PL176315B1

PL176315B1 - Sposób i urządzenie do obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidalnym

Info

Publication number: PL176315B1
Application number: PL94311739A
Authority: PL
Inventors: Timo Hyppänen
Original assignee: Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1999-05-31
Also published as: FI955659A0; PL311739A1; ATE156031T1; US5540894A; ES2108450T3; WO1994027717A1; RU2130802C1; CN1137243A; FI119918B; KR960702766A; KR100203790B1; EP0700316B1; DE69404651D1; JPH08510409A; CA2162387C; CN1076981C; EP0700316A1; DK0700316T3; CA2162387A1; FI955659A7

Abstract

1 SPOSÓB OBRÓBKI MATERIALÓW W ZLOZU FLUIDALNYM W R EAKTORZE ZE ZLOZEM FLUIDUJACYM, W KTÓRYM PRZENOSI SIE CZASTKI MATERIALU STALEGO MIEDZY KOMORA REAKTORA I KOMORA UNOSZACA, ZNAMIENNY TYM, ZE NAJPIERW ODPROWADZA SIE CZASTKI Z NIZSZEJ CZESCI KOMORY REAKTORA (10) NA PIERWSZYM POZIOMIE ZLOZA FLUIDAL- NEGO, PRZEZ KANAL WYLOTOWY (20,120, 220) DO KOMORY UNOSZACEJ (14, 114, 214), A NASTEPNIE PNEUMATYCZNIE PRZENOSI SIE CZASTKI STALE WRAZ Z GAZEM PRZENOSZACYM, JAKO ZAWIESINE CZASTEK, W KIERUNKU DO GÓRY W KOMORZE UNOSZACEJ (14, 114, 214), AZ DO DRUGIEGO POZIOMU WYZSZEGO NIZ PIERWSZY POZIOM I PRZEPUSZCZA SIE JE DO KOMORY PROCESOWEJ (16,116), POTEM TWORZY SIE FLUIDALNE LUB STALE ZLOZE CZASTEK STALYCH W KOMORZE PROCESOWEJ (16,116), I PODDAJE SIE CZASTKI STALE ODPOWIEDNIEMU PROCESOWI W KOMORZE PROCESOWEJ (16,116), A NASTEPNIE PONOWNIE WPROWADZA SIE CZA- STKI STALE, WRAZ Z GAZEM PRZENOSZACYM LUB GAZEM FLUIDUJACYM, Z KOMORY PROCESOWEJ (16, 116) DO KOMORY REAKTORA (10), PRZEZ SCIANE KOMORY REAKTORA, NA TRZECIM POZIOMIE WYZSZYM MZ PO- ZIOM PIERWSZY 17 URZADZENIE DO OBRÓBKI MATERIALÓW W ZLOZU FLUIDAL- NYM W REAKTORZE ZE ZLOZEM FLUIDALNYM, KTÓRE ZAWIERA KOMORE REAKTORA, WRAZ ZE SCIANAMI BOCZNYMI OKRESLAJACYMI WNETRZE KO- MORY REAKTORA, W KTÓREJ ZNAJDUJE SIE FLUIDALNE ZLOZE CZASTEK STALYCH USYTUOWANE W NIZSZEJ CZESCI KOMORY REAKTORA, ZNAMIENNE TYM, ZE OBEJMUJE KOMORE UNOSZACA (14,114,214) POLACZONA Z NIZSZA CZESCIA KOMORY REAKTORA (10), ZA POMOCA KANALU WYLOTOWEGO (20,120, 220), PRZY CZYM KANAL WYLOTOWY JEST UMIESZCZONY NA PIERWSZYM POZIOMIE W KOMORZE REAKTORA, A ZA KOMORA UNOSZACA USYTUOWA- NA JEST KOMORA PROCESOWA (16, 116) ZAWIERAJACA ZLOZE CZASTEK STALYCH, POLACZONA NA DRUGIM POZIOMIE, WYZSZYM NIZ POZIOM PIERWSZY, Z GÓRNA CZESCIA KOMORY UNOSZACEJ ZA POMOCA KANALU (34,134,234), PRZY CZYM W RUSZCIE (36) TWORZACYM DNO KOMORY UNOSZACEJ (14, 114, 214) OSADZONE SA DYSZE GAZOWE, A PONADTO TYM, ZE ZAWIERA KANAL WLOTOWY (26) LACZACY KOMORE PROCESOWA (16, 116) Z KOMORA REAKTORA (10), UMIESZCZONY NA TRZECIM PO- ZIOMIE, WYZSZYM NIZ PIERWSZY POZIOM FIG. 1 (51) INTCL6: B01J 8/26 F23C 11/02 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidalnym.

