza. Ilosc wprowa¬ dzanego powietrza ma wplyw na predkosc powierz¬ chniowa zloza.Opierajac sie na maksymalnej predkosci powierz¬ chniowej, czastki skladników zloza dobiera sie tak, ze czastki pierwszego skladnika 60 tworza zawie¬ sine, natomiast czastki drugiego skladnika sa usta¬ lone w zwartym zlozu w bardziej ograniczonej drugiej przestrzeni II.Zakladajac, ze dobrano odpowiedni material, ta¬ ki jak opisana powyzej ruda hematytcwa, to roz¬ miary czastek moga byc wyznaczone z duzym przy¬ blizeniem na podstawie obliczen graficznych i ana¬ litycznych opisanych w artykule L. Ren pt. „Ob¬ róbka zloza fluidalnego" w Chemical Engineering Progress, Vol. 67, Nr 2, February 1971, str. 58, 63.Dane te równiez sa zawarte w opisie patentowym USA nr 3665408.Dla ^aparatury zloza fluidalnego, wielkosci otrzy¬ mane z obliczenia moga byc w przypadku koniecz¬ nosci, sprawdzone eksperymentalnie.. Czastki 62 drugiego skladnika maja korzystnie nieco wiekszy rozmiar niz najwieksze czastki, któ¬ re zostaja wdmuchiwane do separatora 36 i maja maLe zróznicowanie rozmiarów.Czastki pierwszego skladnika korzystnie maja zróznicowane znacznie rozmiary i ich rozdzielanie przebiega od najwiekszych czastek, które sa regu¬ larnie wdmuchiwane do separatora 36, poprzez sto^ pniowo, czastki o mniejszych rozmiarach, az do czastek o rozimiarach nieco wiekszych od najwiek¬ szych czastek, które moga byc wdmuchiwane do wtórnego separatora .38, W przykladzie przedstawionym na fig. 4, komore spalania 16 stanowi rura stalowa o srednicy co naj¬ mniej 15 cmi wysokosci 3 m, podobna do komory z fig* 2. Przy predkosci powierzchniowej okolo 9 m/ /sek Oba skladniki zloza zawieraja mineral hemaiy- towy. Czastki 62 drugiego skladnika mialy wymia¬ ry czastek przedstawione w tabeli 1 za pomoca ana¬ lizy sitowej.Analiza sitowa dla czastek pierwszego skladnika 60 jestpodana w tabeli 2.Ilosc czastek 62 drugiego skladnika zloza jest ko¬ rzystnie taka, aby ograniczyc ruch czastek wegla Tabela 1 Ilosc oczek/em -3,15+ 3,95 -3,95+ 4,75 -4,75+ 6,3 I -6,3 + 7,9 -7,9' +11,8 -11,8 Ciezar % 0,0 " ; 4,99 ¦ | 92,40 | 2,25 6,15 0,21 Tabela % 1 Ciezar % -4,75+ 6,3 1 -6,3 + 7,9 -7,9 + 11,8 -11,8+ 15,8 -15,8+ 27,5 -27,5+ 39,5 -39,5+ 56 -55 + 79 -79 +128 -128 Ilosc oczek/cm 2,5 10,1 14,2 17,8 35,4 ' 9,7 7,4 0,66 0,S2 0r71 1 30 w kierunku glównego przeplywu powietrza w ce¬ lu przetrzymywania czastek wegla w zwartym zlo¬ zu tak, aby najwieksza czesc wegla zostala calkowi¬ cie spalona w przestrzeni II.Pomiary cisnienia w miejscach wzdluz wysokosci 35 komory 16 wykazuja, ze prawie calkowity spadek cisnienia gazu fluidyzacyjnego ponad rozdzielaczem 66 nastepuje w gestym zlozu w przestrzeni II. W zwiazku z tym stwierdzono, ze czas przebywania czastki w zlozu zawiesinowym ma raczej male zna- 40 czenie. Ponadto stwierdzono, ze gdy ilosc czastek drugiego skladnika zostanie znacznie zredukowana, spalanie moze przebiegac w glównym separatorze 36.W przedstawionym przykladzie zastosowania spo- 45 sobu wedlug wynalazku, jest to niekorzystne, na¬ tomiast przy innych zastosowaniach moze to byc dopuszczalne lulb nawet korzystne dla prowadzenia wielokrotnej cyrkulacji podczas której przebiega calkowita reakcja.W Przy predkosci powierzchniowej 6 do 12 m/sek i przy zastosowaniu czastek gruboziarnistych mi¬ neralu hematytowego, jak wynika z przedstawionej powyzej analizy sitowej, ilosc gruiboziarni«tych cza¬ stek 62, powinna byc wystarczajaca do napelnienia 55 cylindrycznej lub pryzmatycznej czesci komory 16 na glebokosc co najmniej 25 cm, w celu zabezpie¬ czenia przed spalaniem wiekszej czesci wegla w glównym separatorze 36.Gdy wieksza ilosc czastek 62 znajduje sie w zwar- 80 tym zlozu fluidalnym w przestrzeni II musi wyste¬ powac wieksze cisnienie opadowe w celu trzyma¬ nia dobrej fluidyzacji i konsekwentnie powietrze dmuchawy 32 musi byc dostarczane pod wyzszym cisnieniem, co powoduje wieksze zapotrzebowanie 85 mocy i zuzycie dmuchawy.117 560 13 14 Glównymi funkcjami czastek pierwszego skladni¬ ka 60, w przedstawionym przykladzie, jest przeno¬ szenie ciepla do rur kotlowych w obszarze prze¬ strzeni I pomad przestrzenia n w celu polepszenia fluidyzacji w zwartym zlozu w przestrzeni II i mie¬ szanie wegla, powietrza i sproszkowanego kamie¬ nia wapiennego, co zapewnia utrzymanie reagen¬ tów w komorze 16 az do calkowitego spalenia we¬ gla i zaabsorbowania najwiekszej ilosci dwutlenku siarki przez kamien wapienny.W przedstawionym przykladzie dalsza wazna funkcje czastek pierwszego skladnika 60 jest usz¬ czelnianie odgalezienia recyrkulacyjnego, aby uinik- nac koniecznosci stosowania podajnika obrotowego lub podobnego pomiedzy komora zasobnikowa 74 i przewodem 76.Cisnienie powietrza stosowane przy dnie gestego zloza fluidalnego w przestrzeni II jest równiez sto¬ sowane jako cisnienie wsteczne do przewodu 76.W celu utrzymania drobnych czastek zloza prze¬ plywajacych z komory zasobnikowej 74 poprzez przewód 76 i do glównej komory spalania 16, prze¬ ciw dzialaniu cisnienia wstecznego, czastki fluidy- zuje sie powietrzem wtryskiwanym do przewodu 76 poprzez zawór pokazany strzalka 80.W celu doprowadzenia powietrza do przewodu 76 o cisnieniu wystarczajacym do utrzymania czastek wplywajacych do komory 16, gromadzi sie czastki 77 w komorze zasobnikowej 74 na takiej glebokos¬ ci, aby mozna bylo zapewnic odpowiednie cisnie¬ nie w przewodzie 76 zabezpieczajace przed prze¬ chodzeniem do separatora 36. Zgromadzone czastki sa utrzymywane przez ograniczenie przeplywu cza¬ stek z komory 74 do przewodu 76, za pomoca za¬ woru kulowego 78. Polozenie zaworu jest regulowa¬ ne wielkoscia recyrkulacji czastek pierwszego sklad¬ nika 60 ukladu spalania.Przy uruchamianiu komory spalania tylko gru¬ be czastki 62 drugiego skladnika laduje sie wstep¬ nie do komory 16 razem ze wzglednie grubym we¬ glem, to znaczy o wielkosci odpowiadajacej situ majacemu —3,15+7,9 oczek/om, które sa spalane wstepnie, przy podwyzszeniu temperatury w ko¬ morze 16 powyzej 800°C.