PL176229B1

PL176229B1 - Sposób i urządzenie do cyrkulacji materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym

Info

Publication number: PL176229B1
Application number: PL94310976A
Authority: PL
Inventors: Timo Hyppanen
Original assignee: Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 1999-05-31
Also published as: JPH08508203A; FI954374A0; CN1105597C; US5476639A; FI954374L; EP0692998A1; UA27070C2; IL109065A; FI119916B; ATE155710T1; EE03189B1; KR100321603B1; ES2107199T3; CA2158273A1; EP0692998B1; RU2114690C1; PL310976A1; TW243492B; IL109065A0; DK0692998T3

Abstract

1 . Sposób cyrkulacji materialu stalego w reaktorze ze z lozem fluidalnym, przy czym zloze fluidalne posiada wewnetrzny obieg czasteczek stalych, a czastki obrabia sie w komorze czastecz- kowej i ponownie wprowadza przynajmniej czesc czastek pocho- dzacych z komory czasteczkowej, z powrotem do komory reaktora, znamienny tym, ze czastki stale przemieszcza sie w obiegu wewne- trznym czastek stalych, w kierunku górnej sciany (30,130, 230, 330) komory czasteczkowa (22,122,222,322), przy czym powierzch- nia przekroju poprzecznego przeplywu czastek wynosi A, a naste- pnie gromadzi sie czastki stale w komorze czasteczkowej (22,122, 222,322) poprzez ich koncentracje na znacznie mniejszej powierz- chni niz powierzchnia A, a skoncentrowane czastki przepuszcza sie do komory czasteczkowej (22, 122, 222, 322) poprzez otwory wlotowe (32,132, 232, 332) górnej sciany oddzielajacej (30,130, 230, 330), przy czym suma powierzchni przeswitu otworów (32, 132, 232, 332) jest znacznie mniejsza niz powierzchnia przekroju poprzecznego A. 11. Urzadzenie do cyrkulacji materialu stalego w reaktorze ze zlozem fluidalnym, posiadajacym zloze fluidalne materialu sta- lego z wewnetrzna cyrkulacja materialu stalego, w komorze reakto- ra, przy czym urzadzenie zawiera sciany boczne wyznaczajace wnetrze komory reaktora i ruszt na dnie komory reaktora oraz komore czasteczkowa umieszczona w zlozu fluidalnym czastek stalych, w wewnetrznym obiegu czastek stalych, przy czym komora czasteczkowa posiada sciane, w której jest wykonany przynajmniej jeden otwór umozliwiajacy ponowne wprowadzenie czastek, z ko- mory czasteczkowej do komory reaktora, znamienne tym, ze ko- mora czasteczkowa (22, 122, 222, 322) posiada górna sciane oddzielajaca (30,130,230,330) o przekroju poprzecznym posiada- jacym powierzchnie równa powierzchni A, a otwory wlotowe (32, 132, 232, 332) umieszczone sa w obszarze gromadzacym sciany oddzielajacej (30,130, 230, 330) i posiadaja calkowita powierz- chnie przeswitu odpowiadajaca powierzchni B, mniejszej niz polo- wa powierzchni obszaru A. FIG . 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do cyrkulacji materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym, szczególnie w reaktorze ze złożem fluidalnym, posiadającym wewnętrzny obieg stałych cząstek.

W reaktorach ze złożem fluidalnym, zarówno w konwencjonalnych reaktorach ze złożem stacjonarnym, jak i reaktorach ze złożem cyrkulacyjnym, istnieje wewnętrzny obieg stałego

176 229 materiału złoża, wewnątrz komory reaktora. Materiał z jakiego składa się złoże, znajduje się w ciągłym ruchu do góry i na dół. Mniejsze cząstki materiału stałego znacznie łatwiej unoszą się w górę w komorze reaktora. W komorze reaktora zachodzi zjawisko rozdrobnienia grudek materiału. Grubsze cząstki stałe, włączając większe grudki, gromadzą się w niższej części komory reaktora, podczas gdy mniejsze cząstki stałe, włączając najmniejsze, gromadzą się w górnej części komory reaktora.

W niektórych procesach wymagane jest zbieranie części cząstek tworzących złoże tak, aby poddać je oddzielnym procesom, na przykład chłodzeniu lub sortowaniu, które to procesy odbywają się w innym miejscu, przy czym podział ten następuje przed procesem jakiemu podlega ta część cząstek, która pozostała w głównej komorze reaktora. Oczywiście należy pobrać materiał stały z komory reaktora i po przejściu określonego procesu, na przykład po schłodzeniu, dostarczyć go z powrotem do komory reaktora.