W niektórych procesach zachodzących w złożu fluidalnym może zaistnieć potrzeba wydzielenia części cząstek stałych tworzących złoże fluidalne do oddzielnego procesu, na przykład chłodzenia, przed dalszą obróbką tej części materiału złoża w komorze reaktora. Zasugerowano aby wydobyć cząstki stałe z komory reaktora do oddzielnej komory procesowej i po poddaniu ich odpowiedniemu procesowi (na przykład chłodzeniu), wprowadzić je ponownie do komory reaktora.

W niektórych procesach korzystnie jest aby procesowi podlegały tylko cząstki o określonych rozmiarach. Cząstki małe, na przykład odpowiednie do odzyskiwania ciepła, są jednak, w związku z frakcjonowaniem w niższej części komory reaktora, często wymieszane z większymi cząstkami lub innymi większymi grudkami. Te tendencje uniemożliwiają optymalną wymianę ciepła, gdyż wymiana ciepła jest _ znacznie bardziej efektywna w złożu małych cząstek. Duże grudki sprawiają problemy, na przykład klinują się pomiędzy powierzchniami wymieniającymi ciepło, oraz powodują ich mechaniczne uszkodzenia.

Inne problemy muszą zostać rozwiązane gdy wprowadzamy cząstki podlegające procesowi do oddzielnej komory procesowej, do obiegu materiału z komory reaktora do komory procesowej i z powrotem do komory reaktora. Różnica ciśnień występująca pomiędzy niższą częścią komory reaktora, a komorą procesową wymusza ruch cząstek z komory reaktora do komory procesowej. Ale ponowne wprowadzenie cząstek do komory reaktora wymaga użycia mechanicznych lub innych środków transportu, tak aby przezwyciężyć różnicę ciśnień. ,

Z opisu patentowego USA nr 3921590 znany jest sposób i urządzenie do obróbki cząstek prowadzony w złożu fluidalnym. Reaktor obejmuje komorę reakcyjną posiadającą ściany ograniczające jej wewnętrzną przestrzeń, przy czym w dolnej części komory reakcyjnej znajduje się złoże fluidalne, a nad nim przestrzeń gazowa. Komora procesowa połączona jest z komorą reakcyjną poprzez przewody wlotowe i wylotowe. Poprzez te przewody transportuje się materiał tworzący złoże fluidalne z jednej komory do drugiej, przy czym transport ten odbywa się za pomocą strumienicy.

W opisie patentowym USA nr 4813479 przedstawiono budowę reaktora z obiegowym złożem fluidalnym, cząstki materiału stałego oddzielone od przepływających gazów zawraca się poprzez zewnętrzny wymiennik ciepła do dolnej części komory spalania reaktora. Wymiennik ciepła obejmuje dwie komory, to znaczy pierwszą komorę, do której transportuje się cząstki materiału stałego z separatora cząstek i drugą komorę, do której cząstki materiału stałego przepływają przez przelew z pierwszej komory. Z drugiej komory cząstki przepuszcza się przez otwór w jej dnie i transportuje do komory reaktora.

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidującym, w którym przenosi się cząstki materiału stałego między komorą reaktora i komorą unoszącą.

Istota wynalazku polega na tym, że najpierw odprowadza się cząstki z niższej części komory reaktora na pierwszym poziomie złoża fluidalnego, przez kanał wylotowy do komory unoszącej, a następnie pneumatycznie przenosi się cząstki stałe wraz z gazem przenoszącym, jako zawiesinę cząstek, w kierunku do góry w komorze unoszącej, aż do drugiego poziomu, wyższego niż pierwszy poziom, i przepuszcza się je do komory procesowej. Potem tworzy się fluidalne lub stałe złoże cząstek stałych w komorze procesowej, i poddaje się cząstki stałe odpowiedniemu procesowi w komorze procesowej, a następnie ponownie wprowadza się cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, z komory procesowej do komory reaktora, przez ścianę komory reaktora, na trzecim poziomie wyższym niż poziom pierwszy.

Korzystnie, w komorze procesowej odzyskuje się ciepło z cząstek stałych poprzez fluidyzację cząstek stałych.

Według wynalazku, przepuszcza się cząstki z komory reaktora do komory unoszącej na pierwszym poziomie złoża fluidalnego w komorze reaktora i przy wejściu przewodu

176 315 wylotowego ustala się wyższe ciśnienie niż ciśnienie panujące na pierwszym poziomie w komorze unoszącej.

Przepływ cząstek do komory unoszącej poprzez kanał wylotowy reguluje się za pomocą uszczelnienia, szczególnie poprzez to, że do przewodu wylotowego wprowadza się powietrze fluidyzujące.

W kanale wylotowym przeprowadza się klasyfikację cząstek stałych przepuszczając dalej tylko cząstki o wymiarach mniejszych, niż pierwotnie założone, przy czym tylko cząstki o wymiarach niniejszych, niż pierwotnie założone transportuje się pneumatycznie w kierunku do góry poprzez ich klasyfikację w komorze unoszącej za pomocą powietrza fluidyzującego, a następnie odprowadza się z komory unoszącej cząstki większe niż wcześniej określony rozmiar.