•Nastepnie drobny wegiel lub mieszanine pospól- ki weglowej sprowadza sie przewodem 18. Podczas gdy w eksperymentalnej komorze spalania moga byc spalone tylko drobniejsze z grubych czastek, to w wiekszych komorach spalania moga byc sto¬ sowane czastki o rozmiarach srednicy nawet wiek¬ szych od 3 do 6 mm.Uruchomienie komory spalania odbywa sie przy zamknietym zaworze kulowym i bez czastek pierw¬ szego skladnika 60 w komorze 16, chociaz zasila¬ nie moze sie odbywac w komorze zasobnikowej 74, tak, ze komora 74 i przewód 76 beda zamkniete, pomimo otwarcia zaworu 78.Wstepnie albo nieco pózniej doprowadza sie do¬ datkowe drobne i grubsze czastki do komory 16 poprzez kosz samowyladowczy 84. Powietrze do¬ prowadza sie zaworem pokazanym na rysunku strzalka 86, które wplywa razem ze strumieniem czastek z kosza 84 do komory 16.Uo uruchomieniu komory 16 otwiera sie stopnio¬ wo zaw£r 78 az do otrzymania zadanego stopnia recyrkulacji. Nalezy przy tym. koniecznie pamietac o minimalnej wysokosci drobnych czastek w ko¬ morze 74, koniecznej do zamkniecia odgalezionego przewodu opadowego, oraz o tym, ze w ustalonych 5 warunkach pracy drobne czastki sa zawracane do komery 74 w tej samej ilosci w jakiej przeplywa¬ ja przez zawór 78. W zwiazku z tym dla utrzyma¬ nia stalego poziomu czastek w komorze 74, pred¬ kosc recyrkulacji jest wprost proporcjonalna do ilo¬ sci drobnych czastek skladnika 60 w zlozu.Stwierdzono, ze przy predkosci powierzchniowej 9 m/sek i przy zastosowaniu drobnych czastek he- matytu do pierwszego skladnika 60, minimalna gle¬ bokosc czastek w komorze 74 potrzebna dla zam¬ kniecia odgalezionego przewodu opadowego, wyno¬ sila okolo 45 cm.Ponadto do tej ilosci drobnych czastek, potrzeb¬ nej do zamkniecia przewodu opadowego dodaje sie minimalna ilosc recyrkulacyjna równowazna do osadzonej niesfluidyzowanej warstwy w komorze spalania 16, której wysokosc wynosi okolo 3,5 cm.Stwierdzono, ze jest to bardzo korzystne dla uzy¬ skania bardzo dobrej charakterystyki przekazywa¬ nia ciepla. Przy dodawaniu wiekszej ilosci drob¬ nych czastek, wspólczynnik przenoszenia ciepla, wy¬ razony w jednostkach ilosci ciepla na jednostke powierzchni rur kotlowych, na sekunde i na sto¬ pien Celsjusza (t2 — s — °C) moze byc wykorzy¬ stany do zwiekszenia poziomu.Odpowiednia iloscia drobnych czastek, korzystnie dodawanych do zwiekszania przekazywania ciepla do rur kotlowych, jest taka ilosc, która nie powo¬ duje niekorzystnej niestabilnosci spalania, spala¬ nia niewydajnego, gromadzenia mieszaniny gazu lub niezdolnosci do uzyskania zadanej wielkosci obie¬ gu roboczego.Bardzo korzystne wyniki uzyskuje sie przy ilosci drobnych czastek dostatecznej do napelnienia ko¬ mory 16 do glebokosci osadzenia wynoszacej od oko¬ lo 6 do 7,5 cm w warunkach niesfluidyzowanych.Do wprowadzania zmniejszania sie zasobu drobnych czastek oraz recyrkulacji, komora 74 jest zaopa¬ trzona w szklany wziernik 88.Separator 36 jest przeznaczony do wylapywania zasadniczo wszystkich czastek pierwszego skladni¬ ka 60 i zawracania ich do komory 74, podczas prze¬ noszenia popiolu w takiej ilosci jak to jest mozli¬ we poprzez przewód 72 do separatora 38. Duza ilosc popiolu, która wpada do komory 74 i miesza sie z drobnymi czastkami skladnika 60 w warst¬ wie 77, jest oddzielana od czastek zloza za pomo¬ ca przewodu opadowego 90 polaczonego z górna czescia komory 74, w której warstwe 77 fluidyzu- je sie sprezonym powietrzem, wtryskiwanym po¬ przez jeden lub wiecej zaworów pokazanych strzal¬ ka 82.Czastki pierwszego skladnika 60 i czastki 62 dru¬ giego skladnika, korzystnie zawieraja tlenek zela¬ za wystepujacy w minerale (hematycie). Czastki tego materialu maja wiele ostrych brzegów, przy czym podczas wstepnego scierania traca one oko¬ lo 8,2% w czasie pierwszych pieciu godzin. Naste¬ pnie wielkosc ta sie wyrównuje i wynosi okolo 0,26% dziennie. Jednorazowa utrata 8% jest dopu¬ szczalna ze wzgledu na stosunkowo niski koszt te- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60117 560 15 16 go materialu a 0,25% dziennie powoduje minimal¬ ne zwiekszenie kosztów, które wyrównuje sie przez bardzo ekonomiczne rozwiazania pozostalych ele¬ mentów wynalazku.Korzystne wyniki uzyskuje sie przez zastosowa¬ nie wapienia w czastkach o rozmiarach odpowia¬ dajacych situ majacemu —7,9+ 15,8 oczek/cm, jako czastek pierwszego skladnika 60 zloza. Gruby mi¬ neral hematytowy o rozmiarze czastek odpowiada¬ jacym situ majacemu —4,75+6,3 oczek/cm zastoso¬ wano jako czastki 62 drugiego skladnika zloza.Prowadzono obróbke zloza fluidalnego przy pred¬ kosci powierzchniowej okolo 9 m/sek. Okazalo si^, ze sproszkowany wapien o rozmiarze czastek od¬ powiadajacym situ majacemu —128 oczek/cm, dzia¬ lal jako wstepny sorbent siarki, poniewaz dostep¬ na powierzchnia i stopien scierania dla czastek wa¬ pienia o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu — 7,9 + 15,8 oczek/cm, uniemozliwia absorbowanie wiecej niz pewnej czesci dwutlenku siarki wytwa¬ rzanego w procesie spalania wegla.Stwierdzono, ze rodzaj wapienia lub dolomitu moze zalezec od geograficznego miejsca jego pocho¬ dzenia i w zwiazku z tym moze miec rózna po¬ datnosc na scieranie.Jezeli wapien o wysokiej scieralnosci zastosuje sie jako pierwszy skladnik 60, musi byc zastosowane odpowiednie urzadzenie do okresowego lub ciagle¬ go uzupelnienia strat wapienia w skladniku 60. Je¬ dnoczesnie ilosc dodawanego z zasobnika 22 spro¬ szkowanego wapienia musi byc mozliwie ograni¬ czona; W innym przypadku, wapien uzyty jako sklad¬ nik 60 imoze nie ulegac istotnemu scieraniu i be¬ dzie uzupelniony tylko przypadkowo, podczas gdy zasadniczo cala ilosc wapienia potrzebna do absor¬ bowania siarki w weglu musi byc dostarczona z zasobnika 22.Eksperymenty z zastosowaniem czastek wapienia tak drobnych jak oczka sita majacego —128 oczek/ /cm wykazaly, ze w systemie przeplywowym, podo¬ bnym jak pokazano na fig. 2, drobniejsze czastki wapienia bardziej skutecznie usuwaja siarke i kon¬ sekwentnie mniejsza ilosc wapienia musi byc uzy¬ ta do odsiarczania gazów z komory 16.Czastki wapienia o rozmiarach odpowiadajacych situ majacemu —39,5 — 128 oczek/cm okazaly sie bardzo korzystne w systemie przeplywowym, podo¬ bnym do pokazanego na fig. 2.Rozmiar czastek sproszkowanego wapienia lub dolomitu, przeznaczonego do czesciowego zastoso¬ wania, moze byc wyznaczony zgodnie z najbardziej idonomicznym kompromisem, zaleznie od rodzaju wapienia, ilosci siarki w weglu, kosztu wapienia, kosztów rozdrabniania i sortowania oraz poziomu siarki w warstwie gazów.Czastka 62 drugiego skladnika zloza fluidalnego, zasadniczo sklada sie z materialu majacego dlugo¬ trwala stabilnosc fizyczna i chemiczna w ukladzie zloza fluidalnego, tak, ze nie tworzy aglomeratów i nie ulega scieraniu. Material ten moze katalizo¬ wac lub wchodzic chwilowo w reakcje chemiczne wystepujace w zlozu, lecz biorac pod uwage dluz¬ sze okresy czasu mierzone w tygodniach lub mie¬ siacach, mozna stwierdzic, ze nie wystepuje zadne dzialanie chemiczne, ani tez zadne zmiany cech fi¬ zycznych wywolywane przez aglomeracje lub scie¬ ranie. Mozna wiec stwierdzic, ze czastki 62 dru¬ giego skladnika pozostaja w zlozu bez zadnych 5 zmian.Okazalo sie, ze obok tlenku zelaza, do zloza w komorze spalania mozna dodawac takze inne od¬ powiednie materialy, takie jak tlenek glinu, ni¬ kiel i tlenek niklu. Materialy te charakteryzuja sie io dlugotrwala stabilnoscia fizyczna i chemiczna w warunkach pracy komory spalania, a ponadto kazdy z tych materialów charakteryzuje sie wysokim wspólczynnikiem przenoszenia ciepla HTP, przed¬ stawionym we wzorze 15 HTP = Cps°s ps1'43 gdzie Cps jest cieplem wlasciwym danego materia¬ lu, a qs — gestoscia.Wartosc wspólczynnika przenoszenia ciepla w zlo¬ zu fluidalnym okazala sie najbardziej korzystna w 20 przypadku czterech materialów, a mianowicie: Fe203 3,81; A1203 2,77; Ni 4,65 oraz NiO 4,09.Fe203 jest bardzo korzystny pod wzgledem eko¬ nomicznym, poniewaz wystepuje on w bardzo du¬ zych skupieniach w naturalnej rudzie hematytowej, 25 która jest latwo dostepna po niskich cenach. Po¬ za tym moga byc stosowane inne materialy, me¬ tale, ich stopy i tlenki.W komorze spalania przedstawionej na fig. 3, czynnik przenoszacy cieplo przeprowadza sie przez 30 co najmniej czesc 100 drogi eyrkulacyjnej, tak, ze cieplo zawarte w czastkach pierwszego skladnika, zostaje przekazane do tego czynnika.Na figurze 3 rysunku zastosowano takie same oznaczenia liczbowe jak na fig. 2. W komorze spa- 35 lania 16 przestrzen I sklada sie z przestrzeni II oraz znajdujacej sie ponad nia przestrzeni III.Jak pokazano na fig. 3, czastki zawieszone w obszarze III przechodza przez przewód 70 do glów¬ nego separatora 36. Czastki pierwszego skladnika 40 60, na przyklad mineralu hematytowego sa odpro¬ wadzane dolnym przewodem separatora 36 do ru¬ chomego zloza w wymienniku ciepla 100. Wymien¬ nik ciepla 100 stanowi czesc drogi cyrkulacyjnej czastek pierwszego skladnika 60 poprzez przewód 45 76a i przestrzen II. W wymienniku ciepla 100, czyn¬ nik przenoszacy cieplo, taki jak woda, jest dopro¬ wadzany przez rury zasilajace 102 a stamtad po¬ przez rury 104 wymiennika ciepla i na zewnatrz poprzez przewód pary 106. Cyrkulujace w zlozu 50 czastki plyna w dól dookola rur 104, tak ze cieplo zawarte w czastkach zloza jest przekazywane po¬ przez rury 104 do chlodziwa.Urzadzenie do wymiany ciepla, przedstawione na fig. 3 moze byc zastosowane do zmniejszania po- 55 wierzchni przenoszenia ciepla w komorze 16 lub do eliminowania rur kotlowych w tej komorze.Na figurze 4 przedstawiono uklad do dwustopnio¬ wego spalania. Po stadium poczatkowym, przebie¬ gajacym z niedoborem tlenu nastepuje drugie arta- 60 dium z nadmiarem tlenu. To umozliwia redukcje emisji NOx.Podczas dwustopniowego spalania, jak uwazano w przeszlosci, powstaje problem tworzenia sie CaS w strefie niedoboru tlenu. Druga trudnoscia, wy- 65 stepujaca przy tradycyjnej metodzie dwustopnio-17 117 560 18 wego spalania, jest krótki czas procesu i niedo¬ kladne mieszanieiw drugim stadium.W rozwiazaniu przedstawionym na fig. 4 proces rozpoczyna sie w obszarze zwartego zloza w wa¬ runkach niedoboru tlenu, a dodatkowe powietrze wtryskuje sie ponad powierzchnia zwartego zloza, które to powietrze sluzy do utleniania gazów reduk¬ cyjnych, wystepujacych razem z CaS zawieszonym w materiale zloza.Wysoki stopien turbulencji w obszarze zloza po¬ woduje wzrost reakcji fizycznych i chemicznych pro¬ cesu. Mozna zastosowac powierzchnie przenoszace cieplo, sluzace do usuwania ciepla wytwarzanego w wyniku spalania w strefie zawiesinowej, wskutek czego wystapi efektywne usuwanie S02.Reakcja redukcji NOx 2NO+ 2C —N2+2CO moze byc optymalizowana bez koniecznosci stosowa¬ nia powierzchni przekazujacej cieplo. Zastosowanie drobnych czastek wapienia wzmaga reakcje gaz — czastki stale, majace duzy wplyw na sprawny prze¬ bieg procesu.Róznica pomiedzy rozwiazaniem pokazanym na fig. 2 i rozwiazaniem pokazanym na fig. 4, polega na tym, ze wedlug fig. 4, przewód 34 doprowadza¬ jacy powietrze fluidyzacyjne jest rozdzielony na dwa przewody 34a i 34b.Czesc powietrza doprowadzana przewodem 34a jest dostarczana do zwartego zloza w przestrzeni II z predkoscia potrzebna do fluidyzowania czastek 62 drugiego skladnika w