Jakkolwiek często zachodzi potrzeba poddania cząstek procesowi wewnątrz komory reaktora, bez konieczności pobierania cząstek, a następnie ponownego ich wprowadzania przez oddzielacz cząstek i zewnętrzną komorę procesową. Zwłaszcza gdy duża ilość cząstek musi zostać poddana procesowi, korzystnie by było, gdyby proces jakiemu poddawane są cząstki mógł zachodzić wewnątrz komory samego reaktora, bez obiegu zewnętrznego.

Byłoby korzystnie, gdyby na przykład wykorzystać tę cechę, że duża ilość cząstek krąży w dolnej części reaktora ze złożem fluidalnym. Byłoby korzystnie, gdyby w wielu procesach poddawać obróbce cząstki o określonych rozmiarach. Cząstki o rozmiarach odpowiednich do, na przykład, odzyskiwania energii, są często spotykane, w związku z tym takie cząstki w dolnej części komory reaktora, mieszają się z dużymi cząsteczkami lub dużymi grudkami, co prowadzi do uzyskania optymalnego odzyskiwania ciepła. Duże grudki zatykają powierzchnie wymieniające ciepło i powodują ich mechaniczne uszkodzenia.

Z opisu GB 2077133 znany jest sposób, w którym cząstki stałe wprowadza się do komory reaktora poprzez dodatkową komorę, w której temperaturę obrabianych cząstek podwyższa się do odpowiedniego poziomu. Cząstki stałe przemieszcza się z komory dodatkowej do komory reaktora poprzez otwór znajdujący się w dolnej części ściany oddzielającej obydwie komory.

W opisie USA nr 4716856 przedstawiono konstrukcję reaktorów z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym, w których recyrkulacja cząstek stałych następuje z separatora cząstek poprzez zewnętrzny wymiennik ciepła, do komory reaktora, lub komory spalania.

Opis patentowy USA nr 4823740 przedstawia sposób recyrkulacji cząstek stałych, która odbywa się wewnątrz komory reaktora, lub komory spalania, przy czym cząstki stałe przemieszcza się częściowo z głównej komory do komór bocznych. Wszystkie cząstki, duże czy małe, przepływają do komór bocznych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób cyrkulacji materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym, zawierającym komorę reaktora, posiadającą ściany boczne wyznaczające wnętrze komory reaktora i ruszt na dnie komory reaktora, otwartą przestrzeń dostarczającą gaz w górnej części komory reaktora i złoże fluidalne cząsteczek stałych w komorze reaktora. Złoże fluidalne posiada wewnętrzny obieg cząsteczek stałych, a cząstki obrabia się w komorze cząsteczkowej i ponownie wprowadza przynajmniej część cząstek pochodzących z komory cząsteczkowej, z powrotem do komory reaktora.

Istota wynalazku polega na tym, że cząstki stałe przemieszcza się w obiegu wewnętrznym cząstek stałych, w kierunku górnej ściany komory cząsteczkowej, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przepływu cząstek wynosi A, a następnie gromadzi się cząstki stałe w komorze cząsteczkowej poprzez ich koncentrację na znacznie mniejszej powierzchni niż powierzchnia A, a skoncentrowane cząstki przepuszcza się do komory cząsteczkowej poprzez otwory wlotowe górnej ściany oddzielającej, przy czym suma powierzchni prześwitu tych otworów jest znacznie mniejsza niż powierzchnia przekroju poprzecznego A.

Korzystnie, powierzchnia przekroju A jest więcej niż dwukrotnie większa niż powierzchnia przekroju B, otworów wlotowych.

Do komory cząsteczkowej, poprzez ścianę oddzielającą, stanowiącą przynajmniej część ściany gromadzącej przepuszcza się tylko te cząstki · materiału stałego, pochodzące ze złoża

176 229 fluidalnego, znajdującego się w komorze reaktora, które mają wymiary mniejsze niż odpowiednio określone.

Zgodnie z wynalazkiem odzyskuje się ciepło cząstek znajdujących się w komorze cząsteczkowej, przy wykorzystaniu powierzchni wymieniających ciepło, które znajdują się w komorze cząsteczkowej.

Cząsteczki materiału stałego przepuszcza się przez górną ścianę oddzielającą w kierunku z dołu do góry. Przez ścianę oddzielającą przepuszcza się do komory cząsteczkowej tylko cząstki stałe, o maksymalnej średnicy mniejszej niż 30 mm.