Korzystnie, przenosi się pneumatycznie popiół z komory unoszącej do komory procesowej.

Cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, przenosi się z komory procesowej do komory reaktora, tylko częściowo, przez przelew cząstek z komory procesowej do komory reaktora.

Cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, przenosi się z komory procesowej do komory reaktora, tylko częściowo, poprzez ponowne wprowadzanie cząstek stałych do komory reaktora poprzez uszczelnienie gazowe.

Gaz użyty do transportu pneumatycznego cząstek w komorze unoszącej jest powietrzem wtórnym stosowanym w komorze reaktora.

Według wynalazku oddziela się cząstki od gazu dostarczanego z reaktora z obiegowym złożem fluidalnym i ponownie wprowadza usunięte cząstki do komory reaktora przez komorę procesową.

Ciśnienie panujące na trzecim poziomie, przy wylocie z komory procesowej ustala się wyżej niż ciśnienie na drugim poziomie, przy wylocie z komory unoszącej, a ciśnienie w komorze reaktora na trzecim poziomie jest niższe niż ciśnienie w komorze procesowej na trzecim poziomie.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidalnym, które zawiera komorę reaktora, wraz ze ścianami bocznymi określającymi wnętrze komory reaktora, w której znajduje się fluidalne złoże cząstek stałych usytuowane w niższej części komory reaktora.

Istota wynalazku polega na tym, że obejmuje urządzenie to komorę unoszącą połączoną z niższą częścią komory reaktora, za pomocą kanahnwylotowego, przy czym kanał wylotowy jest umieszczony na pierwszym poziomie w komorze reaktora, a za komorą unoszącą usytuowana jest komora procesowa zawierająca złoże cząstek stałych, połączona na drugim poziomie, wyższym niż poziom pierwszy, z górną częścią komory unoszącej za pomocą kanału, przy czym w ruszcie tworzącym dno' komory unoszącej osadzone są dysze gazowe, a ponadto tym, że zawiera kanał wlotowy łączący komorę procesową z komorą reaktora, umieszczony na trzecim poziomie, wyższym niż pierwszy poziom.

Korzystnie, urządzenie zawiera powierzchnie wymieniające ciepło umieszczone w komorze procesowej i wspólną ścianę oddzielającą reaktor i komorę unoszącą, przy czym wspólna osłona usytuowana- jest nad komorą unoszącą i procesową, a między komorą unoszącą i komorą procesową usytuowana jest ścianka oddzielająca sięgająca od wewnątrz do wspólnej osłony.

W dnie komory procesowej osadzone są dysze powietrzne a w kanale wylotowym umieszczony jest ruszt uszczelniający.

Wewnątrz kanału wylotowego zamocowane jest uszczelnienie gazowe, które korzystnie stanowi ruszt uszczelniający i zawór w kształcie litery L.

Urządzenie według wynalazku zawiera ponadto kanał wlotowy, wewnątrz którego znajduje się uszczelnienie, usytuowany we wspólnej części ściany komory procesowej i komory reaktora, przy czym kanał ten jest usytuowany poniżej kanału wlotowego usytuowanego na trzecim poziomie.

176 315

Wylot kanału wlotowego znajdującego się na trzecim poziomie w komorze reaktora, znajduje się w jej części niskociśnieniowej, a jego wlot w komorze procesowej jest usytuowany w części wysokociśnieniowej.

Komora unoszenia i komora procesowa są korzystnie umieszczone w sąsiedztwie komory reaktora, tak aby utworzyć zwartą jednostkę. Część ścian bocznych komory reaktora może wydzielać komory unoszenia i procesową z komory reaktora. Podobnie komora unoszenia i komora procesowa mogą być skonstruowane jako pojedyncze elementy, które są przedzielone ścianą działową.

Pierwszy kanał wylotowy może być umieszczony w dolnej żaroodpornej części komory reaktora, w ścianie bocznej na przykład do 1000 mm ponad ruszt, lub w komorze poszerzającej poniżej poziomu rusztu. Kanał wylotowy jest korzystnie usytuowany w komorze reaktora na poziomie gęstej strefy złoża, o gęstości powyżej 100 kg cząstek stałych na 1 m³ gazu, korzystnie pomiędzy 500 - 1500 kg/m³. Pierwszy kanał wlotowy jest wtedy korzystnie umieszczony na poziomie 500 - 5000 mm powyżej kanału wylotowego.

