PL168836B1 - Reaktor o krazacym zlozu fluidalnym PL PL - Google Patents

Abstract

1. Reaktor o krazacym zlozu fluidalnym, zawierajacy komore reaktora, ograniczona poziomo, glównie za pomo- ca pionowych plaskich lub zakrzywionych scian, wzgled- nie za pomoca scian cylindrycznych, srodek do wprowa- dzania fluidyzujacego gazu do komory reaktora, kanal do doprowadzania paliwa lub innego stalego materialu do komory reaktora, odsrodkowy oddzielacz polaczony z ko- mora reaktora, przy czym wspomniany oddzielacz zawiera komore wirowa do oddzielania stalych czastek z gazów, usuwanych z komory reaktora, powrotny kanal do zawra- cania do obiegu oddzielonych stalych czastek z oddziela- cza do komory reaktora oraz gazowy wylot do usuwania gazu z oddzielacza, znamienny tym, ze wspomniany od- srodkowy oddzielacz (12) zawiera komore wirów piono- wych, która ma sciany (32, 34, 36, 38), wyznaczajace wewnetrzna przestrzen gazowa (31), przy czym wspom- niane sciany (32,34,36,38) komory wirowej sa wyraznie niecylindryczne, a przekrój poprzeczny przestrzeni gazo- wej (31) jest wyraznie niekolowy i ma kolistosc wieksza niz 1. Fig. 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor o krążącym złożu fluidalnym.

Ze stanu techniki znany jest reaktor o krążącym złożu fluidalnym, zawierający komorę reaktora, ograniczoną poziomo głównie za pomocą pionowych płaskich lub zakrzywionych ścian, względnie za pomocą ścian cylindrycznych, zespół do wprowadzania fluidyzuj ącego gazu do komory reaktora, kanał do doprowadzania paliwa lub innego stałego materiału do komory reaktora, odśrodkowy oddzielacz połączony z komorą reaktora, przy czym wspomniany oddzielacz zawiera komorę wirową do oddzielania stałych cząstek z gazów, usuwanych z komory reaktora, powrotny kanał do zawracania do obiegu oddzielonych stałych cząstek z oddzielacza do komory reaktora oraz gazowy wylot do usuwania gazu z oddzielacza.

Zastosowany w takim reaktorze odśrodkowy oddzielacz zwykle zawiera cylindryczną, pionową komorę wirową, służącą jako oddzielająca komora i mającą jej dolną sekcję, ukształtowaną jako skierowany ku dołowi, stożkowo ukształtowany komin. Górna sekcja komory wirowej ma styczny wylotowy kanał dla gazowego przepływu, podlegającego obróbce. Oczyszczany gaz jest ogólnie odprowadzany poprzez otwór, umieszczony środkowo w górnym końcu komory wirowej. W przepływowych odpylaczach cyklonowych odprowadza się gaz do komory wirowej poprzez środkową rurę, umieszczoną u spodu komory wirowej.

W oddzielaczu odśrodkowym oddziela się stałe cząstki od gazów siłą odśrodkową, a następnie płyną one wzdłuż ściany oddzielającej komory ku dołowi do stożkowo ukształtowanej części oddzielacza, skąd zostają one usuwane na zewnątrz. W konwencjonalnym oddzielaczu odśrodkowym oddzielanie opiera się na wzajemnym działaniu siły odśrodkowej i zmian prędkości przepływu. Strumień gazu, który wchodzi do tradycyjnego oddzielacza odśrodkowego, zaczyna spiralnie wirować, przeważnie ku dołowi wzdłuż zewnętrznej ściany komory wirowej, przy czym przyśpiesza w miarę, jak średnica ukształtowania stożkowego zmniejsza się. W dolnej sekcji oddzielacza odśrodkowego, gazy zmieniają swój kierunek ruchu i zaczynają płynąć ku górze w środku komory wirowej do górnej sekcji oddzielacza, mającej gazowy kanał wylotowy. Stały materiał, skupiany na ścianach dolnej sekcji komory wirowej pod działaniem siły odśrodkowej nie może przesuwać się razem z gazami, lecz nadal przepływa ku dołowi do kanału wylotowego.

Ściany oddzielacza odśrodkowego są poddawane dużemu zużyciu, zwłaszcza powodowanemu ściernymi cząstkami stałymi. Skutek ścierania jest szczególnie zauważalny w tej części ściany za wlotem, która jest najpierw trafiana strumieniem cząstek stałych. Podejmowano próby zmniejszania ścierania i ochraniano wewnętrzne powierzchnie komory wirowej za pomocą materiałów ogniotrwałych, odpornych na ścieranie lub przez wytwarzanie komór wirowych z materiałów odpornych na ścieranie. Wysoka temperatura zwiększa skutek ścierania materiału stałego.

168 836

Oddzielanie stałych cząstek, przechwytywanych gorącym gazem i powrotnie przesyłanych do reaktora stało się powszechnym problemem procesów spalania i zgazowania, napotykanym odnośnie do reaktorów o krążącym złożu fluidalnym. Oddzielacz odśrodkowy, instalowany w takiej sytuacji, musi spełniać specjalne wymagania odnośnie do ciągłego oddzielania dużych ilości cząstek stałych gazów oraz musi wytrzymywać działanie czynników erozyjnych, kiedy duże objętości gorących gazów i stałych cząstek płyną poprzez oddzielacz.

Podstawową wadą oddzielaczy odśrodkowych stosowanych w dużych reaktorach konwencjonalnych jest to, że oddzielacze odśrodkowe muszą być cieplnie izolowane, na przykład za pomocą ceramicznych izolatorów cieplnych w celu utrzymania stosunkowo chłodnej zewnętrznej powierzchni oddzielacza. Aby zapewnić odpowiednią izolację cieplną, potrzebna jest gruba warstwa materiału izolacyjnego, co zwiększa wymagania oddzielacza, dotyczące ceny, ciężaru i miejsca. Ponadto, aby wytrzymywać warunki wysokiej temperatury, oddzielacze odśrodkowe muszą być wewnętrznie chronione warstwami materiałów ogniotrwałych, odpornymi na ścieranie. Ściany oddzielaczy odśrodkowych są z tego powodu pokrywane dwiema warstwami różnych materiałów. Zastosowanie tych dwóch warstw na ścianach jest trudne i czasochłonne, zwłaszcza kiedy jedna z tych warstw jest bardzo gruba i musi suszyć się bardzo powoli. Te dwie warstwy są również bardzo podatne na uszkodzenia, wywoływane różnicami temperatury, na przykład podczas uruchomienia i naprężeniem mechanicznym podczas eksploatacji systemu.

Na ogół oddzielacz odśrodkowy stał się urządzeniem o grubych warstwach izolacyjnych, podatnym na uszkodzenie, co wymaga bardzo dużego miejsca. Ze względu na to, że jest on ciężką konstrukcją, wymaga on również silnej konstrukcji podporowej. Ta ciężka konstrukcja oznacza, że uruchomienie wymaga długiego czasu, aby uniknąć pęknięć ceramicznych części lub materiałów ogniotrwałych. Różnice temperatury w wykładzinach ogniotrwałych podczas uruchomienia mogą powodować pęknięcia i z tego powodu trzeba ich unikać.