Recyrkulację co najmniej części cząstek wprowadzonych do komory cząsteczkowej, z powrotem do komory reaktora, realizuje się poprzez przepuszczanie cząstek przez otwory, które znajdują się w ścianie komory cząsteczkowej, lub przez zawór gazowy, znajdujący się w ścianie komory cząsteczkowej, przy czym zawór gazowy przesterowuje się za pomocą przepływu gazów fluidalnych, przy czym cząstki stałe wprowadza się do komory cząsteczkowej, w jednym końcu tejże, miesza się w pewnym okresie czasu ze zgromadzonymi w niej cząstkami i wyprowadza do komory reaktora, w przeciwnym końcu komory cząsteczkowej.

Cząstki będące w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym wyprowadza się do obiegu zewnętrznego, a następnie ponownie wprowadza do komory reaktora, poprzez komorę cząsteczkową. Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do cyrkulacji materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym, posiadającym złoże fluidalne materiału stałego z wewnętrzną cyrkulacją materiału stałego, w komorze reaktora. Urządzenie zawiera również ściany boczne wyznaczające wnętrze komory reaktora i ruszt na dnie komory reaktora oraz komorę cząsteczkową umieszczoną w złożu fluidalnym cząstek stałych, w wewnętrznym obiegu cząstek stałych. Komora cząsteczkowa posiada ścianę, w której jest wykonany przynajmniej jeden otwór umożliwiający ponowne wprowadzenie cząstek, z komory cząsteczkowej do komory reaktora.

Istota tego wynalazku polega na tym, że komora cząsteczkowa posiada górną ścianę oddzielającą o przekroju poprzecznym posiadającym powierzchnię równą powierzchni A, a otwory wlotowe umieszczone są w obszarze gromadzącym ściany oddzielającej i posiadają całkowitą powierzchnię prześwitu odpowiadającą powierzchni B, mniejszej niż połowa powierzchni obszaru A.

Korzystnie, wielkość otworów wlotowych jest odpowiednio dobrana do wymiarów obrabianych cząstek.

Urządzenie ponadto zawiera powierzchnie wymieniające ciepło, umieszczone w komorze cząsteczkowej. Komora cząsteczkowajest umieszczona przy dnie komory reaktora i część ściany bocznej komory reaktora tworzy ścianę boczną komory cząsteczkowej oraz część ściany komory reaktora tworzy ścianę przegrodową komory cząsteczkowej. Górna ściana oddzielająca jest umieszczona na szczycie komory cząsteczkowej i jest pozioma lub pochyła. Otwory w górnej ścianie są szczelinami posiadającymi szerokość mniejszą niż około 30 mm lub mają kształt okrągły i średnicę mniejszą niż 30 mm.

Korzystnie, otwory te w innym wykonaniu wynalazku, są wykonane w rowkach w żaroodpornej wykładzinie jaka pokrywa górną ścianę.

Górna ściana komory cząsteczkowej jest wykonana z rur przenoszących wodę, połączonych ze sobą żebrami, a otwory w górnej ścianie wykonane są w żebrach lub górna ściana jest wykonana z rur przenoszących wodę, połączonych żebrami, a otwory w górnej ścianie są wykonane przez wygięcie dwóch sąsiednich rur przenoszących wodę na zewnątrz, tak aby utworzyć szczelinę.

Ponadto rozwiązanie według wynalazku zawiera urządzenia do zewnętrznego obiegu materiału złoża, zawierające wlot służący do ponownego wprowadzania, zewnętrznie cyrkulującego materiału stałego złoża, do komory cząsteczkowej. Duża górna zbierająca ściana,^ może być użyta do zbierania cząstek z dużego obszaru przekroju poprzecznego reaktora. Ściana zbierająca może pierwotnie tworzyć górną ścianę komory cząsteczkowej, przy czym górna ściana oddzielająca posiada powierzchnię A, posiadającą rozmiary i kształt przekroju poprzecznego komory cząsteczkowej.

176 229

Ściana zbierająca może być, w innych wykonaniach wynalazku, ukształtowana na górnym końcu ściany oddzielającej i posiada wypustki kierujące cząstki w kierunku górnej ściany, w tym przypadku ściana zbierająca, zbiera cząstki z poszerzonego obszaru przepływu cząstek.

Cząsteczki zebrane za pomocą ściany zbierającej mogą być skoncentrowane, przez umożliwienie przepływu tylko przez wybrane otwory (wybór ten dokonywany jest przez przysłonięcie pewnej części ściany), wykonane w górnej ścianie. Prowadzi to do zwiększenia gęstości przepływu cząsteczek przepływających przez otwory wlotowe do komory cząsteczkowej. Przez pozycjonowanie otworów wlotowych staje się możliwe skierowanie przepływu cząstek do wcześniej określonego miejsca w komorze cząsteczkowej, i możliwe jest również zgromadzenie cząstek w konkretnej, wymieniającej ciepło, sekcji komory cząsteczkowej.

