PL161384B1 - U rzadzenie ze zlozem fluidalnym PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie ze zlozem fluidalnym skladajace sie z reaktora fluidyzacyjnego, separatora materialu stalego 1 przewodu powrotnego, do procesów egzoter- micznych w krazacym zlozu fluidalnym z przewodami do doprowadzania gazów pierwotnych zawierajacych tlen, przez dno reaktora fluidyzacyjnego i z przewoda- mi do doprowadzania zawierajacych tlen gazów wtór- nych na wysokosci co najmniej 1 m ponad dnem reaktora, maksymalnie na 30% wysokosci reaktora, jak równiez z przewodem paliwowym z wylotem znajdu- jacym sie w reaktorze pomiedzy doprowadzeniem ga- zu pierwotnego i wtórnego, przy czym 40 do 75% powierzchni reaktora fluidyzacyjnego pokryte jest przez jeden lub wiele korpusów wyporowych, którego (których) maksymalna wysokosc równa jest polowi e wysokosci reaktora fluidyzacyjnego, znamienne tym, ze pozostala powierzchnia (6) reaktora fluidyzacyjne- go (1), pozbawiona korpusów wyporowych (7) stanowi jedna nieprzerwana powierzchnie. Fi g. 2 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy urządzenia ze złożem fluidalnym, składające się z reaktora fluidyzacyjnego, separatora materiału stałego i przewodu powrotnego, służące do przeprowadzania procesów egzotermicznych w krążącym złożu fluidalnym z przewodami do doprowadzania, zawierających tlen gazów pierwotnych, przez dno reaktora fluidyzacyjnego i z przewodami do doprowadzania, zawierających tlen, gazów wtórnych na wysokości co najmniej 1 m ponad dnem reaktora, jednakże maksymalnie na 30% wysokości reaktora, jak również z przewodem paliwowym, którego wylot znajduje się w reaktorze fluidyzacyjnym pomiędzy doprowadzeniem gazu pierwotnego i wtórnego, przy czym przez jeden lub wiele korpusów wyporowych, którego (których) maksymalna wysokość równa jest połowie wysokości reaktora fluidyzacyjnego, pokryte jest 40 do 75% powierzchni dna reaktora fluidyzacyjnego.

Sposoby i urządzenia z krążącymi złożami fluidalnymi okazały się bardzo korzystne, zwłaszcza do spalania materiałów zawierających węgiel. Są one znacznie lepsze od takich, które pracują z tzw. klasycznymi lub konwencjonalnymi złożami fluidalnymi.

Podstawowy sposób przeznaczony specjalnie dla procesów spalania opisany jest w opisie wyłożeniowym w RFN nr 25 39 546 (odpowiadającym opisowi patentowemu St. Zjedn. Ameryki

161 384 nr 4 165 717). W sposobie tym przewiduje się spalanie dwustopniowe, a ciepło spalania odprowadza się za pomocą powierzchni chłodzących, które umieszczone są w reaktorze fluidyzacyjnym powyżej dopływu gazów wtórnych. Szczególną zaletą sposobu jest to, że proces spalania, w prosty technicznie sposób, można dopasować do zapotrzebowania mocy, regulując w górnej części reaktora gęstość zawiesiny a tym samym przejmowanie ciepła przez powierzchnie chłodzące.

Przy procesie spalania z krążącym złożem fluidalnym według opisu zgłoszeniowego RFN nr 26 24 302 (odpowiadającego opisowi patentowemu Sl Zjedn. Ameryki nr 4 111 158) przewiduje się pobieranie ciepła spalania, częściowo lub całkowicie, w dołączonej do reaktora fluidyzacyjnego chłodnicy fluidalnej, a ochłodzone ciało stałe, dla utrzymania stałej wartości temperatury, doprowadza się ponownie do reaktora fluidyzacyjnego.

Pomimo, że opisany powyżej sposób sprawdził się w znacznym stopniu, przy trendach do urządzeń o coraz większej wydajności grzewczej występują określone trudności w wykonywaniu sposobu. Polegają one głównie na tym, że większe wydajności grzewcze wymagają większych wymiarów reaktora, zwłaszcza większych przekrojów poprzecznych reaktora, przy których nie jest już zapewnione konieczne do wymiany, swobodne, poprzeczne mieszanie paliwa, względnie zawierających tlen gazów wtórnych w obszarze miejsca wprowadzania do reaktora. W rezultacie wymiana zachodzi w znacznej części w górnej przestrzeni reaktora lub też następuje dodatkowe spalanie materiału stałego i gazu w separatorze materiału stałego.