Materiał złoża, krążący w reaktorach o krążącym złożu fluidalnym, może być bardzo drobnoziarnisty, na przykład jeśli drobnoziarniste wapno palone jest stosowane do absorbowania dwutlenku siarki w złożu, albo jeśli popiół paliwowy jest drobnoziarnisty. Sytuacja taka nakłada wysokie wymagania na jakość pracy oddzielacza odśrodkowego. Podjęto próby poprawienia sprawności oddzielania oddzielacza odśrodkowego za pomocą połączenia szeregowego dwóch oddzielaczy odśrodkowych lub większej ich liczby. Wadami takich połączeń są duże straty ciśnienia, kosztowna konstrukcja oraz połączenia, które wymagają dużo miejsca.

Baterie oddzielaczy odśrodkowych, zawierające oddzielacze połączone równolegle, były również proponowane w celu osiągnięcia lepszej sprawności oddzielania. Chodziło o to, aby osiągnąć większe sprawności oddzielania przy zastosowaniu mniejszych urządzeń. Te baterie oddzielaczy odśrodkowych są jednak kosztowne i bardzo skomplikowane w produkcji. Baterie oddzielaczy odśrodkowych wymagają pewnej minimalnej różnicy ciśnienia, tak aby gaz był zawsze równomiernie rozdzielany poprzez różne oddzielacze odśrodkowe.

Ściany reaktorów spalania zwykle wykonuje się z płyt rur wodnych, aby częściowo odzyskiwać ciepło, które zostaje wytworzone w reaktorze. Oddzielacze odśrodkowe i kanały powrotne dla stałego materiału są zwykle konstrukcjami niechłodzonymi, mającymi izolację cieplną. Łączenie wzajemnie ze sobą takich chłodzonych i niechłodzonych części jest trudne z powodu niejednakowego rozszerzania cieplnego i grubych warstw izolacyjnych. Połączenia między reaktorem i oddzielaczem wymagają dlatego kosztownych, ceramicznych lub równoważnych konstrukcji kanałowych odpornych na działanie temperatury oraz złącz kompensacyjnych. Oddzielacz odśrodkowy i sekcja konwekcyjna, później umieszczona tam, również wymagają specjalnych złącz kompensacyjnych.

Gdy zmienia się średnicę przekroju poprzecznego oddzielacza odśrodkowego, zmienia się odstęp między sąsiednimi rurami na ścianie oddzielacza, jeśli niektóre rury nie są zdejmowane lub są dodawane do niektórych części ściany oddzielacza. Jest to proces bardzo skomplikowany.

Aby usunąć wyżej wspomniane wady, powodowane rozszerzaniem cieplnym, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 746 337 zaproponowano reaktor z oddzie168 836 laczem odśrodkowym o konstrukcji z rur wodnych. Wytwarzanie cylindrycznego oddzielacza odśrodkowego z konstrukcji rurowej nie jest jednak sprawą prostą. Ponadto płyty rurowe trzeba giąć, aby uzyskać bardzo niezręczne kształty na etapie produkcyjnym, co stanowi proces technologiczny, zabierający dużo czasu i trudny do realizacji.

Fińskie zgłoszenie patentowe nr 861 224 przedstawia reaktor z cylindrycznym oddzielaczem odśrodkowym o konstrukcji z rur wodnych, przy czym jedna ze ścian rur wodnych jest wspólna zarówno dla komory reakcji, jak i oddzielacza cząstek. Tak jak wyżej podano, układ ten również wymaga gięcia, stwarzającego trudności.

Amerykańskie zgłoszenie patentowe nr4615 715 przedstawia reaktor z oddzielaczem mającym komorę wirową w postaci cylindrycznego zespołu, odpornego na ścieranie, umieszczonego wewnątrz wykonanej z płyt rurowych obudowy oddzielacza. Pierścieniowa przestrzeń między obudową oddzielacza a cylindrycznym zespołem jest wypełniana odpowiednim wypełniaczem. Z powodu jednak tego, że zespół cylindryczny znajduje się wewnątrz oddzielacza i ponieważ jest zastosowany wypełniacz, zatem oddzielacz taki jest duży i ciężki, mimo że została usunięta część izolatora cieplnego. Ponadto cylindryczna wewnętrzna część komory wirowej zużywa się pod działaniem cząstek, płynących ku dołowi wzdłuż ścian.

Reaktor o krążącym złożu fluidalnym, zawierający komorę reaktora, ograniczoną poziomo, głównie za pomocą pionowych płaskich lub zakrzywionych ścian, względnie za pomocą ścian cylindrycznych, środek do wprowadzania fluidyzującego gazu do komory reaktora, kanał do doprowadzania paliwa lub innego stałego materiału do komory reaktora, odśrodkowy oddzielacz połączony z komorą reaktora, przy czym wspomniany oddzielacz zawiera komorę wirową do oddzielania stałych cząstek z gazów, usuwanych z komory reaktora, powrotny kanał do zawracania do obiegu oddzielonych stałych cząstek z oddzielacza do komory reaktora oraz gazowy wylot do usuwania gazu z oddzielacza według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wspomniany odśrodkowy oddzielacz zawiera komorę wirów pionowych, która ma ściany, wyznaczające wewnętrzną przestrzeń gazową, przy czym wspomniane ściany komory wirowej są wyraźnie niecylindryczne, a przekrój poprzeczny przestrzeni gazowej jest wyraźnie niekołowy i ma kolistość większą niż _ 1.

Kolistość przekroju poprzecznego przestrzeni gazowej komory wirowej jest korzystnie większa lub równa 1,1, a zwłaszcza większa lub równa 1,15.

Przekrój wewnętrznej przestrzeni gazowej ma kształt prostokąta, takiego że długość dłuższych ścian bocznych prostokąta stanowi przynajmniej podwójną długość ścian bocznych i że komora wirowa jest wyposażona w dwa lub więcej kolejnych wylotów gazu w kierunku podłużnym komory wirowej, tak że w komorze wirowej powstają przynajmniej dwa wiry gazowe.

Ściany komory wirowej są płaskie, a przestrzeń gazowa ma przekrój wielokątny.

Komora wirowa jest wyposażona w jeden wlot gazu na dwa wyloty gazu w taki sposób, że z jednego wlotu gazu gaz ten jest rozprowadzany do dwóch wirów gazowych, z których gazy są odprowadzane przez dwa oddzielne wyloty. Przynajmniej dwie przeciwległe ściany boczne górnej sekcji komory wirowej są utworzone przez powierzchnie chłodzące. Wewnętrzne powierzchnie przestrzeni gazowej komory wirowej są przynajmniej częściowo wyłożone cienką warstwą materiału ogniotrwałego odpornego na ścieranie.

Reaktor korzystnie ma ściankę przegrodową sięgającą od jednej do drugiej dłuższej ściany komory wirowej, umieszczoną pomiędzy przynajmniej dwoma wirami gazowymi w komorze wirowej, przy czym ta ścianka przegrodowa służy jako element podpierający dłuższe ściany boczne.

Oddzielacz zawiera przynajmniej jeden wlot gazów przeznaczonych do oczyszczania, umieszczony w górnym odcinku komory wirowej, przy czym ten wlot lub wloty gazu są w kształcie pionowych wąskich szczelin, które mają w przybliżeniu taką samą wysokość jak górny odcinek komory wirowej.

Przekrój przestrzeni gazowej w górnym odcinku komory wirowej jest zasadniczo stały na różnych poziomach wysokości.

168 836

Powierzchnia przekroju przestrzeni gazowej w dolnym odcinku komory wirowej maleje w kierunku ku dołowi.

Oddzielacz zawiera przynajmniej jeden wylot oddzielonych cząstek, umieszczony w dolnym odcinku komory wirowej, przy czym ten wylot lub wyloty oddzielonych cząstek nie znajdują się na tej samej osi symetrii co wylot lub wyloty oczyszczonych gazów.