Otwory wlotowe wykorzystane są do sortowania cząstek przepływających do komory cząsteczkowej. Takie więc, otwory wlotowe, pozwalają na przepływ cząstkom o wymiarach mniejszych niż zakładany rozmiar, ze złoża fluidalnego, przez górną ścianę, do komory cząsteczkowej. Górna ściana tworzy więc barierę pomiędzy komorą reaktora a komorą cząsteczkową. Duże grudki, posiadające większy rozmiar niż wspomniany zakładany rozmiar cząstek, będą kierowane w dół komory reaktora, poza komorę cząsteczkową.

Dzięki zastosowaniu urządzenia zgodnego z wynalazkiem, ciepło jest łatwo i skutecznie odzyskiwane z masy cząsteczek, nie zawierających dużych grudek, które niekorzystnie wpływają na proces odzyskiwania ciepła.

Przez wykonanie nachylonej ściany górnej na przykład pod kątem 30° - 45° od poziomu, powoduje się zsuwanie dużych grudek w dół, wzdłuż zewnętrznej strony górnej ściany, bez zatykania otworów w górnej ścianie.

Wynalazek może być użyty na przykład w zespole komory spalania ze złożem fluidalnym, gdzie jedna lub kilka komór cząsteczkowych jest umieszczonych na dnie komory spalania. Komora lub komory cząsteczkowe mogą być usytuowane przy ścianach bocznych lub ich częściach, albo nawet stać swobodnie na ich dnie. Według wynalazku, komory cząsteczkowe mogą być umieszczone również jako wystające elementy, wysoko w górze komory spalania.

Można wykonać długą komorę cząsteczkową pokrywającą ścianę lub ściany boczne na całej długości, albo też wykonać tylko jedną lub parę małych komór cząsteczkowych usytuowanych w pewnej odległości od siebie na ścianie bocznej. Komory cząsteczkowe mogą na przykład osiągnąć poziom 3 do 8 metrów ponad rusztem reaktora z cyrkulacją złoża fluidalnego, tak więc raczej duży przypływ w dół cząstek może zostać zebrany przez górną ścianę komory. W niektórych procesach małe komory cząsteczkowe mogą przetworzyć większą liczbę cząsteczek niż tę, która może być zebrana przez ich górną ścianę. Dla takich procesów można dołączyć do górnej ściany wystające powierzchnie. Wystające powierzchnie powinny być tak usytuowane, żeby kierować cząsteczki z przestrzeni je otaczającej na górną ścianę.

W zespołach komór spalania ze złożem fluidalnym, komora cząsteczkowa może być użyta do odzyskiwania ciepła. Wtedy w komorze cząsteczkowej instaluje się parowniki, przegrzewacze pary, lub inne powierzchnie wymieniające/transportujące ciepło. Rozwiązanie wynalazku umożliwia rozruch zespołu komór spalania przy niskim poziomie załadunku, nawet wtedy, gdy niemożliwe jest osiągnięcie wystarczającej wydajności grzewczej w górnych rejonach komory spalania, lub w zewnętrznych wymiennikach ciepła, połączonych przez sortowniki cząstek w zewnętrzny obieg. Umożliwia również osiągnięcie równowagi pomiędzy przegrzewaczami pary a parownikami przy różnym ilościowo wsadzie, jak i przy różnych paliwach. Dzięki rozwiązaniu wg wynalazku ułatwione jest osiągnięcie wyższej temperatury pary, podczas gdy płonące paliwo uwalnia gazy wywołujące korozję, jeśli przegrzewacze są umieszczone w komorze cząsteczkowej posiadającej atmosferę z mniejszą zawartością tych gazów, niż komora reaktora, lub atmosferę zupełnie ich pozbawioną.

Powierzchnie wymieniające ciepło mogą być wykonane w sposób tradycyjny w komorze cząsteczkowej. Proces wymiany ciepła może być sterowany przez wprowadzenie fluidyzującego powietrza lub innego gazu do komory z drobnym materiałem. Powietrze fluidyzujące może być użyte jako powietrze wtórne w komorze spalania. Dobre wymieszanie materiału stałego w komorze cząsteczkowej jest ważne, gdy mamy odzyskać ciepło z cząsteczek w komorze cząsteczkowej.

176 229

Cząsteczki mogą być wprowadzone powtórnie do komory reaktora z komory cząsteczkowej przez otwory przelewowe. Te otwory mogą być wykonane tylko w ścianach bocznych komory cząsteczkowej, lub na kilku ścianach bocznych. W większości przypadków korzystnie jest umieścić otwory przelewowe daleko od otworów wlotowych (które są umieszczone w ścianie górnej), jeśli zamierzamy uzyskać dobre wymieszanie cząstek w komorze cząsteczkowej. Cząsteczki mogą być oczywiście ponownie wprowadzane do komory reaktora środkami mechanicznymi, takimi jak zasilacz śrubowy.