zlozu, oraz do utrzymywania cyrkulacji czastek pierwszego skladnika 60 zloza, przy czym proces odbywa sie przy niedoborze tle¬ nu w co najmniej wiekszej czesci zloza. Druga czesc powietrza fluidyzacyjnego doprowadzana przewo¬ dem 34b jest dostarczana do zloza w przestrzeni III, tak, ze co najmniej wieksza czesc zloza jest poddawana obróbce w nadmiarze tlenu.Czynnik przenoszacy cieplo, taki jak woda za¬ silajaca kotlowa, przeplywa poprzez rury wodne 58a i parowe 58b oraz rury kotlowe 58 w co naj- 4 mniej czesci przestrzeni III, zawartej w przestrze¬ ni I.Poniewaz paliwo, wegliste sklada sie z wegla o duzej zawartosci siarki, sorbent siarki tzn. wapien, wprowadza sie razem z weglem przewodem 18 do zloza fluidalnego, zwlaszcza do jego zwartej czesci ponad rozdzielaczem 66.Zastosowanie sproszkowanego wapienia o roz¬ miarze czastek odpowiadajacym situ, majacemu —128 oczek/cm przy niskiej temperaturze, powo¬ duje, ze CaS powstaly w gestym zlozu ma postac drobnych czastek unoszonych do góry i tworzacych zawiesine w przestrzeni III zloza. W tej przestrze¬ ni, czastki te zostaja utlenione do CaS04 w wyni¬ ku nadmiaru tlenu w przestrzeni III i czasu ich przebywania w tej przestrzeni w zawiesinie czastek pierwszego skladnika 60.Jednoczesnie przeplyw czynnika przenoszacego cieplo przez te przestrzen, utrzymuje zawieszony material w dostatecznie niskiej temperaturze, co za¬ bezpiecza przed rozkladem siarczanu, który móglby nastapic w wyniku regeneracji S02.Komora spalania o wysokosci 3 m i srednicy 1,5 m, podobna do przedstawionej na fig. 2, zostala za¬ stosowana do spalania 6 wegla zawierajacego okolo 3,9% siarki. Jako czastki 62 drugiego skladnika za¬ stosowano grube czastki mineralu hematytbwegó o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu —4*75 5 +6,3 oczek/cm. Czastki pierwszego skladnika" 60 za¬ stosowane w jednej grupie eksperymentów stano¬ wily drobny mineral hematytowy, ó rozmiarze od^ powiadajacym situ majacemu — 6,3+55 6czek/cm: Otrzymano nastepujace wyniki 10 Wysokosc warstwy gruboziarnis¬ tych czastek niesfluidyzowanych mineralu hematytowego 36,75 cm Predkosc doprowadzania wegla 7 g/s Rozmiar czastek wegla sito o 3,15 15 oczek/cm Predkosc doprowadzania sprosz¬ kowanego wapienia 1,5 g/s Rozmiar czastek sproszkowanego sito o —128 wapienia oczek/cm 20 Temperatura zwartego zloza 895°C Temperatura zloza zawiesinowego 735°C Stosunek molowy wapn/siarka 1,5 Ilosc zatrzymanej siarki 83% Wspólczynnik przenoszenia ciepla 25 w zwartym zlozu (3600 s — 930 cm2 —0,54°C) 64 Wspólczynnik przenoszenia ciepla w zlozu zawiesinowym (3600 s — 930 cm2 —0,54°C) 33 30 Wydajnosc spalania 90% Wydajnosc prowadzonej w ten sposób reakcji spa¬ lania okazala sie bardzo zadowalajaca, poniewaz wynosila 901%.Przyklad II. W przykladzie tym jest pokaza- 35 ne zastosowanie sposobu wedlug wynalazku w przy¬ padku reakcji zgazowywania wegla. Geste zloze grubych czastek o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu —1,6 + 7,9 oczek/cm i stanowiacych cza¬ steczki hematytu, oraz zawiesina zloza stosunkowo 40 drobnych czastek o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu —7,9+27,5 oczek/cm i stanowiacych cza¬ stki wapienia, zostaly sfluidyzowane w reaktorze pokazanym na fig. 2 za pomoca gazu fluidyzujacego o natezeniu wystarczajacym do fluidyzacji grubych 45 czastek w gestym zlozu i do utworzenia zawiesiny drobnych czastek.Jako gaz fluidyzujacy zastosowano powietrze o predkosci powierzchniowej 10 m/s. Czastki wegla o wielkosci odpowiadajacej situ majacemu 3,15 50 oczek/cm oraz czasteczki sproszkowanego wapienia o rozmiarze odpowiadajacym situ majacemu —128 oczek/cm zostaly dodane do gestej pary wraz z pa¬ ra wodna i tlenkiem. Utrzymywano temperature zloza 830°C przy cisnieniu 687 kPa. 55 Reaktor pracowal w warunkach niedoboru tlenu, a otrzymane produkty gazowe stanowily: CO, C02, N02 oraz niewielkie ilosci CH4, C2H4, C^, H2 i H2S.Wydajnosc prowadzonej w ten sposób reakcji zga- 60 zowywania okazala sie bardzo zadowalajaca.Podane przyklady zastosowania sposobu wedlug wynalazku, dotyczace aktywowania wysokospraw- nyeh reakcji spalania i zgazowywania, sluza jedy¬ nie dla ilustracji i nie ograniczaja mozliwosci za- 65 stosowania sposobu.117560 19 20 PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uruchamiania ukladu zloza fluidalnego dla aktywowania wysokosprawnej reakcji pomie¬ dzy przynajmniej dwoma reagentami, znamienny tym, ze tworzy sie zawiesine wzglednie uboga faze zloza fluidalnego w pierwszej przestrzeni, zawiera¬ jaca czastki stale pierwszego skladnika zloza, a na¬ stepnie w ograniczonym obszarze w obrebie tej pierwszej przestrzeni wytwarza sie gestofazowe zlo¬ ze fluidalne o temperaturze okolo 800 do 950°C, zawierajace zawiesine czastek stalych drugiego skladnika, który zasadniczo stanowi material o dlu¬ gotrwalej stabilnosci fizycznej i chemicznej w ukla¬ dzie zloza fluidalnego, tak ze zasadniczo nie ulega on zbrylaniu i jest odporny na scieranie, po czym wytwarza sie obieig recyrkulacyjny czastek pierw¬ szego skladnika wyplywajacych z pierwszej prze¬ strzeni poprzez gestofazowe zloze fluidalne w ob¬ szarze ograniczonym, przy czym uklad zloza flu¬ idalnego uruchamia sie z taka predkoscia, ze czast¬ ki drugiego skladnika sa skutecznie utrzymane w gestofazowym zlozu fluidalnym w obszarze ogra¬ niczonym, natomiast czastki pierwszego skladnika recyrkuluja i przenikaja przez obszar czastek dru¬ giego skladnika, mieszajac sie z nimi, po czym do ukladu zloza fluidalnego wprowadza sie reagenty, ulegajace przemieszaniu w wyniku ruchu miesza¬ jacych sie ze soba czastek w gestofazowym zlozu fluidalnym.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jednym z reagentów jest substancja gazowa, fluidyzujaca uiklad zloza.