Oddzielacz odśrodkowy zawiera przynajmniej dwie sąsiednio umieszczone komory wirowe, przy czym jedna ściana każdej komory wirowej jest utworzona przez pojedynczy panel rurowy, łączący komory wirowe, na ponadto korzystnie dwie przeciwległe ściany tych komór są utworzone z dwóch paneli rurowych łączących te komory wirowe.

Dwie sąsiadujące komory wirowe mają korzystnie jedną wspólną ścianę i jeden wspólny wlot gazu.

Reaktor według wynalazku zawiera oddzielacz o prostszej konstrukcji, mniej podatny na uszkodzenia, zwłaszcza odnośnie warstw izolacyjnych, który nie zajmuje tak dużego miejsca oraz jest mniej kosztowny niż konwencjonalne wysokotemperaturowe oddzielacze odśrodkowe. Tego typu oddzielacz odśrodkowy można wytwarzać z prostych elementów, na przykład głównie z płyt płaskich lub rur wodnych, kształtowanych jako płyty. Oddzielacz taki można łatwo wykonać jako modułowy. Ze względu na konstrukcję modułową, tego rodzaju oddzielacz jest wygodniejszy do stosowania niż oddzielacze w znanych dotychczas konstrukcjach dużych reaktorów o krążącym złożu fluidalnym, a ponadto jest bardzo odporny na ścieranie.

Charakterystyczną cechą takiego oddzielacza odśrodkowego jest to, że komora wirowa jest niecylindryczna, głównie zawiera ściany płaskie, przy czym przekrój poprzeczny bocznych ścian komory wirowej jest korzystnie o kształcie kwadratu, prostokąta lub innego wieloboku. Przekrój poprzeczny wewnętrznej przestrzeni gazowej, określony komorą wirową, jest wyraźnie niekołowy. Przez przestrzeń gazową” rozumie się w komorze wirowej wewnętrzną przestrzeń, która może być swobodnie napełniana gazem. Przestrzeń gazowa jest zasadniczo ograniczona wewnętrznymi ścianami komory wirowej i elementami umocowanymi na ścianie, jeśli są takie zastosowane. Przestrzeń gazowa jest przestrzenią, do której swobodnie dopływa gaz bez ograniczania jakimikolwiek elementami, warstwami materiałów ogniotrwałych lub podobnymi.

Kształt przekroju poprzecznego przestrzeni gazowej komory wirowej można przedstawić za pomocą kolistości X, która stanowi obwód przestrzeni gazowej, dzielony przez obwód największego koła, zawartego w przekroju poprzecznym przestrzeni gazowej. W wypadku oddzielacza cylindrycznego X = 1 oraz w wypadku kwadratu X = 1,273. W takim oddzielaczu kolistość X przestrzeni gazowej oddzielacza jest równa lub większa niż 1, np. X > 1,1 oraz korzystnie X równa się lub jest większe niż 1,15. Jakkolwiek oddzielacz o kolistości X > 1 jest jako taki znany na podstawie niemieckiego zgłoszenia patentowego nr 3 435 214, to jednak jego konstrukcja jest nieodpowiednia do stosowania przy oddzielaniu cząstek i tym sposobem nie dotyczy reaktora według wynalazku.

Wnętrze komory wirowej oddzielacza jest co najmniej częściowo wykładane cienką warstwą materiału ogniotrwałego odpornego na temperaturę i ścieranie. Ta warstwa materiału ogniotrwałego zasadniczo nie tworzy przekroju poprzecznego koła przestrzeni gazowej, lecz chroni miejsca podatne na ścieranie w komorze wirowej. Warstwa materiału ogniotrwałego w przykładzie reaktora według wynalazku również zasadniczo nie działa jako izolator cieplny w komorze wirowej. Grubość warstwy materiału ogniotrwałego wynosi korzystnie w przybliżeniu tylko od 40 mm do 150 mm. Ta cienka, odporna na temperaturę i ścieranie, warstwa materiału ogniotrwałego, może być umocowana kołkami lub innymi elementami przytrzymującymi do powierzchni ściany komory wirowej, przy czym wspomniana powierzchnia ściany jest korzystnie płytą z rur wodnych. Za pomocą umocowania warstwy materiału ogniotrwałego bezpośrednio do chłodzonej ściany, bez jakiegokolwiek izolatora lub innych warstw pośredniczących, można również uzyskiwać chłodzenie materiału ogniotrwałego. Podczas chłodzenia, warstwa tego materiału ogniotrwałego staje się bardziej trwała zarówno pod względem chemicznym jak i mechanicznym. Materiał przewodzący ciepło można wybierać, jako materiał odporny na ścieranie. Taki materiał chłodzi się dużo szybciej. Kołki również zwiększają chłodzenie. Aby zmniejszyć działanie ścierne cząstek zawieszonych w gazie wlotowym, ściana na

168 836 przeciwko wlotowej ściany i miejsc, szczególnie podatnych na ścieranie, może mieć specjalną, dodatkową warstwę ochronnego materiału ogniotrwałego lub może mieć materiał ogniotrwały, który jest bardziej odporny na ścieranie niż materiał ogniotrwały pozostałej części komory.

W przykładzie wykonania reaktora według wynalazku, ściany komory wirowej składają się z chłodzących powierzchni, takich jak płyty z rur wodnych. Ponieważ komora wirowa jest korzystnie utworzona za pomocą ścian płaskich, zatem elementy ścienne mogą być płaskimi lub zakrzywionymi gotowymi płytami z rur wodnych. Tym sposobem można prosto wykonać montaż oddzielacza odśrodkowego w reaktorze spalania lub zgazowania, za pomocą spawania go w planowanym miejscu działania roboczego. Część lub korzystnie wszystkie ściany komory wirowej są konstrukcją chłodzoną. Chłodzący układ komory wirowej jest korzystnie połączony do głównego systemu wodnego lub parowego reaktora o złożu fluidalnym, z którym on współpracuje.

Chłodzony oddzielacz cząstek reaktora według wynalazku nie musi być wyłożony grubymi, odpornymi na temperaturę wykładzinami ogniotrwałymi lub innymi grubymi warstwami ochronnymi, które łatwo mogłyby być uszkodzone z powodu różnic temperatury podczas uruchomienia lub podczas działania roboczego i dlatego łatwo by pękały lub łamały się, a ponadto grube wykładziny zajmują dużo miejsca. Według wynalazku w reaktorze wystarczające są stosunkowo cienkie, odporne na ścieranie warstwy ochronne na płycie chłodzącej. Można zatem uniknąć problemów, dotyczących stosowania grubych wykładzin, jak również innych problemów, powodowanych rozszerzaniem cieplnym. Rozszerzanie cieplne w komorze reaktora według wynalazku i w oddzielaczu można łatwiej przewidywać i kompensować, gdy są do nich zastosowane płyty z -rur wodnych, bo jest wtedy łatwiej kontrolowana temperatura. Zasadniczo, ze względu na mniejsze lub nieistniejące różnice w rozszerzalności cieplnej pomiędzy komorą reaktora według wynalazku i oddzielaczem, mogą być wyeliminowane problemy złącz kompensacyjnych między oddzielaczem a komorą reaktora.

Zgodnie z przykładem wykonania reaktora według wynalazku, odśrodkowy oddzielacz składa się z wydłużonej komory wirowej w której tworzy się dwa równoległe wiry gazowe lub więcej wirów w rozmieszczeniu przestrzennym. Boczne ściany komory wirowej składają się z czterech płyt planarnych, na przykład płyt z rur wodnych, przy czym dwie przeciwległe ściany są długimi ścianami, a pozostałe dwie ściany są ścianami końcowymi komory wirowej. Długie ściany mogą być dwukrotnie lub więcej dłuższe niż końcowe ściany. W tym wypadku, przekrój poprzeczny wewnętrznej przestrzeni komory wirowej korzystnie odpowiada przestrzeni dwóch lub więcej kolejnych kwadratów, przy czym długość boku kwadratu równa się długości końcowej ściany. Korzystnie, ilość wirów gazowych równa się liczbie kwadratów.