Fluidyzujące powietrze wprowadzane do zespołu komór spalania, aby sterować procesem wymiany ciepła lub transportem cząstek do komory cząsteczkowej, może być także użyte jako powietrze wtórne w komorze spalania. Otwory wylotowe cząsteczek lub otwory wlotowe cząsteczek pozwalają na przepływ gazu na zewnątrz, przez górną ścianę, pod prąd w stosunku do wpływających do środka cząsteczek. Przepływ cząstek do wnętrza komory cząsteczkowej jest niestabilny i nie zapobiega przedostawaniu się gazu na zewnątrz komory.

W reaktorach z cyrkulacj ą złoża fluidalnego, materiał złożajest dostarczany wraz z gazami spalinowymi i jest oddzielany od gazów w oddzielaczu cząsteczek. Jeśli powierzchnie wymieniające ciepło są umieszczone w komorze cząsteczkowej, to ciepło jest odzyskiwane zarówno od materiału z zewnętrznego jak i wewnętrznego obiegu.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój poprzeczny reaktora z cyrkulacją złoża fluidalnego, wykonanego zgodnie z pierwszym, korzystnym, przykładem wykonania wynalazku; fig. 2 i 3 - powiększony schematyczny przekrój poprzeczny dolnej części komory reaktora ze złożem fluidalnym, wykonanej zgodnie z kolejnym przykładem wykonania wynalazku; fig. 4 - schematyczny rzut izometryczny dolnej części komory reaktora ze złożem fluidalnym, zgodnej z następnym przykładem wykonania wynalazku; fig. 5 i 6 - schematyczny powiększony rzut ścian oddzielających, w komorze cząsteczkowej zgodnej z jeszcze jednym przykładem wykonania wynalazku; fig. 7 - rzut perspektywiczny, częściowo w przekroju, ściany oddzielającej z fig. 6.

Figura 1 przedstawia reaktor 10' z cyrkulacją złoża fluidalnego, posiadający komorę 12 reaktora, konwencjonalną skrzynię powietrzną 14 z rusztem 15 do wprowadzania fluidyzującego powietrza do wnętrza komory reaktora, konwencjonalny oddzielacz cząstek 16, wylot gazu 18 i kanał powrotny 20, aby doprowadzić materiał stały do komory reaktora. Komora cząsteczkowa 22 zgodnie z wynalazkiem jest umieszczona w dolnej części 24 komory reaktora i jest połączona z otworem 26 tak, aby cząstki mogły być wprowadzone do obiegu przez kanał powrotny 20. W ten sposób stosunkowo drobny materiał jest dostarczany z reaktora 10, porwany przez płonące gazy, do komory cząsteczkowej 22. Może istnieć kilka otworów do wprowadzania cząsteczek i komora cząsteczkowa 22 może być połączona z każdym z nich, lub tylko z jednym, lub z kilkoma z nich.

Ponadto cząstki opadają wzdłuż ścian bocznych 28 komory 12 i są chwytane przez ścianę oddzielającą 30, usytuowaną u góry komory cząsteczkowej 22. Otwory 32 w ścianie oddzielającej 30 przepuszczają drobne cząstki stałe (patrz strzałki 34) przez ścianę oddzielającą 30. Większe grudki (patrz strzałki 36) opadają w dół po zewnętrznej powierzchni 37 komory cząsteczkowej 22. Cząstki przechodzące przez otwory 26 i 32 są wprowadzane ponownie do dolnej części komory reaktora przez otwory 38. Otwory 38 służące do ponownego wprowadzania cząstek do komory reaktora mogą stanowić zawór gazowy, jeśli jest to konieczne. Otwory mogą na przykład mieć kształt wąskiej szczeliny i mogą być umieszczone jeden nad drugim, każda szczelina tworzy zawór w kształcie litery L.

Powierzchnie 40 wymieniające ciepło są umieszczone w komorze cząsteczkowej 22. Powierzchnie 40 wymieniające ciepło mogą na przykład być powierzchniami parowników lub przegrzewaczy pary. Przez odzyskiwanie ciepła od cząsteczek krążących wewnątrz komory 12 reaktora, jest możliwe uzyskanie znaczących ilości ciepła nawet przy niskiej ilości materiału.