Ciśnienie panujące w reaktorze ze złożem fluidalnym zmienia się wraz z wysokością złoża. Na pierwszym niskim poziomie w gęstej strefie złoża z komorze reaktora ciśnienie p1 może być znacznie wyższe niż ciśnienie p2 na drugim wyższym poziomie w strefie o mniejszej gęstości złoża.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawia łatwy sposób wprowadzania cząstek stałych ze strefy o dużej gęstości i wysokim ciśnieniu p1 złoża, do komory procesowej i powtórnego umieszczenia cząstek stałych w komorze reaktora bez potrzeby użycia mechanicznych czy jakichkolwiek innych skomplikowanych przenośników.

Cząstki stałe pobiera się ze strefy o dużej gęstości złoża na pierwszym poziomie w komorze reaktora przy wykorzystaniu różnicy ciśnień i wprowadza się do komory unoszenia, ciśnienie p3 w komorze unoszącej jest niższe od ciśnienia p1 strefy o dużej gęstości złoża w komorze reaktora.

Uszczelnienie niemechaniczne, takie jak kratka uszczelniająca czy też zawór L, jest umieszczone w kanale wylotowym aby uniemożliwić przedostawanie się gazom z komory unoszenia do komory reaktora, oraz aby sterować przepływem cząstek stałych do wnętrza komory unoszenia. Kratka uszczelniająca jest utworzona z kilku wąskich szczelin, to jest szczelina utworzyła otwory, usytuowane jeden nad drugim. Szczeliny są umieszczone pochyło w stosunku do poziomu, każda szczelina tworzy niemechaniczne uszczelnienie. Ilość materiału złoża przedostającego się do wnętrza komory unoszącej może być kontrolowana przez dysze sterujące przepływem powietrza fluidującego umieszczone w niemechanicznym uszczelnieniu.

W komorze unoszenia cząstki stałe są podnoszone w zawiesinie cząstek przez podnośnik pneumatyczny na drugi wyższy poziom. Na drugim poziomie w komorze reaktora ciśnienie p2 jest znacznie niższe niż ciśnienie p1 w gęstej strefie złoża na pierwszym, niższym poziomie. Zawiesina cząstek jest dalej przenoszona na tym drugim poziomie do komory procesowej.

Na drugim poziomie panuje już tylko mała różnica ciśnień pomiędzy komorą reaktora i komorą procesową. Gaz przenoszący wymusza przepływ przez pierwszy kanał wlotowy do komory reaktora, przez co wywołana zostaje różnica ciśnień, która uniemożliwia gazom powtórne przejście z komory reaktora do komory procesowej. Część cząstek stałych przenoszonych z komory unoszącej do komory procesowej może przedostać się wraz z gazami przenoszącymi przez pierwszy kanał wlotowy bezpośrednio do komory reaktora.

W komorze reaktora cząstki stałe są częściowo wydzielane z zawiesiny cząstek w związku ze zmianą kierunku przepływu oraz w związku z formą tego przepływu. Oddzielone cząstki stałe tworzą fluidujące lub stałe złoże stałych cząstek w komorze procesowej. Gaz fluidujący i cząstki stałe przenoszone są przez przepływ gazu przez pierwszy kanał wlotowy do komory reaktora.

Drugi kanał wlotowy jest umieszczony na niższym poziomie w komorze procesowej, aby ponownie wprowadzić główną część cząstek z fluidującego lub stałego złoża przez

176 315 ciśnienie lub siłę grawitacji do komory reaktora. Ciśnienie w komorze procesowej zmienia się wraz z wysokością i gęstością złoża tak jak ciśnienie w komorze reaktora. Ciśnienie p4 w komorze procesowej może być utrzymywane na wyższym poziomie niż ciśnienie p2 w komorze reaktora na tym samym poziomie, przez zwiększanie gęstości złoża lub wysokości złoża w komorze procesowej. Ciśnienie p4 może być także utrzymywane na wyższym poziomie niż ciśnienie p2, przez umieszczenie komory procesowej na wystarczająco wysokim poziomie.

Zgodnie z wynalazkiem możliwe jest pneumatyczne podnoszenie cząstek stałych w komorze unoszącej do zauważalnie wyższego poziomu, jeśli to konieczne w celu przezwyciężenia ciśnienia w komorze reaktora. Różnica ciśnień pomiędzy komorą procesową a komorą reaktora zmusza cząstki stałe do przemieszczania się z komory procesowej do komory reaktora oraz uniemożliwia gazom przedostawanie się z komory reaktora do komory procesowej.

Drugi wlot może być umieszczony na tym samym poziomie co kanał wylotowy. Jakkolwiek wtedy ciśnienie w złożu fluidalnym lub stałym w komorze procesowej musi zostać zwiększone przez zwiększenie gęstości złoża lub przez zwiększenie wysokości złoża, tak aby przezwyciężyć ciśnienie w komorze reaktora.