3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze drugi reagent stanowia czastki materialu stalego majacego reagowac z okreslona szybkoscia z sub¬ stancja gazowa, które doprowadza sie do ukladu zloza z okreslona szybkoscia, przy czym fluidyzu- je sie uklad zloza z predkoscia powierzchniowa wy¬ noszaca 6 do 12 m/sek, tak, ze reagent gazowy jest podawany z szybkoscia wystarczajaca do zasadni¬ czo calkowitego przereagowania przynajmniej je¬ dnego z podawanych reagentów, a nastepnie powo¬ duje sie rozdzielenie skladników czasteczkowych zloza, tak, ze czastki pierwszego skladnika sa uno¬ szone z ta predkoscia powierzchniowa, zas czastki drugiego skladnika pozostaja w gestofazowym zlo¬ zu fluidalnym w obszarze ograniczonym. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze czastki drugiego skladnika zloza doprowadza sie w ilosci wystarczajacej do ograniczenia ruchu czastek reagenta dla przedluzenia czasu ich przebywania w gestofazowym zlozu, przez co wieksza czesc co naj¬ mniej jednego z reagentów calkowicie przereagowu- je w obszarze ograniczonym. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako jeden z reagentów stosuje sie paliwo weglo¬ we, a wytwarzany produkt energetyczny odprowa¬ dza sie z ukladu zloza fluidalnego. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze paliwo weglowe spala sie w ukladzie zloza fluidal¬ nego, a produkt energetyczny stanowi cieplo. 7. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze jako jeden z reagentów stosuje sie paliwo weglo¬ we, a wytwarzany produkt energetyczny odprowa¬ dza sie z ukladu zloza fluidalnego. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze paliwo weglowe spala sie w ukladzie zloza fluidal¬ nego, a produkt energetyczny stanowi cieplo, od¬ prowadzone za pomoca osrodka przenoszacego cie- 5 plo. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze osrodek przenoszacy cieplo przeprowadza sie po¬ przez rury kotlowe w pierwszej przestrzeni zloza. 10. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze !0 osrodek przenoszacy cieplo przepuszcza sie poprzez co najmniej czesc obiegu recyrkulacyjnego, przez co cieplo zawarte w czastkach pierwszego sklad¬ nika jest przekazywane do tego osrodka. 11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze is osrodek przenoszacy cieplo przepuszcza sie poprzez co najmniej czesc obiegu recyrkulacyjnego, przez co cieplo zawarte w czastkach pierwszego skladni¬ ka jest przekazywane do tego osrodka. 12. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze 20 staly reagent zawiera zasadniczo czastki wegla, a reagent gazowy zawiera zasadniczo powietrze, przy czym wegiel spala sie w ukladzie zloza fluidalne¬ go, nastepnie tak dobiera sie ilosc czastek drugie¬ go skladnika zloza, ze wieksza czesc czastek wegla 25 spala sie w gestym zlozu fluidalnym, po czym od¬ prowadza sie z ukladu zloza wytworzona energie cieplna za pomoca osrodka przenoszacego cieplo. 13. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze osrodek przenoszacy cieplo przeprowadza sie przez 30 co najmniej czesc pierwszej przestrzeni, znajduja¬ cej sie na zewnatrz obszaru ograniczonego zloza gestego, i tak dobiera sie ilosc czastek pierwszego skladnika, ze szybkosc przekazywania ciepla do te¬ go osrodka jest zasadniczo maksymalna. 35 14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze osrodek przenoszacy cieplo przeprowadza sie rów¬ niez przez obszar ograniczony, zawierajacy geste zloze. 15. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze 40 energie cieplna odprowadza sie z szybkoscia wy¬ starczajaca do utrzymania temperatury ukladu zlo- " za fluidalnego znacznie ponizej temperatury topnie¬ nia popiolu wytwarzanego z czastek weigla, przez co zasadniczo caly popiól jest utrzymywany w za- 45 wiesinie razem z czastkami salymi pierwszego skla¬ dnika, po czym oddziela sie popiól od tych czastek w obiegu recyrkulacyjnym na zewnatrz obszaru ograniczonego zloza fluidalnego. 1.6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze 50 paliwo weglowe zawiera siarke, a do ukladu zlo¬ za fluidalnego doprowadza sie sorbent siarki. 17. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze jako sorbent siarki stosuje sie weglan wapnia, ma¬ gnez wzglednie obydwa te srodki. 55 18. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze jako sorbent siarki stosuje sie wapien lub dolomit. 19. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze czastki materialu stanowiacego sorbent siarki maja rozmiar odpowiadajacy situ majacemu —39,5 do 60 —128 oczek/cm. 20. Sposób wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze stosunek ilosci wapnia w weglanie podawanym do ukladu do ilosci siarki w podawanym paliwie we¬ glowym wynosi okolo 1 do 3 moli wapnia na 1 mol 65 siarki.21 117560 22 21. Sposób wedlug zaistrz. 1, znamienny tym, ze jako pierwszy i drugi staly skladnik czasteczkowy zloza stosuje sie zasadniczo ten sam material, przy czym czastki pierwszego skladnika sa drobniejsze niz czastki drugiego skladnika. 22. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przynajmniej czastki drugiego skladnika zloza maja duza stabilnosc temperaturowa, sa zasadniczo obo¬ jetne w warunkach eskploataeji ukladu zloza, oraz sa dobrane dla zapewnienia prawidlowej fluidyza- cji, skutecznego mieszania i przekazywania cie¬ pla w ukladzie zloza. 23. Sposób wedlug zastrz. 22, znamienny tym, ze w ukladzie zloza fluidalnego panuja warunki utle¬ niania, zas czastki skladników zloza zawieraja me¬ tale wzglednie tlenki metalu. 24. Sposób^wedlug zastrz. 21, znamienny tym, ze jako tlenek metalu stosuje sie tlenek zelaza. 2&. Sposób wedlug zastrz. 24, znamienny tym, ze jako material zawierajacy tlenek zelaza stosuje sie hematyt. 26. Sposób wedlug zastrz. 23, znamienny tym, ze jako skladniki zloza stosuje sie tlenek glinu, nikiel wzglednie tlenek niklu. 27. Sposób wedlug zastrz. 21, znamienny tym, ze drobniejsze czastki zloza maja rozmiar odpowiada¬ jacy situ majacemu —6,3 + 55 oczek/cm a grubsze czastki maja rozmiar odpowiadajacy situ majacemu — 4,75 + 6,3 oczek/om. 28. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze geste zloze fluidalne utrzymuje sie w pojemniku majacym czesc o ksztalcie zasadniczo cylindrycznym lub pryzmatycznym, przy czym stosuje sie ilosc grubszych czastek zloza wystarczajaca do wypel¬ nienia tej cylindrycznej lub pryzmatycznej czesci zbiornika na glebokosci co najmniej okolo 24,5 cm przy zlozu niesfluidyzowanym. 29. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy staly skladnik czasteczkowy zloza zawie¬ ra weglan wapnia, magnez wzglednie obydwa te skladniki. 301 Sposób wedlug zastrz. 29, znamienny tym, ze pierwszy staly skladnik czasteczkowy zloza stano¬ wi wapien lub dolomit o wielkosci czastek odpo¬ wiadajacej situ majacemu —7,9+15,8 oczek/cm. 31. Sposób wedlug zastrz. 30, znamienny tym, ze drugi staly skladnik czasteczkowy zloza zawiera metal wzglednie tlenek metalu. 32. Sposób wedlug zastrz. 31, znamienny tym, ze drugi staly skladnik czasteczkowy zloza zawiera tlenek zelaza. 33. Sposób wedlug zastrz. 32, znamienny tym, ze drugi skladnik czasteczkowy zloza zawiera hema¬ tyt o wielkosci czastek odpowiadajacej situ maja¬ cemu —4,75+6,3 oczek/cm. 34. Sposób wedlug zastrz. 31, znamienny tym, ze drugi skladnik czasteczkowy zloza zawiera tlenek glinu wzglednie nikiel lub tlenek niklu. 35. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze wyprodukowane cieplo przenosi sie za posrednic¬ twem osrodka przenoszacego cieplo poprzez rury kotlowe w pierwszej przestrzeni zloza lacznie z ob¬ szarem ograniczonym, w którym znajduje sie ge¬ sta czesc zloza. 38. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ogranicza sie przeplyw czastek pierwszego skladni¬ ka zloza w obiegu recyrkulacyjnym dla utworzenia zasobnika tych czastek pod prad ogranicznika prze¬ plywu, zas w zasobniku gromadzi sie te czastki w ilosci wystarczajacej do zabezpieczenia przed prze¬ plywem wstecznym w tym obiegu recyrkulacyjnym, który to przeplyw móglby byc spowodowany przez cisnienie fluidyzujace, wywierane na geste zloze fluidyzacyjne. 37. Sposób wedlug zastrz. 38, znamienny tym, ze gdy czastkom zgromadzonym w zasobniku towa¬ rzysza resztki popiolu, wówczas fluidyzuje sie czast¬ ki zawarte w zasobniku dla selektywnego oddzie¬ lenia i odprowadzania tworzacego zawiesine popio¬ lu na miejsce skladowania. 38. Sposób wedlug zastrz. 36, znamienny tym, ze ogranicznik przeplywu, ilosc czastek i predkosc flu- idyzujaca dobiera sie tak, aby uzyskac stopien re¬ cyrkulacji czastek pierwszego skladnika zloza za¬ sadniczo wystarczajacy do maksymalizacji szybko¬ sci przenoszenia calkowitego ciepla w pierwszej przestrzeni zloza. 39. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze jako substancje gazowa stosuje sie powietrze a ja¬ ko drugi reagent stosuje sie paliwo weglowe, przy czym czesc powietrza doprowadza sie do gestego zloza z predkoscia powierzchniowa wystarczajaca do sfluidyzowania czastek drugiego skladnika zloca i do uzyskania cyrkulacji czastek pierwszego sklad¬ nika zloza przez zloze czastek drugiego skladnika, zas w co najmniej wiekszej czesci gestego zloza sto¬ suje sie niedobór tlenu, a do czesci zawiesinowej zloza doprowadza sie nastepna czesc powietrza, tak ze co najmniej wieksza czesc zawiesinowego zloza znajduje sie w warunkach nadmiaru tlenu. 40. Sposób wedlug zastrz. 39, znamienny tym, ze przepuszcza sie osrodek przenoszacy cieplo przez co najmniej czesc pierwszej przestrzeni zloza na ze¬ wnatrz ograniczonego obszaru zloza tak, aby od¬ prowadzic energie cieplna ze zloza. 41. Sposób wedlug zastrz. 39, znamienny tym, ze przy stosowaniu paliwa weglowego zawierajacego siarke do ukladu zloza fluidalnego doprowadza sie sorbent siarki. 42. Sposób wedlug zastrz. 41, znamienny tym, ze jako sorbent siarki stosuje sie weglan wapnia, ma¬ gnez wzglednie obydwa te srodki. 10 15 20 25 30 35 40 45 50117560 \ i ' 44-4" 1 \ 1 1 \ f 1 ! *§ o O F/a 2 ¦«¦ na 3 F/G.