Figura 2 przedstawia powiększony rzut dolnej części 124 kolejnego przykładu wykonania komory reaktora zgodnie z wynalazkiem. W tym przykładzie wykonania elementy odpowiadające tym z fig. 1, są przedstawione z tymi samymi numerami poprzedzonymi cyfrą 1. Zgodnie z tym przykładem wykonania, komora cząsteczkowa 122 jest umieszczona w sąsiedztwie ściany

176 229 bocznej 129, naprzeciwko ściany bocznej 128 posiadającej otwór 126 służący do przywracania do obiegu cząstek stałych. Komora cząsteczkowa 122 jest umieszczona w najniższej części 124 komory reaktora, która posiada nachylone, pokryte żaroodporną wykładziną ściany 41. Część 42 pokrytej żaroodporną wykładziną ściany 41, sąsiadująca ze ścianą boczną 129 tworzy ścianę boczną komory 122, w której znajduje się drobny materiał. Także ściana oddzielająca 130 i ściana boczna 137 komory 122 są w wersji korzystnej pokryte żaroodporną wykładziną. Ściana oddzielająca 130 i ściana boczna 137 tworzą część pomiędzy dnem komory 124 reaktora, a komorą cząsteczkową 122.

W reaktorach z cyrkulacją złoża materiału stałego, gęsty strumień cząstek przepływa w dół, wzdłuż najniższych części ścian bocznych 41 i część cząstek może być wprowadzoną przez komorę cząsteczkową 122. Wymiana ciepła może być sterowana przez sterowanie przepływem fluidyzującego powietrza ze skrzyni powietrznej 46. Także ponowne wprowadzenie cząstek przez otwór 138 do komory reaktora, może być sterowane przez sterowanie przepływem fluidyzującego powietrza w otoczeniu otworu 138.

Figura 3 przedstawia kolejny przykład wykonania wynalazku. W tym przykładzie wykonania elementy odpowiednie tym z fig. 2, są przedstawione z tymi samymi dwucyfrowymi numerami poprzedzonymi cyfrą 2. W tym przykładzie wykonania komora cząsteczkowa jest częścią nachylonej, pokrytej żaroodporną wykładziną ściany 242 dolnej komory 224 reaktora. Otwory wlotowe 232, posiadają wcześniej określoną średnicę lub szerokość i są wykonane w górnej części ściany 242, ta górna część pełni rolę ściany oddzielającej 30. Otwory wlotowe 238 są wykonane w najniższej części pokrytej żaroodporną wykładziną ściany 241 tak, aby umożliwić ponowne wprowadzenie cząstek do komory reaktora. Stałe cząstki wpadają do komory cząsteczkowej przez otwory 232 i powracają do komory reaktora przez otwory 238. Niektóre cząstki mogą być odprowadzone z komory 222 przez otwór wylotowy 48, jeśli istnieje taka potrzeba.

Figura 4 przedstawia izometryczny rzut następnego przykładu wykonania wynalazku. W tym przykładzie wykonania elementy odpowiednie tym z fig. 3, są przedstawione z tymi samymi dwucyfrowymi numerami poprzedzonymi cyfrą 3. W tym przykładzie wykonania otwory wlotowe 332 i wylotowe 338 znajdują się po przeciwnych stronach komory procesowej 322 tak, aby zapewnić dobre wymieszanie materiału stałego. Otwór wylotowy 338 pozwala stałym cząstkom przemieścić się z komory procesowej 322 do komory 312 reaktora. Poziom cząstek w komorze procesowej 322jest zależny od umiejscowienia otworu wylotowego 338 w ścianie 337.

Figury 5 i 6 przedstawiają powiększone widoki ścian oddzielających 330 reaktora z fig. 4. Otwory 50 w ścianie oddzielającej na fig. 5 i szczeliny 52 na fig. 6, są wykonane w rowkach 54 w wykładzinie żaroodpornej 56 pokrywającej ściany boczne 337 i górną 330 komory cząsteczkowej 332. Ściany komory cząsteczkowej 322 mogą być wykonane z ekranów rurowych, to jest rur przenoszących wodę lub parowników połączonych ze sobą przez żebra. Rowki 54 w przykładzie wykonania wynalazku z fig. 5 i 6, są wykonane żeby odsłonić żebra pomiędzy rurami lub parownikami. Otwory 50 lub szczeliny 52 utworzone są w żebrach.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 6, ściana oddzielająca 330 posiada grzbietopodobne, pochyłe powierzchnie 57 pomiędzy rowkami 54 bez żadnych zauważalnych poziomych płaszczyzn. Tak więc wszystkie opadające na ścianę oddzielającą 330 cząsteczki, są kierowane w stronę szczelin 52 na dnie rowków 54. Cząstki są zbierane ze znacznie większego obszaru niż powierzchnia szczelin 52. Cząstki są zbierane z obszaru co najmniej dwukrotnie większego niż powierzchnia szczelin. Grzbiety 57 umożliwiają zbieranie i sortowanie cząstek z dużego obszaru bez zwiększania rozmiarów, lub ilości szczelin 52.