Wydłużona komora, wirowa ma wiele kolejnych wirów we wzdłużnym kierunku komory za pomocą - rozmieszczenia wlotu lub wlotów gazowych i wylotu lub wylotów gazowych tak odpowiednio, że ilość wirów, wytwarzana w komorze wirowej równa się liczbie znajdujących się w niej wylotów gazowych. Wylot lub wyloty gazowe są tak rozmieszczone w komorze wirowej, aby umożliwiać kierowanie styczne gazu od wlotu jednego lub dwóch wirów równoległych.

Wloty gazowe są rozmieszczone w bocznej ścianie komory wirowej, tak aby kierować stycznie gaz od wlotu do gazowych wirów w komorze wirowej i maksymalizować zjawisko spinowe doprowadzanych strumieni gazowych, odpowiednio do środków otworów wylotu gazu. Zjawisko spinowe = m * v * r, gdy m = przepływ masowy, v = prędkość gazu w otworze wlotowym oraz r = prostopadła odległość między strumieniem wlotu gazu a środkiem otworu wylotu gazu. Wiry gazowe, tworzone w komorach wirowych, są zasadniczo współśrodkowe z otworami wylotu gazu. Można również prowadzić gaz od jednego wlotu do dwóch sąsiednich wirów gazowych lub prowadzić gaz od dwóch lub więcej gazowych wlotów do tylko jednego wiru gazowego.

Wydłużona komora wirowa jest umieszczona obok reaktora o krążącym złożu fluidalnym w taki sposób, że jedna ze ścian reaktora lub co najmniej część górnej sekcji tej ściany służy jako ściana komory wirowej. W ten sposób część wspólnej długiej ściany reaktora może służyć jako długa ściana komory wirowej, co naturalnie zmniejsza koszty materiałowe.

168 836

Ponadto dwie inne ściany reaktora według wynalazku można korzystnie wykorzystywać do połączenia reaktora i oddzielacza. Przedłużenia ścian, prostopadłe do wspólnej ściany, mogą tworzyć na przykład końcowe ściany komory wirowej. Tym sposobem trzy chłodzone płytowe ściany reaktora można wykorzystywać w konstrukcji oddzielacza, co przynosi znaczne zalety ekonomiczne oraz korzyści przy produkcji. Konstrukcja ta umożliwia ustawienie przykładowo spalającego pieca reaktora według wynalazku o złożu fluidalnym i oddzielacza odśrodkowego tak, aby tworzyć pojedynczą prostokątną konstrukcję, która jest najbardziej korzystna ze względu na podpieranie konstrukcji.

Wylot dla oddzielanych cząstek stałych można wykonać odpowiednio dla każdego wiru gazowego w komorze wirowej, tak aby można było łatwo osiągnąć równomierny rozdział zawracanych cząstek stałych do komory reaktora z kilku sąsiednich miejsc, na przykład w reaktorze o krążącym złożu fluidalnym. Cząstki stałe, oddzielane w różnych wirach mogą być gromadzone w pojedynczej komorze gromadzącej lub w leju samowyładowczym, umieszczonym w dolnej sekcji komory wirowej i mogą być dalej przekazywane do potrzebnego miejsca za pomocą jednego lub kilku strumieni cząstek..

W wydłużonej komorze wirowej, długie ściany mogą potrzebować podparcia, aby usztywnić płyty ścienne i w celu zapobiegania ich uginaniu. W tym wypadku między dwiema przeciwległymi długimi ścianami można umieszczać poprzeczne podpory lub poprzeczne ściany, aby usztywnić konstrukcję komory. Poprzeczne podpory lub ściany umieszcza się między dwoma gazowymi wirami tak, aby nie działały szkodliwie na tworzenie wirów. Poprzeczne podpory lub ściany można chłodzić i wytwarzać z materiału odpornego na działanie temperatury i na ścieranie. Poprzeczne podpory mogą tworzyć ścianę działową w komorze wirowej, tak aby częściowo lub całkowicie dzielić komorę na osobne sekcje. Poprzeczne podpory mogą znajdować się między sufitem komory wirowej a jej spodem, przez co w komorze powstają dwie albo, zależnie od liczby podporowych ścian, więcej całkowicie oddzielonych przestrzeni gazowych. Poprzeczne komory mogą też stanowić jedynie krótkie podporowe elementy, które nie dzielą komory na osobne przestrzenie gazowe.

Gazowe wloty w komorze wirowej są korzystnie w kształcie pionowych, płaskich, wąskich, wydłużonych szczelin. Szczeliny te mogą przykładowo mieć taką wysokość, jak górna sekcja komory wirowej. Szerokość szczeliny określa się według przekroju poprzecznego, wymaganego dla strumienia gazu. Wloty mogą być korzystnie rozmieszczone razem z prowadnikowymi płytami, aby kierować gaz stycznie do wiru. Prowadnikowe płyty służą także jako usztywniacze długiej ściany. W oddzielaczach odśrodkowych tworzy się tylko jeden wir gazowy, jeśli oddzielacz ma kwadratowy przekrój poprzeczny. Można je też łatwo łączyć równolegle, przez co otrzymuje się konstrukcję zwartej baterii oddzielaczy odśrodkowych, zbudowaną z prostych elementów i zajmującą niewiele miejsca.

Najbardziej znaczące zalety reaktora według wynalazku dotyczą prostej konstrukcji i faktu, że komora reaktora i mała bateria oddzielaczy cząstek mogą być wykonane na przykład z prostych, płaskich części, takich jak gotowe płyty z rur wodnych, które można wcześniej wyprodukować w warsztacie za pomocą taniej metody spawalniczej. Wskutek wytwarzania wielu wirów gazowych, powodujących oddzielanie stałych cząstek w jednej wydłużonej przestrzeni komory wirowej, jest potrzebna mniejsza powierzchnia ściany oddzielacza w porównaniu z baterią oddzielaczy odśrodkowych, zestawioną z kilku niezależnych oddzielaczy.

Z powodu chłodzenia, konstrukcja ścian oddzielacza może być cieńsza niż konstrukcja ścian konwencjonalnych oddzielaczy gazu gorącego. Z powodu kwadratowego lub prostokątnego kształtu oddzielacza, można go wytwarzać z części o kształcie płytowym.

Oddzielacz jest konstrukcyjnie przydatny do oczyszczania produktu lub gazów spalinowych, na przykład w generatorach gazowych i reaktorach spalania, wykorzystujących działanie oparte na zasadzie złoża fluidalnego, tam gdzie jest potrzebne stosowanie chłodzonej konstrukcji oraz tam, gdzie jest duża ilość oddzielanych cząstek. Reaktor według wynalazku nadaje się zwłaszcza do oddzielania od gazów krążących cząstek stałych w reaktorach o krążącym złożu fluidalnym.