4. ZGK 1255/1100/82 95 egz. Cena 100,— zl PL PL
PL1976193127A 1975-10-21 1976-10-19 Method of starting of the fluidized bed system for activation of high-duty reaction between at least two reactantsja dlja aktivirovanija reakcii s wysokim wykhodom mezhdu po krajjnejj mere dvumja reagentami PL117560B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62454275A 1975-10-21 1975-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL117560B1 true PL117560B1 (en) 1981-08-31

Family

ID=24502391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1976193127A PL117560B1 (en) 1975-10-21 1976-10-19 Method of starting of the fluidized bed system for activation of high-duty reaction between at least two reactantsja dlja aktivirovanija reakcii s wysokim wykhodom mezhdu po krajjnejj mere dvumja reagentami

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4084545A (pl)
JP (1) JPS6021769B2 (pl)
AU (1) AU507091B2 (pl)
BE (1) BE847471A (pl)
CA (1) CA1069276A (pl)
DE (1) DE2646860A1 (pl)
FR (1) FR2328507A1 (pl)
GB (1) GB1523500A (pl)
HU (1) HU176745B (pl)
IT (1) IT1123615B (pl)
PL (1) PL117560B1 (pl)
SU (1) SU1258334A3 (pl)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817366B2 (ja) * 1977-07-20 1983-04-06 日立造船株式会社 排ガス脱硝型流動床式燃焼装置
US4154581A (en) * 1978-01-12 1979-05-15 Battelle Development Corporation Two-zone fluid bed combustion or gasification process
US4177741A (en) * 1978-06-19 1979-12-11 Foster Wheeler Energy Corporation System and method for improving the reaction efficiency of a fluidized bed
US4191115A (en) * 1978-06-23 1980-03-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Carbonaceous fuel combustion with improved desulfurization
ZA801294B (en) * 1979-03-14 1981-10-28 British Petroleum Co Fluidised bed combustor
US4704084A (en) * 1979-12-26 1987-11-03 Battelle Development Corporation NOX reduction in multisolid fluidized bed combustors
US4312301A (en) * 1980-01-18 1982-01-26 Battelle Development Corporation Controlling steam temperature to turbines
US4303469A (en) * 1980-04-14 1981-12-01 International Paper Company Process and apparatus for recovery of spent pulping liquors
US4389381A (en) * 1980-09-19 1983-06-21 Battelle Development Corporation Limestone calcination
US4357907A (en) * 1980-10-27 1982-11-09 Rockwell International Corporation Fluidized bed combustor with improved indirect heat exchanger units
JPS57136005A (en) * 1981-02-18 1982-08-21 Babcock Hitachi Kk Fluidized bed boiler capable of recovering heat held of discharged medium
US4483259A (en) * 1981-07-07 1984-11-20 Benmol Corporation Method and composition for removal of gaseous contaminants produced in combustion of fossil fuels or present in reducing gases
US4388877A (en) * 1981-07-07 1983-06-21 Benmol Corporation Method and composition for combustion of fossil fuels in fluidized bed
US4355601A (en) * 1981-09-25 1982-10-26 Conoco Inc. Recirculating flue gas fluidized bed heater
CA1184743A (en) * 1981-10-09 1985-04-02 Herbert A. Arbib Superjet gas agitation process
US4419965A (en) * 1981-11-16 1983-12-13 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized reinjection of carryover in a fluidized bed combustor
US4539939A (en) * 1981-12-15 1985-09-10 Johnson William B Fluidized bed combustion apparatus and method
CA1225292A (en) * 1982-03-15 1987-08-11 Lars A. Stromberg Fast fluidized bed boiler and a method of controlling such a boiler
US4441959A (en) * 1982-07-21 1984-04-10 International Paper Company Recovery of heat and chemical values from spent pulping liquors
FR2537701A1 (fr) * 1982-12-08 1984-06-15 Creusot Loire Procede et installation de recyclage d'imbrules solides dans un lit fluidise
GB2132500B (en) * 1982-12-17 1986-06-04 Coal Ind Classification and recycling of fluidised bed material
US4453497A (en) * 1982-12-21 1984-06-12 Struthers Wells Corporation Augmented heat transfer method and apparatus
US4530207A (en) * 1983-05-05 1985-07-23 Asea-Stal Ab Power plant with a fluidized bed combustion chamber
US4572086A (en) * 1983-10-27 1986-02-25 Convenient Energy, Inc. Fine fuel delivery system with remote drying and on site storage
JPS60179139A (ja) * 1984-02-27 1985-09-13 Central Res Inst Of Electric Power Ind 硫化物を含むガスの精製における脱硫剤の再生装置
US4589927A (en) * 1984-05-29 1986-05-20 Battelle Development Corporation Liquid multisolid fluidized bed processing
US4671251A (en) * 1984-09-24 1987-06-09 Ohio State University Fluidized bed combustor
US4676733A (en) * 1984-09-24 1987-06-30 Ohio State University Method for producing a clean heated fluid
US4579070A (en) * 1985-03-01 1986-04-01 The M. W. Kellogg Company Reducing mode circulating fluid bed combustion
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
FR2587090B1 (fr) * 1985-09-09 1987-12-04 Framatome Sa Chaudiere a lit fluidise circulant
FI853615L (fi) * 1985-09-20 1987-03-21 Tampella Oy Ab Foerfarande foer minskning av utslaeppen av kvaeve- och svaveloxider vid foerbraenning av kvaeve- och svavelhaltigt braensle.