W innych przykładach wykonania wynalazku, część górnej ściany (30, 130, i tak dalej) komory cząsteczkowej (22, 122, i tak dalej) może także być utworzona ze ścian kierujących cząstki w stronę otworów lub szczelin.

Figura 7 jest rzutem perspektywicznym, częściowo w przekroju, grzbietopodobnych elementów 57 ściany oddzielającej 330 z fig. 6. Grzbietopodobne elementy 57 są wykonane z sekcji 60, 62, ekranów rurowych w kształcie litery V, z warstwą żaroodporną 63. Sekcje rurowych ekranów są ustawione równolegle do siebie, pozostawiając szczelinę 52 pomiędzy sąsiednimi sekcjami 60,62. Strefa górnej ściany oddzielającej (to jest 30,130,230,330) komory

176 229 cząsteczkowej (to jest 22, 122, 222, 322) w każdym przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku posiada poziomą strefę oddziaływania A. Otwory wlotowe (to jest 32,132,232, 50, 52) z drugiej strony posiadają całkowity prześwit równy powierzchni B, który jest mniejszy niż połowa powierzchni A.

Oczywisty staje się fakt, że zgodnie z wynalazkiem urządzenie i sposób umożliwiają bardziej skuteczne zbieranie i sortowanie cząstek z wewnętrznego obiegu reaktora ze złożem fluidalnym.

Podczas opisywania wynalazku w połączeniu z obecnie uważanymi za najbardziej praktyczne i korzystne rozwiązaniami, zrozumiałym się staje, że wynalazek nie jest ograniczony przez przedstawione przykłady wykonania, ale przeciwnie, obejmuje różne modyfikacje i odpowiednie wersje w zakresie opisanym przez załączone zastrzeżenia patentowe.

FIG. 2

176 229

FIG. 3

FIG. 4

176 229

FIG. 6

176 229

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób cyrkulacji materiału stałego w . reaktorze ze złożem fluidalnym, przy czym złoże fluidalne posiada wewnętrzny obieg cząsteczek stałych, a cząstki obrabia się w komorze cząsteczkowej i ponownie wprowadza przynajmniej część cząstek pochodzących z komory cząsteczkowej, z powrotem do komory reaktora, znamienny tym, że cząstki stałe przemieszcza się w obiegu wewnętrznym cząstek stałych, w kierunku górnej ściany (30,130, 230,330) komory cząsteczkowej (22,122,222,322), przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przepływu cząstek wynosi A, a następnie gromadzi się cząstki stałe w komorze cząsteczkowej (22, 122, 222, 322) poprzez ich koncentrację na znacznie mniejszej powierzchni niż powierzchnia A, a skoncentrowane cząstki przepuszcza się do komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322) poprzez otwory wlotowe (3^, 132,232,332) górnej ściany oddzielającej (30,130,230,330), przy czym suma powierzchni prześwitu otworów (32, 132, 232, 332) jest znacznie mniejsza niż powierzchnia przekroju poprzecznego A.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia przekroju A jest więcej niż dwukrotnie większa niż powierzchnia przekroju B, otworów wlotowych (32,132, 232, 332).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komory cząsteczkowej (22,122,222, 322), poprzez ścianę oddzielającą (30, 130, 230, 330), stanowiącą przynajmniej część ściany gromadzącej, przepuszcza się tylko te cząstki materiału stałego, pochodzące ze złoża fluidalnego, znajdującego się w komorze (12,112,212,312) reaktora (10), które mają wymiary mniejsze niż odpowiednio określone.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odzyskuje się ciepło cząstek znajdujących się w komorze cząsteczkowej (22,122, 222, 322), przy wykorzystaniu powierzchni (40, 240) wymieniających ciepło, które znajdują się w komorze cząsteczkowej (22,122,222, 322).
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że cząsteczki materiału stałego przepuszcza się przez górną ścianę oddzielającą (30,130, 230, 330) w kierunku z dołu do góry.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że przez ścianę oddzielającą (30,130, 230, 330) przepuszcza się do komory cząsteczkowej tylko cząstki stałe, o maksymalnej średnicy mniejszej niż 30 mm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że recyrkulację co najmniej części cząstek wprowadzonych do komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322), z powrotem do komory (12, 112, 212, 312) reaktora (10) realizuje się poprzez przepuszczanie cząstek przez otwory (38), które znajdują się w ścianie komory cząsteczkowej (22,122,222, ^^2^).
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że recyrkulację co najmniej części cząstek wprowadzonych do komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322), z powrotem do komory (12) reaktora (10) realizuje się poprzez przepuszczanie cząstek przez zawór gazowy, znajdujący się w ścianie komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322), przy czym zawór gazowy przesterowuje się za pomocą przepływu gazów fluidalnych.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że recyrkulację co najmniej części cząstek wprowadzonych do komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322), z powrotem do komory (12) reaktora (10) realizuje się poprzez to, że cząstki stałe wprowadza się do komory cząsteczkowej (22,122,222, 322), w jednym końcu tejże, miesza się w pewnym okresie czasu ze zgromadzonymi w niej cząstkami i wyprowadza do komory (12) reaktora (10), w przeciwnym końcu komory cząsteczkowej (22,122, 222,322).
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki będące w reaktorze (10) z cyrkulującym złożem fluidalnym wyprowadza się do obiegu zewnętrznego, a następnie ponownie wprowadza do komory (12) reaktora (10), poprzez komorę cząsteczkową (22,122,222,322).