Opisana sytuacja występuje w urządzeniach o mocy spalania powyżej 300 MW (termiczme) i ^powierzc^hmac^{h d}na reaktora flui^dyzac^yjne^go powyżej ⁵⁰ m².

Według wcześniejszych propozycji problem miał być rozwiązany przez to, że 40 do 75% powierzchni dna reaktora fluidyzacyjnego pokryto jednym lub wieloma korpusami wyporowymi, którego (których) maksymalna wysokość równa jest połowie wysokości reaktora fluidyzacyjnego. Geometryczny kształt korpusu wyporowego może być przy tym w znacznym stopniu dowolny. Przykładowo przy kołowym przekroju poprzecznym reaktora fluidyzacyjnego może on posiadać kształt walca lub stożka ściętego, przy czym środek dolnej powierzchni kołowej pokrywa się ze środkiem powierzchni dna. Przy prostokątnym przekroju poprzecznym reaktora korpus wyporowy może posiadać kształt przegrody, która ewentualnie na swych końcach dotyka do równolegle przebiegających ścian reaktora i w ten sposób dolną przestrzeń reaktora dzieli na dwie oddzielne komory. Możliwe są również dwie, praktycznie prostopadle do siebie ustawione przegrody, które, jeżeli dotykają do ścian reaktora, to dolną przestrzeń reaktora dzielą na cztery oddzielne komory.

Jak się okazało, przy opisanym ukształtowaniu urządzenia ze złożem fluidalnym mogą wystąpić trudności w pracy, gdy korpus wyporowy dzieli dolną przestrzeń reaktora na oddzielne komory. Może się wtedy zdarzyć, że materiał złoża przez strumień pierwotnego powietrza wynoszony jest z jednej komory i na skutek wewnętrznej cyrkulacji materiału stałego istniejącej stale w reaktorze fluidyzacyjnym przechodzi do drugiej względnie drugich komór. Powrotny lub wyrównawczy strumień materiału nie występuje praktycznie bez znacznego nakładu na regulację, gdyż przejście powietrza fluidyzacyjnego ułatwione jest dla komory opróżnionej a utrudnione dla napełnionej (różniące się ciśnienie hydrostatyczne nad dnem każdej z komór).

Zadaniem wynalazku jest wykonanie urządzenia ze złożem fluidalnym, składające się z reaktora fluidyzacyjnego, separatora materiału stałego i przewodu powrotnego, służące do procesów egzotermicznych w krążącym złożu fluidalnym, które również przy dużej mocy spalania zapewnia pewną i bezproblemową eksploatację bez wielkich nakładów na regulację.

Zadanie to zostało rozwiązane przez to, że wspomniane urządzenie ze złożem fluidalnym tak jest ukształtowane, iż pozostała powierzchnia dna reaktora fluidyzacyjnego pozbawiona korpusów wyporowych stanowi jedną, nieprzerwaną powierzchnię.

Jedną, nieprzerwaną powierzchnię dna reaktora utworzono przez połączenie ze sobą poszczególnych segmentów dna odpowiednio ukształtowanymi korpusami wyporowymi.

Uzyskuje się to przykładowo przez to, że pomiędzy korpusem wyporowym i ścianą reaktora pozostają przepuszczalne dla gazu powierzchnie dna, a gdy korpus wyporowy przebiega

161 384 od ściany do ściany, przez co najmniej jedno przebicie, które ku górze może być otwarte lub może być na kształt tunelu tak, że utrzymane zostaje połączenie pomiędzy poszczególnymi segmentami dna. Należy więc zaniechać takiego kształtowania korpusu wyporowego przy którym powstają oddzielne segmenty dna, a tym samym oddzielone od siebie komory fluidalne. Powierzchnie łączące utworzone przez korpus lub korpusy wyporowe, względnie powstające przy przebiciu powierzchnie mogą być ewentualnie fluidyzowane z mniejszą prędkością niż główne powierzchnie rusztu.

Geometryczna postać korpusu wyporowego może być w znacznym stopniu dowolna. Przykładowo, przy kołowym przekroju poprzecznym reaktora fluidyzacyjnego, może on mieć kształt walca lub stożka ściętego, przy czym środek dolnej powierzchni kołowej pokrywa się ze środkiem powierzchni dna.

