PL189012B1

PL189012B1 - Urządzenie fluidyzacyjne

Info

Publication number: PL189012B1
Application number: PL98327724A
Authority: PL
Inventors: Kenichi Arima; Kenji Tagashira; Isao Torii; Kazuyuki Myoyo; Yoshihisa Arakawa
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2005-06-30
Also published as: DE69824497T2; HUP9801785A3; JP3595435B2; ES2219846T3; CZ289339B6; DE69824497D1; EP0895807A2; HU228085B1; JPH1151315A; US6122842A; ID20658A; CZ237498A3; EP0895807B1; HUP9801785A2; EP0895807A3; HU9801785D0; PL327724A1

Abstract

1. Urzadzenie fluidyzacyjne zawierajace co najmniej pierwsze i drugie zloza fluidal- ne, polaczone na ogól poziomym ruchem czastek z pierwszego zloza do drugiego zloza, znamienne tym, ze zawiera regulator (34, 034, 0034) ruchu czastek wyposazony w umieszczone pomiedzy zlozami (20b, 20c) rury (30a-30j) z dyszami do regulacji predkosci przeplywu, a kazda rura (30a- 30j) z dyszami ma otwory (31) dyszowe, przy czym rury (30a-30j) z dyszami tworza uklad dwuwymiarowy otworów (31) dy- szowych w poprzek obszaru, przez który przechodza czastki na ogól poziomo po- miedzy dwoma zlozami (20b, 20c). FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie fluidyzacyjne zawierające co najmniej pierwsze i drugie złoża fluidalne, połączone na ogół poziomym ruchem cząstek z pierwszego złoża do drugiego złoża, charakteryzujące się tym, że zawiera regulator ruchu cząstek wyposażony

189 012 w umieszczone pomiędzy złożami rury z dyszami do regulacji prędkości przepływu, a każda rura z dyszami ma otwory dyszowe, przy czym rury z dyszami tworzą układ dwuwymiarowy otworów dyszowych w poprzek obszaru, przez który przechodzą cząstki na ogół poziomo pomiędzy dwoma złożami.

Rury z dyszami są rozmieszczone w odstępach, oraz że dysze stanowią opornik dla ruchu cząstek gdy gaz nie jest wysyłany przez otwory dyszowe.

Stosunek odstępu rur z dyszami do ich zewnętrznej średnicy jest nie większy niż 10.

Urządzenie fluidyzacyjne zawiera zawór regulacji przepływu umieszczony w rurze do podawania gazu do rury z dyszami, a ponadto zawiera oddzielny zawór regulacji wielkości przepływu umieszczony w każdej z rur wlotowych rur z dyszami i oddzielny zawór otwarcia i zamknięcia umieszczony w oddzielnej rurze wlotowej każdej rury z dyszami.

Urządzenie zawiera rurę odgałęźną, połączoną z rurą do podawania gazu przepływającego i z górną powierzchnią drugiego złoża fluidalnego oraz zawiera zawór regulacji prędkości przepływu umieszczony w rurze odgałęźnej.

Urządzenie zawiera rurę odgałęźną, połączoną z kanałem przepływu dla podawania gazu przepływającego do dolnej części drugiego złoża fluidalnego i z górną przestrzenią drugiego złoża fluidalnego oraz zawiera zawór regulacji prędkości przepływu umieszczony w rurze odgałęźnej.

Regulator ruchu cząstek z pierwszego złoża fluidalnego do drugiego złoża fluidalnego ma rury z dyszami ułożone jak szczeble drabiny jedna nad drugą w poprzek obszaru, przez który przechodzą na ogół poziomo cząstki pomiędzy dwoma złożami fluidalnymi, przy czym pionowe szczeliny lub przestrzenie pomiędzy szczeblami są określone funkcją rur jako opornika dla ruchu cząstek i opornością regulowaną przez ilość gazu wydmuchiwanego z otworów dyszowych.

Regulator ruchu cząstek z pierwszego złoża fluidalnego do drugiego złoża fluidalnego ma rury z dyszami ułożone jak szczeble drabiny jedna nad drugą w poprzek obszaru, przez który przechodzą na ogół poziomo cząstki pomiędzy dwoma złożami fluidalnymi, przy czym regulator ruchu cząstek zawiera zasilacz gazu do dostarczania gazu dla wydmuchiwania z otworów dyszowych i regulator gazu wydmuchiwanego do regulacji ilości gazu wydmuchiwanego z otworów dyszowych.