Wynalazek wykorzystuje te jak i inne różnice ciśnień do wymiany materiału stałego pomiędzy komorą reaktora, komorą unoszącą i komorą procesową. W szczególności wykorzystane są różnice ciśnień pomiędzy komorą reaktora a komorą unoszącą z jednej strony i pomiędzy komorą reaktora a komorą procesową z drugiej strony.

Materiał złoża, który jest poddany procesowi w komorze procesowej, jest sortowany przed wprowadzeniem go do komory reaktora, przez zastosowanie ściany sortującej lub oddzielającej, usytuowanej w poprzek wlotu do kanału wylotowego. Ściana oddzielająca może być częścią ściany posiadającej otwory lub szczeliny uniemożliwiające przedostawanie się przez nie do wnętrza kanału wylotowego, cząstek większych niż o wcześniej ustalonym rozmiarze.

Alternatywnie podział materiału złoża może mieć miejsce w komorze unoszącej. Dysze powietrza fluidującego umieszczone w dnie komory unoszącej mogą być użyte do kontrolowania rozmiaru cząstek, które mogą przedostać się w górę i przez kanał do komory procesowej. Małe cząstki są transportowane pneumatycznie do wnętrza komory procesowej podczas gdy większe grudki są odprowadzane przez dno komory unoszącej lub mechanicznie wprowadzane ponownie do komory reaktora.

Komora unosząca może zostać użyta do odprowadzania popiołu z palnika ze złożem fluidalnym. Popiół może być wtedy posortowany w komorze unoszącej. Duże bezwładne cząstki popiołu są odprowadzane z systemu a odpowiedni popiół lotny jest transportowany do komory procesowej w celu dalszej obróbki.

Zgodnie z wynalazkiem tylko cząstki o określonych rozmiarach mogą być wprowadzone do komory procesowej. Sortowanie może mieć miejsce gdy odprowadzane są cząstki z komory reaktora, lub gdy podnosimy cząstki stałe do góry w komorze unoszącej. Cząstki o określonym rozmiarze są wtedy korzystnie poddawane obróbce, na przykład chłodzeniu w wymiennikach ciepła, w komorze procesowej, bez dużych grudek powodujących kłopoty.

Wynalazek może być użyty do odzyskiwania ciepła z cząstek stałych przez umieszczenie powierzchni wymieniających ciepło w komorze procesowej. Wymiana ciepła może być sterowana przez wprowadzanie powietrza fluidującego do komory procesowej. Komora procesowa jest w szczególności odpowiednia do wytwarzania pary wodnej o wysokiej temperaturze, lecz atmosfera gazowa w jej wnętrzu zawiera niewielką jej ilość, jeśli w ogóle to występuje tam jako składnik gazów powodujących korozję.

W procesach gorących ściana pomiędzy komorą reaktora i osłona włączając komorę unoszącą i komorę procesową (tak jak i inne ściany w komorze) mogą być skonstruowane z paneli rur wodnych. Panele rur wodnych mogą być pokryte wykładziną żaroodporną i wygięte tak, aby utworzyć otwory pomiędzy nimi. Z drugiej strony gdy potrzebujemy

176 315 sortować cząstki kanał wylotowy posiadający ścianę oddzielającą jestłatwy do osiągnięcia w żaroodpornym panelu rur wodnych, przez wyżłobienia w pokryciu żaroodpornym pomiędzy sąsiednimi rurami bądź w strukturze żebra łączącego dwie rury. Okrągłe otwory lub szczeliny o określonym rozmiarze mogą być wcześniej - wykonane w żebrach.

Ruszt uszczelniający może być włożony w żaroodporny -panel przez wygięcie sąsiadujących rur na zewnątrz tak, aby utworzyć miejsce na zamocowanie rusztu uszczelniającego. Otwory mogą być utworzone w jakikolwiek inny sposób.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 jest schematycznym izometiycznym widokiem z wyciętymi dla przejrzystości rysunku ścianami bocznymi, przykładowej komory unoszącej i komory procesowej według wynalazku; fig. 2 - schematyczny przekrój poprzeczny komory unoszącej z fig. 1, wraz z komorą reaktora; fig. 3 - schematyczny przekrój poprzeczny komór reaktora i procesowej z fig. 1; fig. 4 - schematyczny przekrój poprzeczny innego przykładu wykonania komory unoszącej i komory reaktora zgodnego z wynalazkiem; fig. 5 - przekrój poprzeczny kolejnego przykładu wykonania komór procesowej i reaktora zgodnego z wynalazkiem; i fig. 6 kolejny przekrój poprzeczny następnego przykładu wykonania komór unoszącej i reaktora zgodnego z wynalazkiem.