168 836

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przykładowego odśrodkowego oddzielacza, umieszczonego w roboczym połączeniu z reaktorem według wynalazku o krążącym złożu fluidalnym, fig. 2 przekrój układu, jak na fig. 1, wzdłuż linii 2-2, fig. 3 - przekrój układu, tak jak na fig. 2, wzdłuż linii 3-3, fig. 4 - drugi odśrodkowy oddzielacz, umieszczony w reaktorze według wynalazku o krążącym złożu fluidalnym, fig. 5A - przekrój, jak na fig. 4, wzdłuż linii 5-5, fig. 6A oraz fig. 7A - przekroje poprzeczne, tak jak na fig. 3 i fig. 5A, przedstawiające inne przykładowe wykonania oddzielaczy odśrodkowych, fig. 5B do fig 7B - przekroje, takie jak na fig. 5A do fig. 7A, nieco odmiennych przykładów wykonania, fig. 8 - przekrój jeszcze innego przykładu wykonania odśrodkowego oddzielacza, fig. 9 - przekrój reaktora o krążącym złożu fluidalnym według wynalazku z oddzielaczami odśrodkowymi, rozmieszczonymi wokół jego obwodu, fig. 10 - przekrój, tak jak na fig. 9, przedstawiający kołową konstrukcję reaktora z oddzielaczami odśrodkowymi rozmieszczonymi wokół jego obwodu, fig. 11 - pionowy przekrój poprzeczny innego przykładu wykonania reaktora o krążącym złożu fluidalnym według wynalazku ze współpracującymi oddzielaczami odśrodkowymi, a fig. 12 do fig. 15 - pionowe przekroje poprzeczne, takie jak na fig. 11, odpowiadające innym przykładom wykonania reaktorów o krążącym złożu fluidalnym.

Na figurach 1, 2 i 3 przedstawiono reaktor według wynalazku o krążącym złożu fluidalnym, zawierający komorę reakcyjną 10, odśrodkowy oddzielacz cząstek (cyklon) 12 i powrotny kanał 14 dla oddzielonych cząstek. Przekrój poprzeczny komory reakcyjnej 10 jest prostokątny. Komora reakcyjna 10 jest złożona ze ścian rur wodnych, przy czym pokazano na fig. 1 tylko długie ściany 16 i 18. Ściany rur wodnych są utworzone korzystnie z połączonych pionowych rur wodnych.

Górna część ściany 18 jest zagięta, aby utworzyć sufit 20 reakcyjnej komory 10. Ściany dolnej sekcji reakcyjnej komory 10 chroni się materiałem ogniotrwałym 22. Reaktor ma wlot 23 dla materiału stałego. Spód komory reakcyjnej 10 jest utworzony z rozdzielczej płyty 24, wyposażonej w dysze lub otwory 26, aby doprowadzić fluidyzujący gaz od komory sprężonego powietrza 28 do komory reakcyjnej 10 w celu utrzymywania w tej komorze złoża fluidalnego. Fluidyzujący gaz lub powietrze doprowadza się do komory reakcyjnej 10 przy tak wysokim natężeniu, aby powodowało ciągły przepływ części fluidyzującego materiału złoża razem z gazem poprzez otwór 30, umieszczony w górnej sekcji reakcyjnej komory 10, do oddzielacza cząstek 12.

Odśrodkowy oddzielacz 12 według fig. 1, 2 oraz 3, jest wielowirowym odśrodkowym oddzielaczem, w którym tworzy się dwa równoległe, pionowe wiry gazowe, oddzielające cząstki od gazu, wypływającego od komory reakcyjnej 10, za pomocą odśrodkowej siły w przestrzeni gazowej 31 oddzielacza. Komora wirowa tworzy oddzielacz 12 i korzystnie zawiera płaskie ściany prostokątne 32, 34, 36, 38, zbudowane głównie z rur wodnych. Korzystnie, ściany te stanowią połączone, pionowe rury wodne. Wirowa komora oddzielacza 12 ma jedną długą ścianę, obok komory reakcyjnej 10, wspólną z tą komorą reakcyjną, to jest część ściany 16 reakcyjnej komory 10 tworzy ścianę 32 komory wirowej. W szczelinie 30, ściana 32 z rur wodnych jest zagięta w kierunku wnętrza komory wirowej, tak aby wygięte części 40 tworzyły wlotowy kanał 42, który doprowadza strumień gazu do przestrzeni gazowej 31 komory wirowej. Szczelina 30 jest wysoka i wąska, wyższa i węższa niż w konwencjonalnych oddzielaczach pionowych, a korzystnie jest tak wysoka, jak górna sekcja 43 komory wirowej. W konstrukcji jednego wlotu dla dwóch wirów, stosunek wysokości do szerokości może być mniejszy, lecz korzystnie większy niż 3. Części 40 zagięte od ściany ku wnętrzu są korzystnie tak wygięte, aby tworzyć wlotowy kanał, stożkowo zwężający się do wnętrza ku komorze wirowej.

Górne części ścian komory wirowej są korzystnie pionowe i płaskie oraz tworzą górną sekcję 43. Dolna część długiej ściany 36 jest zagięta w kierunku do przeciwległej długiej ściany 32 i tworzy dolną sekcję 45 komory wirowej. Za pomocą tej konstrukcji uzyskuje się asymetryczną, długą przestrzeń 43 o kształcie komina, przy czym spodnią część tej przestrzeni tworzy wylot 46 cząstek stałych.

168 836

Wylot 46 służy także jako wlot do powrotnego kanału 14. Długie ściany powrotnego kanału są utworzone za pomocą przedłużeń ścian 32, 36 oddzielacza 12 cząstek. Końcowe ściany powrotnego kanału 14 są odpowiednio ukształtowane za pomocą przedłużeń ścian 34, 38. Jedynie część, mająca szerokość powrotnego kanału 14 końcowych ścian 34, 38 nadal przebiega ku dołowi, przez co tworzy się kanał powrotny. Pozostałe części końcowych ścian sięgają tylko do górnej części powrotnego kanału 14, tak jak przedstawiono na fig. 1 dla części ściany 34. Dolna część powrotnego kanału 14 ma połączenie do dolnej sekcji komory reakcyjnej 10 za pośrednictwem elementu 48 o kształcie L, aby powrotnie przesyłać cząstki stałe oddzielone w oddzielaczu 12 do złoża fluidalnego.

W górnej sekcji 43 komory wirowej w otworach 50, 52, są umieszczone dwa kolejne gazowe wylotowe kanały 54, 56, aby usunąć oczyszczony gaz z gazowej przestrzeni 31 komory wirowej. Gazowe wylotowe kanały 54, 56, to jest tak zwane środkowe kanały w oddzielaczu, mogą stanowić kanały ceramiczne albo kanały chłodzone, aby wytrzymywać gorące warunki w oddzielaczu. Środkowe kanału umieszcza się w gazowej przestrzeni 31 komory wirowej korzystnie w taki sposób, aby ich środkowe osie znajdowały się na naturalnej środkowej osi wiru gazowego, utworzonego z wirującego gazu w przestrzeni 31. Gazy odprowadza się od oddzielacza 12 do kanału 60, umieszczonego u jego wierzchołka, przy czym kanał 60 ma powierzchnię 62 odzyskiwania ciepła, a ponadto do pionowej konwekcyjnej sekcji 64, umieszczonej obok reakcyjnej komory 10, przy czym sekcja konwekcyjna ma także powierzchnie 66 do odzyskiwania ciepła. Gazy są usuwane za pośrednictwem kanału 68.

Długie ściany komory wirowej wzmacnia się działową ścianką 70, sięgającą od ściany 32 do ściany 36. Działowa ścianka 70 znajduje się poniżej wlotu 30 i biegnie dalej do dolnej sekcji komory wirowej. Działowa ścianka 70 zapobiega odchyleniom i drganiom długich ścian, powodowanym przepływającym gazem. Zamiast działowej ścianki 70, można stosować także odporne na zużycie podporowe belki, aby usztywnić długie ściany. Część 40, zagięta od ściany 32 ku wlotowi 30, usztywnia ścianę 32 w górnej sekcji komory wirowej.