Otwory dyszowe są umieszczone na spodzie rur z dyszami.

Dzięki niniejszemu wynalazkowi uzyskuje się efekty jak prędkość przepływu cząstek poruszających się pomiędzy sąsiednimi złożami fluidalnymi może być regulowana sposobem niemechanicznym, charakterystyka histerezowa regulacji prędkości przepływu ulega eliminacji, prędkość przepływu poruszających się cząstek może być zmniejszona dokładnie do zera, nawet, gdy złoże fluidalne jest stosunkowo grube, albo nawet, gdy złoże fluidalne jest stosunkowo cienkie, prędkość przepływu może być dokładnie regulowana.

Przedmiot wynalazku jest uwidocznony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia widok przekrojowy schematycznie obrazujący jednostkę regulacji krążenia cząstek, zawierającą regulator wielkości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku, fig. 2 - częściowo powiększony widok regulatora wielkości ruchu cząstek z fig. 1, fig. 3 - widok z boku obrazujący pierwsze przykładowe wykonanie układu dysz regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania regulatora wielkości ruchu cząstek z fig. 1 i 2, fig. 4 schemat krzywej charakterystyki, ukazujący porównanie charakterystyki (linia ciągła) regulatora wielkości ruchu cząstek z fig. 1 i charakterystyki (linia przerywana) regulatora wielkości ruchu cząstek z pos. 4 znanego ze stanu techniki, fig. 5 - widok z boku obrazujący drugie przykładowe wykonanie układu dysz regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania regulatora wielkości ruchu cząstek według mniejszego wynalazku, fig. 6 - charakterystykę regulacji krążenia cząstek w przykładowym wykonaniu z fig. 5, w której oś odciętych reprezentuje liczbę zaworów otwartych jednocześnie a oś rzędnych reprezentuje ilość zawracanych na zimno cząstek znormalizowaną przez maksymalną prędkość przepływu, fig. 7 - widok z boku obrazujący trzecie przykładowe wykonanie układu rur dyszowych regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania regulatora wielkości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku, fig. 8 - charakterystykę regulacji krążenia cząstek w przykładowym wykonaniu z fig. 7, w której oś odciętych reprezentuje liczbę zaworów otwartych jednocześnie a oś rzęd189 012 nych reprezentuje ilość zawracanych na zimno cząstek znormalizowaną przez maksymalną prędkość przepływu, fig. 9 - widok z boku obrazujący czwarte przykładowe wykonanie układu dysz regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania regulatora wielkości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku, fig. 10 - widok przekrojowy obrazujący jednostkę regulacji krążenia cząstek, w której zastosowano czwarte przykładowe wykonanie, pos. 1 schemat, obrazujący bojler cyrkulacyjnego złoża fluidalnego, znany ze stanu techniki, który jest urządzeniem do reakcji gazu z ciałem stałym, wyposażonym w regulator wielkości ruchu cząstek, pos. 2 - widok przekrojowy schematycznie obrazujący jednostkę regulacji krążenia cząstek znaną ze stanu techniki, pos. 3 - wykres ukazujący związek wielkości cząstek przepływających w układzie zawracania na zimno i wielkości powietrza przepływającego w dyszy regulacji prędkości przepływu w regulatorze wielkości ruchu cząstek znanym ze stanu techniki, pos. 4 - przekrojowy widok schematycznie obrazujący obwód dyszy regulacji prędkości przepływu znanej ze stanu techniki.

Na fig. 1 przedstawiony jest przekrojowy widok schematycznie obrazujący jednostkę regulacji krążenia cząstek, mającą regulator wielkości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku. Regulator wielkości ruchu cząstek zawiera wiele rur dyszowych regulacji prędkości przepływu 30a, 3Ob, ..., 3Oj wykonanych z rur poziomych umieszczonych tak, by nachodziły na siebie pionowo w odstępach, w miejsce dyszy 23 regulacji prędkości przepływu konwencjonalnej jednostki regulacji krążenia cząstek przedstawionej na pos. 2. Inne elementy są takie same jak te na pos. 2. Te same numery odnośne nadano odpowiadającym elementom na obu rysunkach a ich opis jest został opuszczony.

Figura 2 przedstawia częściowo powiększony widok regulatora wielkości ruchu cząstek z fig. 1. Rury 30a, 30 łb ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu umieszczone są poziomo pomiędzy złożami fluidalnymi 20b i 20c, prostopadle do tego rysunku, a każda z rur z dyszami ma otwór emisji powietrza (otwór dyszowy) 31 na dolnej powierzchni rur dyszowych.