Figura 1 przedstawia część komory reaktora 10 w reaktorze ze złożem fluidalnym i osłoną umieszczoną w sąsiedztwie komory reaktora 10, zawierającej komorę unoszącą 14 i komorę procesową 16. Osłona 12 jest umieszczona symetrycznie z jedną ze ścian bocznych 18 komory reaktora 10. Osłona 12 sięga częściowo do poziomu poniżej dna 15 komory reaktora 10.

Kanał wylotowy 20 jest umieszczony na pierwszym poziomie we wspólnej części ściany 22 pomiędzy komorą unoszącą 14 i komorą reaktora 10. Cząstki stałe przepływają przez kanał wylotowy 20 z komory reaktora 10 do komory unoszącej 14 pod wpływem różnicy ciśnień pomiędzy komorami 10, 14. Ruszt uszczelniający 24 jest umieszczony w kanale wylotowym 20 aby uniemożliwić większym grudkom, niż określony wcześniej rozmiar, przedostawanie się z komory reaktora 10 do wnętrza komory unoszącej 14. Poza tym ruszt ten uniemożliwia przenikanie gazów z komory -unoszącej 14 do komory reaktora 10.

Zamiast kanału wylotowego 20, można w ścianie 18, pomiędzy komorą reaktora 10 a komorą unoszącą 14, zastosować kilkanaście małych otworów (nie przedstawione). Otwory powinny być wystarczająco duże aby umożliwić przedostawanie się cząstkom o określonym wcześniej rozmiarze przez ścianę 18, ale · wystarczająco małe aby,uniemożliwić przedostawanie się przez ścianę 18, cząstkom o wymiarach większych niż wcześniej określony rozmiar (na przykład większe niż rozmiar, przy którym występuje dobra wymiana ciepła).

Pierwszy kanał wlotowy 26 jest umieszczony na drugim poziomie, wyższym niż pierwszy poziom, we wspólnej części ściany 28, pomiędzy komorą procesową 16 a komorą reaktora 10, tak aby umożliwić przepływ gazu i przenoszenie cząstek stałych do komory reaktora 10. Drugi kanał wlotowy 27 jest umieszczony poniżej pierwszego kanału wlotowego 26. Przepływ cząstek wywołany jest przez siłę grawitacji lub fluidyzację z komory procesowej 16, przez drugi kanał wlotowy 27, do komory reaktora 10. Ruszt uszczelniający 30 (fig. 1) jest umieszczony w drugim kanale 27, aby uniemożliwić przepływ gazu lub cząstek stałych w kierunku przeciwnym z powrotem z komory reaktora 10 do komory procesowej 16 i steruje przepływem cząstek stałych przez drugi kanał wlotowy 27.

Osłona 12 jest podzielona przez ściankę działową 32 na komorę unoszącą 14 i komorę procesową 16. Komora unosząca 14 jest zwykle kanałem unoszącym posiadającym mniejszy przekrój poprzeczny niż przekrój poprzeczny komory procesowej 16. Kanał lub otwór 34 w górnej części ścianki działowej 32 łączy przestrzeń gazową komory unoszącej 14 z przestrzenią gazową komory procesowej 16. Otwarta przestrzeń kanału 34 odpowiada poziomemu przekrojowi poprzecznemu komory, unoszącej 14. Dysze powietrzne rusztu 36 są umieszczone w dnie 38 komory unoszącej 14. Powietrze jest wprowadzane

176 315 przez dysze w ruszcie 36, aby w sposób pneumatyczny przenosić zawiesinę do góry w komorze unoszącej 14 i przez kanał 34 do komory procesowej 16.

Dysze powietrzne 40 są umieszczone w dnie 42 komory procesowej 16, aby fluidyzować złoże cząstek utworzone w komorze procesowej 16.

Figura 2 przedstawia przekrój poprzeczny komory unoszącej 14 umieszczonej poniżej komory reaktora 10. Kanał wylotowy 20 jest umieszczony w żaroodpornej, niższej części ściany bocznej 18, kanał wylotowy 20 umożliwia cząstkom przenikanie z komory reaktora 10 do komory unoszącej 14. Dysze powietrzne rusztu 36 są umieszczone w dnie komory unoszącej 14 aby powodować fluidyzację cząstek wprowadzanych do komory unoszącej 14 i aby przenosić cząstki o wymiarach mniejszych niż wcześniej określony rozmiar, w górę w kierunku kanału 34 umieszczonego w ściance działowej 32. Zamiast rusztu z dyszami 36, można zastosować w dnie komory unoszącej 14, pojedynczy otwór wlotowy doprowadzający powietrze. Większe cząstki i grudki nie przenoszone przez fluidujące powietrze są odprowadzane przez wylot odprowadzający 46, umieszczony w dnie komory unoszącej 14. Gęstość cząstek w komorze unoszącej 14 jest znacznie mniejsza niż gęstość cząstek w komorze reaktora 10 na odpowiednich poziomach. W tym przykładzie wykonania, ruszt 36 usytuowany jest poniżej rusztu 52 wprowadzającego powietrze do komory 10.