Komora wirowa nie zawiera kolistych elementów do utrzymywania wirowego ruchu gazu albo dla wprawiania materiału stałego w ruch wirowy. Z tego powodu przekrój poprzeczny gazowej przestrzeni 31 komory wirowej, to jest przestrzeni wypełnionej gazem, jest wyraźnie niekołowy. Styczne doprowadzanie gazu wlotowego, umieszczenie wylotu gazowego oraz płaskie ściany przyczyniają się łącznie do tworzenia wiru gazowego w gazowej przestrzeni 31. Nieoczekiwanie odkryto, że nie są potrzebne żadne cylindryczne lub inne zakrzywione ściany prowadzące w gazowej przestrzeni 31 oddzielacza 12, dla utrzymywania wiru gazowego. Stosowane określenie kolistość stanowi obwód przekroju poprzecznego powierzchni wewnętrznej przestrzeni gazowej 31 komory wirowej, podzielony przez obwód największego koła, zawartego w przekroju poprzecznym i korzystnie według wynalazku ma wartość większą niż 1, na przykład większą niż 1,1, a zwłaszcza większą lub równą 1,15. Ściany komory wirowej są wewnętrznie wyłożone cienką warstwą niepokazanego ogniotrwałego materiału odpornego na działanie temperatury i ścieranie. Grubość ogniotrwałej warstwy zwykle wynosi w przybliżeniu od 40 mm do 150 mm. Korzystnie, ogniotrwały materiał odporny na temperaturę i ścieranie może być bezpośrednio mocowany do ścian 32, 34, 36 i 38 komory wirowej. Miejsca narażone na duże ścieranie wymagają stosowania grubszej warstwy materiału ogniotrwałego, albo można zastosować więcej ogniotrwałego materiału odpornego na ścieranie. Tak więc przykładowo ściana 36 naprzeciwko gazowego wlotu 30 może mieć pionową ogniotrwałą wykładzinę, która ma długość odpowiadającą wysokości wylotu. Co najmniej część całkowitej ilości cząstek, przechwyconych przez strumień gazu wlotowego, płynący do komory wirowej, uderza w ten ogniotrwały obszar na ścianie 36.

Cząstki przechwycone przez gaz, doprowadzany do oddzielacza 12, mają tendencję do przepływu wzdłuż drogi prostszej niż droga gazu. Przykładowo, kiedy gaz płynie do komory wirowej i zmienia kierunek ruchu dla tworzenia wiru, wówczas niektóre cząstki nadal poruszają się wzdłuż prostej drogi, uderzając w końcu o przeciwległą ścianę 36. Z powodu powolności zmiany ruchu cząstek, brzegowe obszary komory wirowej są podatne na ścieranie i korzyst168 836 nie powinny być chronione grubszą warstwą materiału ogniotrwałego lub materiałem ogniotrwałym, który jest bardziej odporny.

W przypadku dużych objętości przepływu cząstek stałych, które zwykle występują w reaktorach o krążącym złożu fluidalnym, ścieranie wywoływane tymi cząstkami nie jest jednak największe w obszarze, który znajduje się naprzeciw wlotu. Krytycznymi obszarami mogą być miejsca po obydwu stronach tego obszaru. Powodem tego może być to, że w obszarze tym barierę lub warstwę ochronną tworzą bezpośrednio same te cząstki, przepływające ku dołowi. Gdy stosuje się ochronną warstwę materiału ogniotrwałego, wówczas jest korzystne zwrócenie uwagi na to, aby odporny materiał ogniotrwały był położony na całym obszarze krytycznym, a nie tylko na aktualnym punkcie uderzania, prostopadle naprzeciw wlotu gazowego.

Narożne obszary komory wirowej są dostosowane do oddzielania cząstek, ponieważ na tych powierzchniach ściany wymuszają gwałtowną zmianę kierunku przepływu gazu, przez co cząstki stałe przepływające blisko powierzchni zostają wyhamowane i gromadzą się w obszarach narożnych. Skupione zawiesiny lub warstwy cząstek lub inne skupiska cząstek ciężkich łatwiej się oddzielają za pomocą grawitacji od przepływu gazowego w komorze wirowej i płyną ku dołowi w obszarach narożnych do dolnej części oddzielacza.

Jak pokazano na fig. 2 powrotny kanał 14 jest podzieloną działową ścianką 71 na dwie części 13, 15, przy czym ich dolne sekcje są utworzone za pomocą ścian 72, wykładanych cegłami lub wykładanych materiałem ognioodpornym, jako przestrzenie 74, 76 o kształcie kominowym i do tych przestrzeni płyną oddzielone cząstki stałe. Z przestrzeni o kształcie kominowym stały materiał jest odprowadzany za pośrednictwem otworów 78, 80 z powrotem do dolnej sekcji komory reakcyjnej.

Na figurze 1 przedstawiono przykład wykonania reaktora, według którego ściana 16 komory reakcyjnej tworzy ścianę 32 powrotnego kanału 14. Według drugiego wykonania reaktora, przedstawionego na fig. 4, powrotny kanał jest wyznaczony przez ozdobne ściany, przy czym nie jest tam wykorzystywana ściana komory reakcyjnej. Na fig. 4 zastosowano odnośniki cyfrowe, takie jak na fig. 1, 2 i 3. W dolnej sekcji komory wirowej 12, ściany 32, 36 są obydwie zagięte jedna ku drugiej, tak aby tworzyć symetryczny komin w dolnej sekcji komory wirowej. Powrotny kanał 14 jest tym samym umieszczony w niewielkiej odległości od komory reakcyjnej. Dolna część powrotnego kanału ma pętlicową uszczelkę lub kolano 84, co umożliwia przepływ gazu od komory reakcyjnej do powrotnego kanału.

W przykładzie pokazanym na fig. 4, górny odcinek powrotnego kanału 14 stanowi wydłużony, wąski kanał, taki jak w przykładzie przedstawionym na fig. 2. Najniższa sekcja komory wirowej może być jednak tak ukształtowana za pomocą ścianek działowych, aby tworzyć jeden lub więcej wylotów dla stałych cząstek u spodu komory wirowej, przy czym kształt wylotów jest zbliżony do kwadratu lub okręgu. Wylot lub wyloty mogą być w ten sposób połączone do powrotnych kanałów o kształcie rurowym, tak jak w konwencjonalnych pionowych oddzielaczach odśrodkowych.

Na figurze 5 przedstawiono przekrój według fig. 4, odpowiadający fig. 3, w odniesieniu do fig. 1. W rozwiązaniach przedstawionych na fig. 1, 2 i 3, komora wirowa 12 ma jeden gazowy wlot 30. Odśrodkowy oddzielacz według fig. 5A ma dwa wloty 86, 88, po jednym dla każdego wiru gazowego. Tak, jak w wypadku fig. 3, przekrój komory wirowej 12 jest również prostokątny. Przekrój poprzeczny gazowej przestrzeni, na jeden wir jest prawie kwadratowy. Ściany komory wirowej są chronione cienką warstwą materiału ogniotrwałego odpornego na ścieranie, nie pokazanego na rysunkach.