Przy prostokątnym przekroju poprzecznym reaktora, korpus wyporowy może mieć kształt przegrody. Możliwe są również dwie praktycznie prostopadle do siebie przebiegające przegrody.

Szczególnie korzystnym jest jednak, gdy korpus wyporowy ma przekrój poprzeczny kwadratowy lub prostokątny. Możliwe są przy tym pewne odchylenia od ścisłych figur geometrycznych, przykładowo przez zaokrąglenie naroży.

Korpus wyporowy może być wykonany z ogniotrwałych materiałów stosowanych przy budowie pieców. Może być również wykonany ze ścian membranowych lub ścian szczelnych przez które przepływa środek chłodzący, które dla ochrony, od strony zwróconej do reaktora wyłożone są zbijaną masą wykładzinową.

Korpus lub korpusy wyporowe są na stałe połączone z reaktorem i tworzą z nim jednolitą całość konstrukcyjną.

Wprowadzanie materiału zdolnego do przemiany egzotermicznej następuje poprzez liczne urządzenia wprowadzające tak, że poszczególne segmenty utworzone w dolnej przestrzeni reaktora zasilane są oddzielnie.

Według korzystnego przykładu wykonania wynalazku korpus lub korpusy wyporowe posiadają urządzenia do wprowadzania paliwa. Mogą się one znajdować w różnych płaszczyznach. Zapewnia to dobry rozdział paliwa.

Zgodnie z innym korzystnym przykładem wykonania wynalazku urządzenie ze złożem fluidalnym zawiera korpus wyporowy z umieszczonymi, ewentualnie w wielu płaszczyznach, urządzeniami do wprowadzania, zawierającego tlen, gazu wtórnego. Wykonanie wynalazku stwarza możliwość zasilania poszczególnych komór lub obszarów komór gazem wtórnym, przez organy wprowadzające znajdujące się zarówno w ścianach jak i we wnętrzu reaktora fluidyzacyjnego. Zapewnia to optymalne wymieszanie gazu wtórnego.

Jeżeli gaz wtórny doprowadzany jest przez przewody znajdujące się w ścianie reaktora fluidyzacyjnego, to grzbiet korpusu wyporowego powinien znajdować się powyżej tych przewodów.

Przy doprowadzaniu gazu wtórnego w wielu płaszczyznach znajdujących się jedna nad drugą, korpus wyporowy musi rozciągać się co najmniej powyżej wysokości najniższego przewodu doprowadzającego.

Przy jeszcze innym korzystnym wykonaniu wynalazku stosuje się korpus lub korpusy wyporowe, którego lub których powierzchnia przekroju poprzecznego zmniejsza się ku górze. Uzyskuje się przez to w połączeniu ze wspomnianym ukształtowaniem to, że prędkość przepływu w obszarze reaktora zawierającego korpus wyporowy waha się w określonych granicach mimo doprowadzenia gazu wtórnego.

Zastosowana w urządzeniu ze złożem fluidalnym zasada krążącego złoża fluidalnego odznacza się tym, w odróżnieniu do klasycznego złoża fluidalnego, przy którym faza gęsta oddzielona jest przez wyraźny skok gęstości od znajdującej się nad nią przestrzeni gazowej, że poszczególne stany rozkładu istnieją bez wyraźnych warstw granicznych.

Nie istnieje skok gęstości pomiędzy fazą gęstą i znajdującą się ponad nią przestrzenią pyłową, jednakże koncentracja ciała stałego wzrasta wewnątrz reaktora stale od dołu ku górze.

161 384

Przy definiowaniu warunków eksploatacji w oparciu o prawo Froude'a i Archimedesa powstają dwa zakresy względnie przy czym

0,1 < 3/4 · Fr2 · —— < 10 Pk- pg

0,01 < Ar< 100,

Ar =

-ł ^dk · g (p^k - pg)

Pg v²

Fr² g · dk

Poszczególne symbole oznaczają:

u - względną prędkość gazu w m/sek

Ar - liczbę Archimedesa

Fr - liczbę Froude’a pg - gęstość gazu w kg/m³ pk - gęstość cząstek ciała stałego w kg/m3 dk - średnicę kulistych cząstek w m v - kinetyczną lepkość w m2/sek g - stałą grawhacyjną w m^/se^k2