Figura 3 przedstawia przekrój poprzeczny komory procesowej 16 umieszczonej w sąsiedztwie komory reaktora 10. Pierwszy i drugi kanał wlotowy 26 i 27 są umieszczone we wspólnej części ściany 28, pomiędzy komorą reaktora 10 a komorą procesową 16. Pierwszy kanał wlotowy 26 znajduje się powyżej górnego poziomu złoża w komorze procesowej 16, drugi kanał wlotowy 27 jest na niższym poziomie w strefie złoża 44, co umożliwia przenoszenie materiału stałego przez kanał wlotowy 27 do komory reaktora 10.

Powierzchnie wymieniające ciepło 48 są umieszczone w złożu cząstek, w komorze procesowej 16. Dysze powietrzne 40 zamocowane w dnie 42 komory procesowej 16 są używane do fluidyzacji złoża cząstek i sterowania wymianą ciepła.

W przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 4 i 5, elementy odpowiadające tym z przykładu wykonania przedstawionego na fig. 1 do 3, są oznaczone przez te same numery poprzedzone cyfrą 1.

Figura 4 przedstawia przykład wykonania komory unoszącej 114 zgodny z wynalazkiem, w której występuje ruszt 152 w komorze reaktora 110. Figura 5 przedstawia przykład wykonania komory procesowej 116 zgodnej z wynalazkiem, w której zastosowano ruszt 142 na poziomie wyższym niż poziom rusztu 152 w komorze reaktora 110. Komora reaktora 110 może być częścią obiegu reaktora ze złożem fluidalnym, a cząstki oddzielone od gazu wydzielone z komory 110, są ponownie wprowadzane do komory 110 przez komorę procesową 116, tak jak pokazuje strzałka 53 na fig. 5.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 6 elementy odpowiadające tym z przykładu wykonania przedstawionego na fig. 4 do 5, są oznaczone przez te same numery poprzedzone cyfrą 2.

Na figurze 6 komora unosząca 214 umieszczona jest tak, że przynajmniej w połowie znajduje się poniżej poziomu rusztu 252 w komorze reaktora 210. Rozszerzenie 54 komory reaktora 210 jest także umieszczone poniżej rusztu 252, tak aby odprowadzać materiał stały z rusztu 252. Dysze powietrzne 56 są umieszczone w ścianach bocznych 58 rozszerzenia 54, tak aby oddzielić małe cząstki od gruboziarnistych grudek. Gruboziarniste grudki są odprowadzane przez wylot 60. Małe cząstki stałe wprowadza się przez kanał wylotowy 220 do komory unoszącej 214 umieszczonej w sąsiedztwie rozszerzenia 54.

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.

176 315

FIG. 2

FIG. 3

176 315

134

114

132

FIG. 4

FIG. 5

176 315

FIG. 6

176 315

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidującym, w którym przenosi się cząstki materiału stałego między komorą reaktora i komorą unoszącą, znamienny tym, że najpierw odprowadza się cząstki z niższej części komory reaktora (10) na pierwszym poziomie złoża fluidalnego, przez kanał wylotowy (20,120, 220) do komory unoszącej (14, 114, 214), a następnie pneumatycznie przenosi się cząstki stałe wraz z gazem przenoszącym, jako zawiesinę cząstek, w kierunku do góry w komorze unoszącej (14,114, 214), aż do drugiego poziomu wyższego niż pierwszy poziom, i przepuszcza się je do komory procesowej (16, 116), potem tworzy się fluidalne lub stałe złoże cząstek stałych w komorze procesowej (16,116), i poddaje się cząstki stałe odpowiedniemu procesowi w komorze procesowej (16, 116), a następnie ponownie wprowadza się cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, z komory procesowej (16, 116) do komory reaktora (10), przez ścianę komory reaktora, na trzecim poziomie wyższym niż poziom pierwszy.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w komorze procesowej (16, 116) odzyskuje się ciepło z cząstek stałych.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w komorze procesowej (16, 116) odzyskuje się ciepło z cząstek stałych poprzez fluidyzację cząstek stałych.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przepuszcza się cząstki z komory reaktora (10) do komory unoszącej (14,114) na pierwszym poziomie złoża fluidalnego w komorze reaktora (10) i przy ujściu przewodu wylotowego ustala się wyższe ciśnienie niż ciśnienie panujące na pierwszym poziomie w komorze unoszącej (14,114).
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przepływ cząstek do komory unoszącej (14,114) poprzez kanał wylotowy (20,120, 220) reguluje się za pomocą uszczelnienia.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przepływ cząstek do komory unoszącej (14,114) poprzez kanał wylotowy (20,120, 220) reguluje się poprzez to, że do przewodu wylotowego (20,120, 220) wprowadza się powietrze fluidyzujące.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kanale wylotowym (20, 120, 220) przeprowadza się klasyfikację cząstek stałych przepuszczając dalej tylko cząstki o wymiarach mniejszych, niż pierwotnie założone.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tylko cząstki o wymiarach mniejszych, niż pierwotnie założone transportuje się pneumatycznie w kierunku do góry poprzez ich klasyfikację w komorze unoszącej (14,114, 214) za pomocą powietrza fluidyzującego.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że następnie odprowadza się z komory unoszącej (14,114, 214) cząstki większe niż wcześniej określony rozmiar.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że przenosi się pneumatycznie popiół z komory unoszącej (14,114, 214) do komory procesowej (16,116).
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, przenosi się z komory procesowej (16, 116) do komory reaktora (10), tylko częściowo, przez przelew cząstek z komory procesowej do komory reaktora (10).
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki stałe, wraz z gazem przenoszącym lub gazem fluidującym, przenosi się z komory procesowej (16, 116) do komory reaktora (10), tylko częściowo, poprzez ponowne wprowadzanie cząstek stałych do komory reaktora poprzez uszczelnienie.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz użyty do transportu pneumatycznego cząstek w komorze unoszącej jest powietrzem wtórnym stosowanym w komorze reaktora (10).