Odśrodkowy oddzielacz tego rodzaju umożliwia wytwarzanie wielu gazowych wirów w jednej obudowie oddzielacza. Na przykład, można utworzyć cztery wiry w jednej przestrzeni wewnątrz oddzielacza, przez co każdy wir ma własny wylot gazowy 54, 55, 56, 57, tak jak przedstawiono na fig. 6A. Korzystnie, w oddzielaczu umieszcza się dwa gazowe wloty, tak aby jeden wlot w danej chwili doprowadzał gaz do dwóch wirów. Odpowiednio do tego, oddzielacze mogą być wyposażone w jeszcze większą liczbę wirów.

Gazowe wloty umieszcza się w oddzielaczu w taki sposób, aby doprowadzać gaz głównie stycznie w kierunku do tworzonego wiru. W przykładzie reaktora według wynalazku, po12

168 836 kazanego na fig. 6A, wielowirowy oddzielacz ma podporową ścianę 70, która podpiera długie ściany oddzielacza. Ściana ta dzieli komorę wirową na dwie równe sekcje.

Z drugiej strony, można również ustawić obok siebie również niezależne oddzielacze o dwóch wirach, tak aby utworzyć baterię oddzielaczy o czterech wirach. Z powodu płaskich ścian, oddzielacze te dają się łatwo ustawić obok siebie bez jakiejkolwiek potrzeby stosowania dodatkowej przestrzeni. W ten sposób może być łatwo połączona potrzebna ilość mniejszych standardowych oddzielaczy. Konstrukcja ta jest dużo mniej kosztowna, ponieważ można wykonać standardowe elementy oddzielacza i może być łączona potrzebna ilość tych elementów zamiast wytwarzania pojedynczego dużego oddzielacza.

Gdy łączy się kilka płaskich elementów ściennych dla utworzenia długich baterii oddzielaczy, mających wspólne ściany działowe między różnymi sekcjami oddzielaczy, wówczas ilość ścian spawanych na terenie budowy jest dużo mniejsza niż przy wytwarzaniu całkowicie niepołączonych oddzielaczy. Ilość ścian w baterii oddzielaczy reaktora według wynalazku jest równa lub mniejsza niż liczba wirów + 3, gdy ścianka działowa jest umieszczona między wszystkimi wirami. Potrzebna całkowita powierzchnia ścian zespołów oddzielaczy jest także mniejsza, przez co oddzielacz jest tańszy. Konstrukcja przedstawiona na fig. 1 jest bardzo korzystna z tego względu, że jest również wykorzystana powierzchnia ścian komory reakcyjnej. W tym wypadku, ilość wymaganych ścian jest równa lub mniejsza niż ilość wirów + 2, gdy ścianka działowa jest umieszczona między wszystkimi wirami. Ilość ścian jest jeszcze mniejsza, jeśli nie są zastosowane żadne ściany działowe.

Jest również możliwe zastosowanie tylko jednego wiru gazowego i jednego lub więcej gazowych wlotów w oddzielaczu jak przedstawiono na fig. 7A. Zalety wynalazku, uzyskane poprzez utworzenie komory wirowej z płaskich ścian, tak że również wewnętrzna część komory wirowej zasadniczo odbiega od kształtu kołowej, występują również w tym wypadku.

Zakres wynalazku nie jest ograniczony do opisanych przykładów wykonania, ale obejmuje również rozwiązania alternatywne. Tak więc komora wirowa w niektórych wypadkach może mieć kształt wieloboku, takiego jak sześciobok lub nawet ośmiobok, które mogą być w łatwy sposób wytwarzane za pomocą płaskich płyt. Przekrój poprzeczny gazowej przestrzeni komory wirowej ma zasadniczo taki sam kształt, jak przekrój poprzeczny, utworzony przez zewnętrzne ściany komory wirowej. Gazowa przestrzeń komory wirowej nie posiada zasadniczo zakrzywionych ścian, na przykład z materiałów ogniotrwałych cieplnie izolowanych, materiałów ogniotrwałych odpornych na ścieranie lub płyt prowadnikowych, tak że przekrój poprzeczny komory wirowej może być zbliżony do koła. Wewnętrzne ściany mogą jednak być wykładane cienką warstwą ogniotrwałego materiału odpornego na ścieranie.

Oddzielanie cząstek od strumienia gazu wysokotemperaturowego, mającego w sobie cząstki, z zastosowaniem komory wirowej z wewnętrzną gazową przestrzenią, mającą kolistość większą niż 1, a korzystnie większą lub równą 1,1, obejmuje czynności: (a) doprowadzania wysokotemperaturowego gazu z cząstkami w nim zawartymi do górnej części niekołowej wewnętrznej gazowej przestrzeni 31 komory wirowej; (b) utworzenia co najmniej jednego pionowego gazowego wiru w komorze wirowej, w której gaz wiruje w przestrzeni gazowej, przy czym kontaktuje się z niekołowym przekrojem poprzecznym komory wirowej; (c) usuwania wysokotemperaturowego gazu, od którego oddziela się cząstki, z komory wirowej; oraz (d) usuwania oddzielonych cząstek z dolnej części komory wirowej.

W przykładzie wykonania na fig. 5B, komora wirowa 12 ma kształt wieloboczny, przy czym nie ma działowej ściany między gazowymi przestrzeniami, tak jak w przykładzie wykonania na fig. 5A. Na fig;. 5B jest jeden wlot 86, 88 dla każdego gazowego wiru, utworzonego w komorze wirowej 12 przestrzeni gazowej 31. Zastosowane odnośniki cyfrowe są takie same, jak na fig. 5B do fig. 7B, w stosunku do tych samych elementów konstrukcyjnych, które występują w przykładach wykonania na fig. 5 A do fig. 7A.

W przykładzie wykonania na fig. 6B jest jeden wlot 86, 88 dla gazowych wirów w gazowych przestrzeniach 31 a, 31b. Na fig. 7B przedstawiono jeden moduł wiru gazowego.

Na figurze 8 przedstawiono dwie gazowe przestrzenie 31 a, 31b z wirami gazowymi, mające wydłużony przekrój poprzeczny i wydłużone wylotowe otwory gazowe 50, 52.

168 836

Na figurze 9 przedstawiono przekrój poprzeczny reaktora o krążącym złożu fluidalnym według wynalazku, mającego reakcyjną komorę 110 w środku oraz oddzielaczowe moduły 112a, 112b, 112c, itp. wokół górnej części reakcyjnej komory 110. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów występujących w przykładach na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami poprzedzonymi wyróżnikiem 1.

Na figurze 10 przedstawiono przekrój poprzeczny cylindrycznej komory reakcyjnej 210, mającej oddzielaczowe moduły z zakrzywionymi ścianami wokół reakcyjnej komory 210. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów występujących w przykładach wykonania jak na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 2.

Na figurach U do 15 przedstawiono pionowe przekroje poprzecznych reaktorów o krążącym złożu fluidalnym według wynalazku, mające umieszczone wewnątrz odśrodkowe oddzielacze. Na fig. 11, oddzielacze są ustawione po dwóch przeciwnych stronach komory reakcyjnej. Obydwie długie ściany 331a, 332b oraz 336a, 336b oddzielaczy są zagięte, tworząc powrotne kanały 314a, 314b. Jedna z długich ścian 332a, 332b jest ścianą wspólną z komorą reakcyjną. Tym samym oddzielacze częściowo wchodzą do komory reakcyjnej. Powrotne kanały umieszczono na zewnątrz komory reakcyjnej. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów konstrukcyjnych występujących w przykładach wykonania jak na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 3.