Reakcja egzotermiczna przeprowadzana jest dwustopniowo za pomocą gazów zawierających tlen doprowadzanych na różnych wysokościach. Zaletą jej jest miękka przemiana, przy której lokalne zjawiska przegrzania nie występują, a tworzenie się tlenków azotu NO_X jest w znacznym stopniu zmniejszone. Górne miejsce dopływu gazu zawierającego tlen, powinno znajdować się tak daleko ponad dolnym miejscem, że zawartość tlenu w gazie doprowadzanym w dolnym miejscu dopływu powinna być w znacznym stopniu zużyta.

Jeżeli jako ciepło uzyskiwane podczas procesu pożądana jest para, to istnieje korzystny przykład wykonania wynalazku, przy którym powyżej doprowadzenia gazu wtórnego tworzy sⁱę ^śre^dni^{ą gę}sto^ść zawiesm^y o^{d 15 d}o ^{100 kg/}m^{3 p}rzez o^owtedme ^dotoame dości cz^ynnika fluidyzacyjnego i ilości gazu wtórnego, a uzyskane ciepło reakcji odprowadza się za pomocą powierzchni grzewczych umieszczonych w wolnej przestrzeni reaktora fluidyzacyjnego powyżej doprowadzenia gazu wtórnego i/lub na ścianie tego reaktora.

Taki rodzaj pracy opisany jest bliżej w opisie wyłożeniowym RFN nr 25 39 546 względnie w odpowiadającym mu opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4 165 717.

Prędkości gazu panujące w reaktorze fluidyzacyjnym powyżej doprowadzenia gazu wtórnego, przy ciśnieniu normalnym wynoszą z reguły powyżej 5 m/sek. i mogą osiągać aż 15 m/sek., a stosunek średnicy do wysokości reaktora fluidyzacyjnego powinien być tak dobrany, aby czasy przepływu wynosiły 0,5 do 8,0 sek, korzystnie 1 do 4 sek.

Korzystnym jest, gdy w każdej płaszczyźnie doprowadzania istnieje wiele otworów doprowadzających gaz wtórny.

Zaleta tego rodzaju pracy polega zwłaszcza na tym. że w najprostszy sposób możliwa jest zmiana w uzyskiwaniu ilości ciepła przez zmianę gęstości zawiesiny w przestrzeni piecowej reaktora fluidyzacyjnego znajdującej się powyżej doprowadzenia gazu wtórnego.

Ze stanem pracy panującym przy podanych objętościach gazu fluidyzacyjnego i gazu wtórnego oraz wynikającej z tego określonej, średniej gęstości zawiesiny, związane jest określone przejmowanie ciepła. Przejmowanie ciepła na powierzchniach chłodzących może być zwiększone, jeżeli przez zwiększenie ilości gazu fluidyzacyjnego i ewentualnie również ilości gazu wtórnego, zwiększona zostanie gęstość zawiesiny. Przy zwiększonym przejmowaniu gazu wtórnego, zwiększona zostanie gęstość zawiesiny. Przy zwiększonym przejmowaniu ciepła, przy praktycznie stałej temperaturze spalania, istnieje możliwość dla odprowadzania ilości ciepła powstających przy zwiększonej mocy spalania. Zwiększone zapotrzebowanie tlenu spowodowane wyższą mocą spalania pokryte jest kwazi automatycznie przez zastosowane dla zwiększenia gęstości zawiesiny, większe ilości gazu fluidyzacyjnego oraz ewentualnie gazu wtórnego.

W analogiczny sposób dla dopasowania się do zmniejszonego zapotrzebowania ciepła można regulować moc spalania przez zmniejszenie gęstości zawiesiny w przestrzeni piecowej reaktora znajdującej się powyżej doprowadzenia gazu wtórnego. Przez obniżenie gęstości zawiesiny zmniejszeniu ulega również przejmowanie ciepła tak, że z reaktora fluidyzacyjnego odprowadzane jest mniej ciepła. W zasadzie bez zmiany temperatury można w ten sposób zmniejszyć moc spalania.