176 229
11. Urządzenie do cyrkulacji materiału stałego w reaktorze ze złożem fluidalnym, posiadającym złoże fluidalne materiału stałego z wewnętrzną cyrkulacją materiału stałego, w komorze reaktora, przy czym urządzenie zawiera ściany boczne wyznaczające wnętrze komory reaktora i ruszt na dnie komory reaktora oraz komorę cząsteczkową umieszczoną w złożu fluidalnym cząstek stałych, w wewnętrznym obiegu cząstek stałych, przy czym komora cząsteczkowa posiada ścianę, w której jest wykonany przynajmniej jeden otwór umożliwiający ponowne wprowadzenie cząstek, z komory cząsteczkowej do komory reaktora, znamienne tym, że komora cząsteczkowa (22, 122., 222,322) posiada górną ścianę oddzielającą (30,130,230,330) o przekroju poprzecznym posiadającym powierzchnię równą powierzchni A, a otwory wlotowe (32, 132, 232, 332) umieszczone są w obszarze gromadzącym ściany oddzielającej (30, 130, 230, 330) i posiadają całkowitą powierzchnię prześwitu odpowiadającą powierzchni B, mniejszej niż połowa powierzchni obszaru A.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że wielkość otworów wlotowych (32, 132, 232, 332) jest odpowiednio dobrana do wymiarów obrabianych cząstek.
13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że ponadto zawiera powierzchnie (40, 140, 240) wymieniające ciepło, umieszczone w komorze cząsteczkowej (22,122, 222,322).
14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że komora cząsteczkowa (22, 122, 222, 322) jest umieszczona przy dnie komory reaktora i tym, że część ściany bocznej komory reaktora tworzy ścianę boczną komory cząsteczkowej.
15. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że komora cząsteczkowa (22, 122, 222, 322) jest umieszczona przy dnie komory reaktora i część ściany komory reaktora tworzy ścianę przegrodową komory cząsteczkowej.
16. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że górna ściana oddzielająca (30,130, 230, 330) jest umieszczona na szczycie komory cząsteczkowej (22,122, 222,322).
17. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że górna ściana (30, 130, 230, 330) umieszczona na szczycie komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322) jest pozioma.
18. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że górna ściana (30, 130, 230, 330) umieszczona na szczycie komory cząsteczkowej (22,122, 222, 322) jest pochyła.
19. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że otwory (32,132, 232,332) w górnej ścianie (30,130, 230, 330) są szczelinami posiadającymi szerokość mniejszą niż około 30 mm.
20. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że otwory (32,132, 232, 332) mają kształt okrągły i średnicę mniejszą niż 30 mm.
21. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że otwory (50) są wykonane w rowkach (54) w żaroodpornej wykładzinie jaka pokrywa górną ścianę (330).
22. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że górna ściana (330) jest wykonana z rur przenoszących wodę połączonych ze sobą żebrami i tym, że otwory (50) w górnej ścianie (330), wykonane są w żebrach.
23. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że górna ściana (330) jest wykonana z rur przenoszących wodę, połączonych żebrami, i tym, że otwory w górnej ścianie są wykonane przez wygięcie dwóch sąsiednich rur przenoszących wodę na zewnątrz, tak aby utworzyć szczelinę.
24. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że ponadto zawiera urządzenia do zewnętrznego obiegu materiału złoża, zawierające wlot (26, 126, 226) służący do ponownego wprowadzania zewnętrznie cyrkulującego materiału stałego złoża do komory cząsteczkowej (22, 122,222).