W przykładzie wykonania reaktora z fig. 12, tylko jeden (412b) z odśrodkowych oddzielaczy ma długą zagiętą ścianę 423b, wspólną z komorą reakcyjną 410 i przez tylko ten oddzielacz 412b wystaje do wnętrza komory reakcyjnej. Powrotny kanał 424b oddzielacza 412b ustawia się wewnątrz komory reakcyjnej. Powrotny kanał 414a drugiego oddzielacza jest na zewnątrz komory reakcyjnej. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów konstrukcyjnych występujących w przykładach pokazanych na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 4.

W przykładzie wykonania reaktora jak na fig. 13, oddzielacz nie ma żadnych wspólnych ścian z komorą reakcyjną. Oddzielacz jest podłączony kanałem 540 do komory reakcyjnej 510. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów konstrukcyjnych przykładu wykonania jak na fig. 1 do fig. 5 A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 5.

Na figurze 14 przedstawiono przykład wykonania reaktora, w którym występują dwa oddzielacze 612c, 6ł2d, usytuowane całkowicie wewnątrz komory reakcyjnej 610, bez jakichkolwiek wspólnych ścian z komorą reakcyjną. Odpowiednie powrotne kanały 614 tworzą przedział wewnątrz komory reakcyjnej 610. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów występujących w przykładach jak na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 6.

Na figurze 15 przedstawiono odśrodkowy oddzielacz 712 typu przepływowego, mający gazowy wylot 750 w spodniej części wirowej komory 712. Elementy konstrukcyjne występujące w tym przykładzie wykonania, podobne do elementów występujących w przykładach wykonania jak na fig. 1 do fig. 5A, oznaczono tymi samymi dwucyfrowymi odnośnikami, poprzedzonymi wyróżnikiem 7.

Jakkolwiek wynalazek został opisany w odniesieniu do rozwiązania uważanego obecnie za najkorzystniejsze praktycznie, to jednak oczywiste są rozmaite modyfikacje i rozwiązania równoważne, mieszczące się w zakresie wynalazku wyznaczonym przez załączone zastrzeżenia patentowe.

168 836

168 836

168 836

Fig. 4

168 836

Fig. 5A

Fig. 6A

Fig. 7A

168 836

Fig. 5B

Z

Fig. 7B Fig. 8

168 836

Fig. 9

232

Fi^.10

168 836

168 836

Fig. 14

Fig. 15

168 836

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Reaktor o krążącym złożu fluidalnym, zawierający komorę reaktora, ograniczoną poziomo, głównie za pomocą pionowych płaskich lub zakrzywionych ścian, względnie za pomocą ścian cylindrycznych, środek do wprowadzania fluidyzującego gazu do komory reaktora, kanał do doprowadzania paliwa lub innego stałego materiału do komory reaktora, odśrodkowy oddzielacz połączony z komorą reaktora, przy czym wspomniany oddzielacz zawiera komorę wirową do oddzielania stałych cząstek z gazów, usuwanych z komory reaktora, powrotny kanał do zawracania do obiegu oddzielonych stałych cząstek z oddzielacza do komory reaktora oraz gazowy wylot do usuwania gazu z oddzielacza, znamienny tym, że wspomniany odśrodkowy oddzielacz (12) zawiera komorę wirów pionowych, która ma ściany (32, 34, 36, 38), wyznaczające wewnętrzną przestrzeń gazową (31), przy czym wspomniane ściany (32, 34, 36, 38) komory wirowej są wyraźnie niecylindryczne, a przekrój poprzeczny przestrzeni gazowej (31) jest wyraźnie niekołowy i ma kolistość większą niż 1.
2. 2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że kolistość przekroju poprzecznego przestrzeni gazowej (31) komory wirowej jest większa lub równa 1,1.
3. 3. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że kolistość przekroju poprzecznego przestrzeni gazowej (31) komory wirowej jest większa lub równa 1,15.
4. 4. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że przekrój wewnętrznej przestrzeni gazowej (31) ma kształt prostokąta, takiego że długość dłuższych ścian bocznych (32, 36) prostokąta stanowi przynajmniej podwójną długość ścian bocznych (34, 38) i że komora wirowa jest wyposażona w dwa lub więcej kolejnych wylotów gazu (50, 52) w kierunku podłużnym komory wirowej, tak że w komorze wirowej powstają przynajmniej dwa wiry gazowe.
5. 5. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że ściany (32, 34, 35, 36, 37, 38) komory wirowej są płaskie, a przestrzeń gazowa (31) ma przekrój wielokątny.
6. 6. Reaktor według zastrz. 4, znamienny tym, że komora wirowa jest wyposażona w jeden wlot gazu (30, 86, 88) na dwa wyloty gazu (50, 52, 51, 53) w taki sposób, że z jednego wlotu gazu jest rozprowadzany gaz do dwóch wirów gazowych, z których gazy są odprowadzane przez dwa oddzielne wyloty.
7. 7. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej dwie przeciwległe ściany boczne (32,36), (34, 38) górnej sekcji (43) komory wirowej są utworzone przez powierzchnie chłodzące.
8. 8. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzne powierzchnie przestrzeni gazowej (31) komory wirowej są przynajmniej częściowo wyłożone cienką warstwą materiału ogniotrwałego odpornego na ścieranie.
9. 9. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że ma ściankę przegrodową (70) sięgającą od jednej (32) do drugiej dłuższej ściany (36) komory wirowej, umieszczoną pomiędzy przynajmniej dwoma wirami gazowymi w komorze wirowej, przy czym ta ścianka przegrodowa (70) służy jako element podpierający dłuższe ściany boczne (32,36).
10. 10. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielacz (12) zawiera przynajmniej jeden wlot (30) gazów przeznaczonych do oczyszczania, umieszczony w górnym odcinku (43) komory wirowej, przy czym ten wlot (30) lub wloty gazu są w kształcie pionowych wąskich szczelin.
11. 11. Reaktor według zastrz. 10, znamienny tym, że szczelina lub szczeliny mają w przybliżeniu taką samą wysokość jak górny odcinek (43) komory wirowej.
12. 12. Reaktor według zastrz. 11, znamienny tym, że przekrój przestrzeni gazowej (31) w górnym odcinku (43) komory wirowej jest zasadniczo stały na różnych poziomach wysokości.
13. 13. Reaktor według zastrz. 11, znamienny tym, że powierzchnia przekroju przestrzeni gazowej (31) w dolnym odcinku (45) komory wirowej maleje w kierunku ku dołowi.

    168 836
14. 14. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzielacz (12) zawiera przynajmniej jeden wylot (46) oddzielonych cząstek, umieszczony w dolnym odcinku (45) komory wirowej, przy czym ten wylot (46) lub wyloty oddzielonych cząstek nie znajdują się na tej samej osi symetrii co wylot (50, 52) lub wyloty oczyszczonych gazów.
15. 15. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że odśrodkowy oddzielacz (12) zawiera przynajmniej dwie sąsiednio umieszczone komory wirowe (31a, 31b), przy czym jedna ściana (32, 36) każdej komory wirowej (31a, 31b) jest utworzona przez pojedynczy panel rurowy, łączący te komory wirowe (31a, 31b).
16. 16. Reaktor według zastrz. 15, znamienny tym, że odśrodkowy oddzielacz (12) zawiera przynajmniej dwie umieszczone przylegle komory wirowe (31a, 31b), których dwie przeciwległe ściany boczne (32, 36) są utworzone z dwóch paneli rurowych łączących te komory wirowe (31a, 31b).
17. 17. Reaktor według zastrz. 15, znamienny tym, że dwie sąsiadujące komory wirowe (31a, 31b) mają jedną wspólną ścianę (32, 36).
18. 18. Reaktor według zastrz. 15, znamienny tym, że dwie sąsiednie komory wirowe (31a, 31b) mająjeden wspólny wlot gazu.