Dalsza, dająca się ogólnie stosować postać wykonania wynalazku polega na urządzeniu ze złożem fluidalnym z co najmniej jedną chłodnicą fluidalną dołączoną ponad przewodami doprowadzającymi i powrotnymi dla materiału stałego. W reaktorze fluidyzacyjnym, powyżej ^do^prowa^dzenia ^gazu wtórnego ustatóna jest ^śre^dma gęsto^ść zawⁱesin^y na 10 ^do 40 ^kg/m^{3 p}rzez odpowiednią regulację ilości gazu fluidalnego i gazu wtórnego oraz pobierany jest gorący materiał stały z krążącego złoża fluidalnego i w stanie fluidalnym chłodzony jest przez pośrednią lub bezpośrednią wymianę cieplną , przy czym przynajmniej część strumienia ochłodzonego materiału stałego jest ponownie wprowadzana do krążącego złoża fluidalnego.

Taka postać wykonania objaśniona jest bliżej w opisie zgłoszeniowym RFN nr 26 24 302.

W ten sposób można uzyskać stałość temperatury praktycznie bez zmiany warunków pracy panujących w reaktorze fluidyzacyjnym, a więc bez zmiany gęstości zawiesiny i tylko przez regulowane odprowadzanie gorących materiałów stałych i regulowane zawracanie ochłodzonych materiałów stałych. Stosownie do mocy i ustalonej temperatury reakcji ilość materiału recyrkulującego jest mniej lub bardziej duża. Temperatury można ustalać od bardzo niskich, leżących tuż ponad granicą zapłonu, aż do temperatur bardzo wysokich, które ograniczone są warunkami reakcji. Temperatury mogą zawierać się pomiędzy 450 i 950°C.

Ponieważ pobór ciepła tworzącego się przy przemianie egzotermicznej następuje głównie w chłodnicy fluidalnej dołączonej od strony materiału stałego i przejmowanie ciepła przez zespoły chłodnicze znajdujące się w reaktorze fluidyzacyjnym uwarunkowane wystarczająco wysoką gęstością zawiesiny, ma drugorzędne znaczenie, powstaje dodatkowa zaleta tego sposobu, polegająca na tym, że gęstość zawiesiny w obszarze reaktora fluidyzacyjnego powyżej doprowadzenia gazu wtórnego może być utrzymywana na niskim poziomie, a tym samym straty ciśnienia w całym reaktorze fluidyzacyjnym są stosunkowo niewielkie. Zamiast tego odbieranie ciepła w chłodnicy fluidalnej następuje w warunkach, które powodują maksymalnie wysokie przejmowanie ciepła, w granicach 300 do 500 W/m² °C.

Temperatura w reaktorze fluidyzacyjnym jest regulowana, gdy przynajmniej część strumienia ochłodzonego materiału stałego zawracana jest z chłodnicy fluidalnej.

Przykładowo konieczna część stłumienia ochłodzonego materiału stałego może być wprowadzana bezpośrednio do reaktora fluidyzacyjnego. Dodatkowo może być chłodzony gaz wylotowy przez wprowadzanie ochłodzonego materiału stałego, który np. podawany jest na ciąg transportowy lub na stopniowy wymiennik zawiesinowy, przy czym oddzielony później od gazu wylotowego materiał stały kierowany jest z powrotem do chłodnicy fluidalnej. W ten sposób również ciepło gazu wylotowego przechodzi ostatecznie do chłodnicy fluidalnej.

Szczególnie korzystnym jest wprowadzanie ochłodzonego materiału stałego jako strumień częściowy bezpośrednio do reaktora fluidyzacyjnego, a jako drugi strumień częściowy, wprowadzanie tego materiału pośrednio po ochłodzeniu gazów wylotowych.

Również przy tym wykonaniu wynalazku czasy przepływu gazu, prędkości gazu powyżej przewodu gazu wtórnego przy ciśnieniu normalnym oraz rodzaj doprowadzania gazu fluidalnego względnie gazu wtórnego pokrywają się z podobnymi parametrami w uprzednio omówionych przykładach wykonania.

161 384

Ponowne schładzanie gorącego materiału stałego, z reaktora fluidyzacyjnego zachodzi w przeciwprądzie do środka chłodzącego, w chłodnicy fluidalnej z wieloma komorami, przez które kolejno przechodzi chłodzony materiał, w których zanurzone są połączone ze sobą elementy chłodzące. W ten sposób udało się ciepło spalania związać ze stosunkowo niewielką ilością środka chłodzącego.