US4665864A (en) * 1986-07-14 1987-05-19 Foster Wheeler Energy Corporation Steam generator and method of operating a steam generator utilizing separate fluid and combined gas flow circuits
US4709662A (en) * 1987-01-20 1987-12-01 Riley Stoker Corporation Fluidized bed heat generator and method of operation
JPS63121212U (pl) * 1987-02-02 1988-08-05
US4776288A (en) * 1987-07-31 1988-10-11 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Method for improving solids distribution in a circulating fluidized bed system
JPS6475808A (en) * 1987-09-14 1989-03-22 Sanki Eng Co Ltd Temperature distribution uniformizing method for fluidized bed type incinerator
US5239945A (en) * 1991-11-13 1993-08-31 Tampella Power Corporation Apparatus to reduce or eliminate combustor perimeter wall erosion in fluidized bed boilers or reactors
US5325796A (en) * 1992-05-22 1994-07-05 Foster Wheeler Energy Corporation Process for decreasing N2 O emissions from a fluidized bed reactor
JPH07301799A (ja) * 1994-05-10 1995-11-14 Seikosha Co Ltd 液晶バックライト用el
US5795548A (en) * 1996-03-08 1998-08-18 Mcdermott Technology, Inc. Flue gas desulfurization method and apparatus
KR100355505B1 (ko) 1998-06-16 2002-10-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 유동층 소각로의 운전 방법 및 그 소각로
US6276287B1 (en) 1999-05-03 2001-08-21 Toda Kogyo Corporation Iron compound catalyst for inhibiting generation of dioxin and incineration process of municipal solid waste using the same
US6615750B2 (en) * 2002-02-11 2003-09-09 Alstom (Switzerland) Ltd Sorbent conditioning and direct feed apparatus for a steam generator and a method for retrofitting a steam generator with same
CN100436941C (zh) * 2005-07-05 2008-11-26 中国石油大学(北京) 一种煤焦粉的燃烧方法及设备
US20090031967A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Alstom Technology Ltd Integral waterwall external heat exchangers
US8105541B2 (en) * 2008-10-13 2012-01-31 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Reactor system and method therefore
FI123853B (fi) * 2009-03-06 2013-11-15 Metso Power Oy Menetelmä typenoksidipäästöjen vähentämiseksi happipoltossa
US9638418B2 (en) * 2009-05-19 2017-05-02 General Electric Technology Gmbh Oxygen fired steam generator
JP5417068B2 (ja) * 2009-07-14 2014-02-12 株式会社日立製作所 酸素燃焼ボイラ及び酸素燃焼ボイラの制御方法
FR2948177B1 (fr) * 2009-07-16 2011-08-05 Inst Francais Du Petrole Procede de combustion en boucle chimique avec controle independant de la circulation des solides
US9617087B2 (en) * 2010-10-28 2017-04-11 General Electric Technology Gmbh Control valve and control valve system for controlling solids flow, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
US9557115B2 (en) 2010-10-28 2017-01-31 General Electric Technology Gmbh Orifice plate for controlling solids flow, methods of use thereof and articles comprising the same
US8920737B2 (en) * 2012-07-27 2014-12-30 General Electric Company System for catalytic reaction
US10035964B2 (en) 2014-07-04 2018-07-31 Tubitak Circulating fluidized bed gasification or combustion system
DE102015107435A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Outotec (Finland) Oy Verfahren zur partiellen Röstung von kupfer- und/ oder goldhaltigen Konzentraten
CN104910986B (zh) * 2015-06-19 2017-01-04 合肥德博生物能源科技有限公司 一种生物质双流化床气化制天然气装置及工艺
EP3417206B1 (en) * 2016-03-24 2023-05-24 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources System and method for oxygen carrier assisted oxy-fired fluidized bed combustion
CN108913178A (zh) * 2018-08-24 2018-11-30 郑州鼎力新能源技术有限公司 一种粉粒状物质连续炭化方法及设备
CN111174198B (zh) * 2020-01-13 2020-12-22 浙江大学 耦合夹套式碳分离器的并置双流化床化学链燃烧/气化装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2665200A (en) * 1948-07-01 1954-01-05 Hydrocarbon Research Inc Process for the gasification of solid carbonaceous materials
US2654665A (en) * 1950-02-21 1953-10-06 Consolidation Coal Co Gasification of carbonaceous solids
US2638684A (en) * 1950-04-07 1953-05-19 Dorr Co Process for heat-treating combustible solids
NL91935C (pl) * 1951-05-23
US2774661A (en) * 1951-08-07 1956-12-18 Dorr Co Method of heat-treating fines in a coarse solids fluidized bed
US2741549A (en) * 1952-11-01 1956-04-10 Exxon Research Engineering Co Conversion of carbonaceous solids into volatile products
US3066017A (en) * 1953-07-28 1962-11-27 Exxon Research Engineering Co Control of flow of particulate solids
US3508506A (en) * 1968-06-13 1970-04-28 Us Interior Process and apparatus for reduction of unburned combustible in fly ash
US3645237A (en) * 1970-06-10 1972-02-29 American Standard Inc Water heater having fluidized bed combustion and heat exchange region
US3807090A (en) * 1970-12-02 1974-04-30 Exxon Research Engineering Co Purifications of fuels
US3784676A (en) * 1971-04-30 1974-01-08 Exxon Research Engineering Co Removing sulphur from hydrocarbons
US3840354A (en) * 1972-03-23 1974-10-08 Us Interior Three-stage gasification of coal
US3823676A (en) * 1972-10-10 1974-07-16 Warren Cook Chem Inc Method of reducing sulphur dioxide emissions from coal
US3763830A (en) * 1973-01-24 1973-10-09 Us Interior Apparatus for burning sulfur containing fuels

Also Published As

Publication number Publication date
DE2646860A1 (de) 1977-05-05
GB1523500A (en) 1978-09-06
US4084545A (en) 1978-04-18
FR2328507A1 (fr) 1977-05-20
JPS6021769B2 (ja) 1985-05-29
AU507091B2 (en) 1980-01-31
FR2328507B1 (pl) 1981-06-12
DE2646860C2 (pl) 1993-02-11
HU176745B (en) 1981-05-28
SU1258334A3 (ru) 1986-09-15
CA1069276A (en) 1980-01-08
JPS5257085A (en) 1977-05-11
AU1869076A (en) 1978-04-20
IT1123615B (it) 1986-04-30
BE847471A (fr) 1977-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL117560B1 (en) Method of starting of the fluidized bed system for activation of high-duty reaction between at least two reactantsja dlja aktivirovanija reakcii s wysokim wykhodom mezhdu po krajjnejj mere dvumja reagentami
AU2003288060B2 (en) Method and plant for removing gaseous pollutants from exhaust gases
US4279207A (en) Fluid bed combustion
ES2539034T3 (es) Método y dispositivo optimizados para combustión en bucle químico sobre cargas de hidrocarburos líquidos
AU2003294752B2 (en) Method and plant for the heat treatment of solids containing iron oxide using a fluidized bed reactor
EP0003117A2 (en) Two-zone fluid bed combustion/gasification
PL200482B1 (pl) Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów spalinowych zawierających dwutlenek siarki
JPS6140452B2 (pl)
JPS5966332A (ja) 排ガスから有害物質を分離する方法
CN109073213B (zh) 用于氧载体协助的氧助燃流化床燃烧的系统及方法
CN1016231B (zh) 流化床反应器反应方法及流化床反应器
US4780290A (en) Method for purifying flue gas
EP0431163A1 (en) Composite circulation fluidized bed boiler
GB2074890A (en) Fluidized Bed Combustors
CN201791470U (zh) 一种中小型燃煤锅炉干法悬浮床式烟气脱硫系统
CN211189701U (zh) 一种优化设计的半干法脱硫灰再循环系统
CN109569260A (zh) 循环硫化床锅炉烟气脱硫装置及工艺
JP5688785B2 (ja) 熱伝達率を向上させる機能を備えた熱回収装置及び熱回収装置の熱回収方法
CN110864280B (zh) 燃烧含碳固体燃料的反应器和装置以及含碳固体燃料的燃烧方法
RU155103U1 (ru) Устройство для обезвреживания органических отходов и сернистой нефти
PL165487B1 (pl) S p o s ó b w e w n a t r z p a l e n i s k o w e g o o d s i a r c z a n i a g a z ó w s p a l i n o w y c h w p i e c u PL
JPS59196730A (ja) 鉱石触媒方法
Hester et al. STAFF-INDUSTRY COLLABORATIVE REPORT Fluidized Bed Roasting Ovens
JPH1179741A (ja) 硫化カルシウムの酸化方法及び装置
JPH06304467A (ja) 流動層反応装置及びその制御方法