176 315
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że oddziela się cząstki od gazu dostarczanego z reaktora (10) z obiegowym złożem fluidalnym i ponownie wprowadza usunięte cząstki do komory reaktora (10) przez komorę procesową (16,16,116).
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie panujące na trzecim poziomie, przy wylocie z komory procesowej (16, 116) ustala się wyżej niż ciśnienie na drugim poziomie, przy wylocie z komory unoszącej (14,114, 214).
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie w komorze reaktora (10) na trzecim poziomie jest niższe niż ciśnienie w komorze procesowej (16, 16, 116) na trzecim poziomie.
17. Urządzenie do obróbki materiałów w złożu fluidalnym w reaktorze ze złożem fluidalnym, które zawiera komorę reaktora, wraz ze ścianami bocznymi określającymi wnętrze komory reaktora, w której znajduje się fluidalne złoże cząstek stałych usytuowane w niższej części komory reaktora, znamienne tym, że obejmuje komorę unoszącą (14,114,214) połączoną z niższą częścią komory reaktora (10), za pomocą kanału wylotowego (20,120, 220), przy czym kanał wylotowy jest umieszczony na pierwszym poziomie w komorze reaktora, a za komorą unoszącą usytuowana jest komora procesowa (16, 116) zawierająca złoże cząstek stałych, połączona na drugim poziomie, wyższym niż poziom pierwszy, z górną częścią komory unoszącej za pomocą kanału (34, 134, 234), przy czym w ruszcie (36) tworzącym dno komory unoszącej (14, 114, 214) osadzone są dysze gazowe, a ponadto tym, że zawiera kanał wlotowy (26) łączący komorę procesową (16,116) z komorą reaktora (10), umieszczony na trzecim poziomie, wyższym niż pierwszy poziom.
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że ponadto zawiera powierzchnie (148) wymieniające ciepło umieszczone w komorze procesowej (116).
19. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że ponadto zawiera wspólną ścianę (22) oddzielającą reaktor (10) i komorę unoszącą (14).
20. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że wspólna osłona (12) usytuowana jest nad komorą unoszącą (14) i procesową (16), a między komorą unoszącą (14) i komorą procesową (16) usytuowana jest ścianka oddzielająca sięgająca od wewnątrz do wspólnej osłony (12).
21. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że w dnie (42) komory procesowej (16) osadzone są dysze powietrzne (40).
22. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że w kanale wylotowym (20) umieszczony jest ruszt uszczelniaj ący (24). '
23. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że wewnątrz kanału wylotowego (20) zamocowane jest uszczelnienie.
24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że uszczelnienie wewnątrz kanału wylotowego (20) stanowi szczególnie ruszt uszczelniający i zawór w kształcie litery L.
25. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że zawiera ponadto kanał wlotowy (27,127) usytuowany we wspólnej części ściany (28,128) komory procesowej (16,116) i komory reaktora (10), przy czym kanał ten jest usytuowany poniżej kanału wlotowego (26,126).
26. Urządzenie według zastrz. 25, znamienne tym, że wewnątrz kanału wlotowego (27,127) znajduje się uszczelnienie.
27. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że kanał wlotowy (26) jest usytuowany wyżej niż kanał (34).
28. Urządzenie według zastrz: 17, znamienne tym, że wylot kanału wlotowego (26) w komorze reaktora (10), znajduje się w jej części niskociśnieniowej, a jego wlot w komorze procesowej (16) jest usytuowany w części wysokociśnieniowej.

176 315