Inne wykonanie urządzenia ze złożem fluidalnym z dołączoną chłodnicą fluidalną, polega na tym, że połączona jest ona z reaktorem fluidyzacyjnym w jedną jednostkę konstrukcyjną. W tym przypadku reaktor fluidyzacyjny i chłodnica fluidalna posiadają wspólną chłodzoną odpowiednio ścianę, która posiada otwór przelotowy dla chłodzonego materiału stałego do reaktora fluidyzacyjnego. Chłodnica fluidalna, jak już o tym była mowa, może posiadać wiele komór chłodniczych, może się jednak również składać z wielu jednostek wyposażonych w powierzchnie chłodzące, z których każda posiada wspólną ścianę z reaktora fluidyzacyjnego wyposażoną w otwór przelotowy na materiał stały i własny przewód doprowadzający materiał stały. Tego rodzaju urządzenie opisane jest w europejskim opisie zgłoszeniowym nr 206 066.

Uniwersalność wykonania z chłodnicą fluidalną polega zwłaszcza na tym, że w chłodnicy fluidalnej można ogrzewać dowolne nośniki ciepła.

Szczególne znaczenie z technicznego punktu widzenia ma wytwarzanie pary w różnych postaciach oraz nagrzewanie nośnika ciepła.

W ramach wynalazku jako gazy zawierające tlen mogą być stosowane powietrze lub powietrze wzbogacone tlenem. W końcu można uzyskać zwiększenie mocy, gdy przemiana przeprowadzana jest pod ciśnieniem aż do 20 · 105 Pa.

W urządzeniu ze złożem fluidalnym, według wynalazku mogą być w zasadzie stosowane wszystkie materiały dające się spalać samorzutnie.

Przykładowo mogą to być węgle wszystkich rodzajów, zwłaszcza te gorszej jakości, węglowe odpady popłuczkowe, węgiel z dużą zawartością soli, lecz również węgiel brunatny i łupki bitumiczne.

Może ono również służyć prażeniu rud siarczkowych lub koncentratów rudy.

Wynalazek zostanie bliżej wyjaśniony na podstawie przykładu wykonania przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia różne przykłady ukształtowania korpusu wyporowego w reaktorze fluidyzacyjnym o przekroju kołowym lub prostokątnym, w widoku z góry, fig. 2 - dolny obszar reaktora fluidyzacyjnego z korpusem wyporowym, w widoku perspektywicznym, a fig. 3 przedstawia reaktor fluidyzacyjny w przekroju podłużnym.

Na fig. 2 przedstawiony jest schematycznie reaktor fluidyzacyjny 1. Jego powierzchnia dna jest pokryta częściowo pryzmatycznymi korpusami wyporowymi 7 tak, że tworzy się kilka segmentów fluidyzacyjnych 6. Korpusy wyporowe 7 w swym górnym obszarze posiadają otwory 11 dla gazów wtórnych, a w obszarze dolnym przewody 3 dla wprowadzenia paliwa.

Reaktor fluidyzacyjny 1 według fig. 3 posiada powierzchnie grzewcze 2, które zaznaczone są jako ściana membranowa. Zasilanie dolnej komory 8 reaktora, która została podzielona przez korpus wyporowy 7 o kształcie przegrody, na cztery segmenty (dwa segmenty równoległe do przegrody oraz po jednym z przodu i z tyłu przegrody), następuje przez przewód 5 oraz ruszt fluidyzacyjny 6, którymi dostarczany jest gaz fluidyzacyjny zawierający tlen, a także przewodem 3, którym dopływa paliwo oraz przewodem 9, którym dostarczany jest gaz wtórny zawierający tlen. Przez przewód 10 i otwory 11 dla gazu wtórnego podawany jest dodatkowy gaz wtórny, a przez dalsze przewody 3 podawane jest dodatkowe paliwo. Wylot zawiesiny gaz/ciało stałe następuje przez przewód 4.

Przykład. Spalany jest węgiel z powietrzem przy wytwarzaniu pary nasyconej. Reaktor fluidyzacyjny 1 urządzenia ze złożem fluidalnym posiadał powierzchnię podstawy 12.5 x 10,1 m oraz wysokość 30,0 m. Powierzchnia jego dna została tak pokryta korpusem wyporowym 7 o powierzchni podstawy 8,5 x 8,1 m, że powstały cztery segmenty zaopatrzone w ruszty fluidyzacyjne 6. Dwa o szerokości 2 m każdy położone są równolegle do dłuższych ścian reaktora, a dwa o szerokości 1 m każdy, położone są pomiędzy końcami korpusu wyporowego 7 i ścianą reaktora. Korpus wyporowy 7 posiadał kształt graniastoslupa o wysokości 6,8 m.

161 384

Powierzchnia ścian reaktora fluidyzacyjnego 1 była pokryta całkowicie ścianami membranowymi chłodzonymi wodą. Również ściany korpusu wyporowego 7 wykonane były jako ściany membranowe chłodzone wodą, które od strony reaktora chronione były materiałem ogniotrwałym.

Do reaktora fluidyzacyjnego 1 wprowadzono sześcioma przewodami 3 110,4 t/godz. węgla o wartości opałowej Hu = 15,9 MJ/kg i średniej średnicy ziarna 0,2 mm, oraz 10,4 t/godz. kamienia wapiennego o takiej samej wielkości ziarna, za pomocą 11 040 N m³/godz. powietrza o temperaturze 100°C. Jako gaz fluidyzacyjny służyło powietrze o temperaturze 260°C, które w ilości 280 000 N m3/godz. doprowadzane było przez ruszty fluidyzacyjne 6. Przez przewody 9 i 11 dla gazu wtórnego następowało dodatkowe doprowadzanie powietrza o temperaturze 260°C w ilości 206 000 N m3/godz. Następowało to w trzech płaszczyznach. 2 m ponad rusztem fluⁱdyzacyjn^ym ⁶ (51 ^{500 N} m³/go^dz.X ^4,6 m ^pona^d rusztem (M ^{500 N} m^3/go^dz.) ^{i 7,3} m ^pona^d rusztem (I^{03 000 N} m^3/go^dz).

Na skutek wybranych warunków pracy w reaktorze fluidyzacyjnym 1 panowała temperatura 850°C. Przez powierzchnie grzewcze 2 i ściany membranowe korpusu wyporowego 7 wytwarzana była para nasycona o ciśnieniu 140 barów odpowiadająca mocy termicznej 102 MW.

Claims (7)

1. Urządzenie ze złożem fluidalnym składające się z reaktora fluidyzacyjnego, separatora materiału stałego i przewodu powrotnego, do procesów egzotermicznych w krążącym złożu fluidalnym z przewodami do doprowadzania gazów pierwotnych zawierających tlen, przez dno reaktora fluidyzacyjnego i z przewodami do doprowadzania zawierających tlen gazów wtórnych na wysokości co najmniej 1 m ponad dnem reaktora, maksymalnie na 30% wysokości reaktora, jak również z przewodem paliwowym z wylotem znajdującym się w reaktorze pomiędzy doprowadzeniem gazu pierwotnego i wtórnego, przy czym 40 do 75% powierzchni reaktora fluidyzacyjnego pokryte jest przez jeden lub wiele korpusów wyporowych, którego (których) maksymalna wysokość równa jest połowie wysokości reaktora fluidyzacyjnego, znamienne tym, że pozostała powierzchnia (6) reaktora fluidyzacyjnego (1), pozbawiona korpusów wyporowych (7) stanowi jedną nieprzerwaną powierzchnię.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w reaktorze fluidyzacyjnym (1) korpusy wyporowe (7) poza powierzchnią (6) mają kwadratowy lub prostokątny przekrój poprzeczny.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że jeden lub wiele korpusów wyporowych (7) posiada zespół przewodów (3) do wprowadzania paliwa, który umieszczony jest ewentualnie w wielu płaszczyznach.

4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że jeden lub wiele korpusów wyporowych (7) posiada otwory (11) do wprowadzania gazów wtórnych zawierających tlen, które umieszczone są ewentualnie w wielu płaszczyznach.

5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego jednego lub wielu korpusów wyporowych (7) zmniejsza się ku górze.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w wolnej przestrzeni reaktora fluidyzacyjnego (1), powyżej przewodów doprowadzania (9) gazu wtórnego i/lub na ścianie reaktora fluidyzacyjnego (1) umieszczone są powierzchnie grzewcze (2).

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do reaktora fluidyzacyjnego (1) ponad przewodami doprowadzania i odprowadzania materiału stałego, jest dołączona co najmniej jedna chłodnica fluidalna.