Długość d szczeliny pionowej albo przestrzeni pomiędzy rurami 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu może być ustawiona na dowolną wartość. W przykładzie z fig. 2, długość d jest ustawiona tak, by była niemal równa średnicy rury z dyszami do regulacji prędkości przepływu. Długość d jest głównie określona na podstawie wartości właściwości fizycznych dynamicznych cząstek, takich jak na przykład wartość zwana kątem spoczynku.

Figura 3 przedstawia pierwsze przykładowe wykonanie układu orurowania rur 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu. Powietrze ze wspólnego źródła 12 zasilania powietrzem, przechodzi przez miernik 32 przepływu i zawór 32b regulacji prędkości przepływu i wchodzi do rur 3Oa, 3Ob ..., 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu. Wymiar i układ otworów emisji powietrza (otworu dyszowego) 31, otwartego w rurach z dyszami do regulacji prędkości przepływu zaprojektowany jest z wzięciem pod uwagę charakterystyki stosowanej instalacji, na przykład, instalacji spalania oraz ilość powietrza przepływającego przez otwory dyszowe, tak by miała odpowiednią stratę ciśnienia.

Jako iż średnica D rur 30a, 30b„ ..., 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu oraz przestrzeń d utworzona pomiędzy nimi jest mała (ogólnie d/D<10), cząstki w złożu 20b fluidalnym ledwo co poruszają się do złoża 20c fluidalnego, chyba że cząstki pomiędzy nimi pobudzi się zdecydowanie do ruchu.

Gdy powietrze podawane jest do rur 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu i wysyłane z otworów z dyszami do przestrzeni pomiędzy rurami z dyszami, cząstki mogą się poruszać z złoża 20b fluidalnego do złoża 20c fluidalnego, a cząstki które przejdą do złoża 20c fluidalnego krążą przez układ 5 zawracania na zimno do komory 1 spalania. Rury 30a, 3Ob, ..., 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu umieszczone pomiędzy złożami 2Ob i 20c fluidalnymi służą jako kontrolowany opornik przeciwko cząstkom tworzącym złoża fluidalne.

Figura 4 przedstawia krzywe regulacji krążenia cząstek według niniejszego wynalazku w porównaniu ze stanem techniki. Ilość samego przepływającego powietrza jest większa niż w konwencjonalnych komorach spalania, w celu zastosowania funkcji rur dyszowych regulacji prędkości przepływu jako oporników kontrolowanych. Jednakże związek pomiędzy wielkością powietrza przepływającego w rurach dyszowych regulacji prędkości przepływu a wiel6

189 012 kością zawracanych na zimno cząstek staje się gładszy w porównaniu z konwencjonalnymi komorami spalania. Zaś histereza, w której zawracana na zimno ilość cząstek w fazie wzrostu zasilania powietrzem jest inna od fazy zmniejszania zasilania powietrzem, ulega rozmyciu.

Figura 5 przedstawia widok z boku, schematycznie obrazujący drugie przykładowe wykonanie układu rur z dyszami regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania regulatora ilości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku, zaś fig. 6 przedstawia charakterystykę regulacji krążenia cząstek w przykładowym wykonaniu z fig. 5.

To przykładowe wykonanie, zawiera mechanizm dostarczania i zatrzymywania przepływu powietrza przez rury z dyszami do regulacji prędkości przepływu, tak że równocześnie może być zmieniane działanie wielu rur z dyszami do regulacji prędkości przepływu według docelowej wartości prędkości przepływu cząstek.

Główna struktura tego przykładowego wykonania jest taka sama jak pierwszego wykonania. Powietrze ze źródła 12 zasilania powietrzem podawane jest przez miernik 32 przepływu, oraz otwierające i zamykające się zawory 33a, 33b, .... 33j i wchodzi do rur 30a, 30b,

30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu.

Regulator 34 otrzymuje ustaloną wstępnie prędkość przepływu cząstek oraz wynik miernika 32 przepływu w celu regulacji otwarcia i zamknięcia zaworów 33a, 33b,..., 33j.

W tym przykładowym wykonaniu, arbitralna część rur 30a, 30b,.,., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu może być otwarta w odpowiedzi na docelowy wsad prędkości przepływu cząstek celu. Drabinowate rury 30a, 3Ob, 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu służą jako kontrolowany opornik przeciwko przepływowi cząstek. Cząstki istniejące w pobliżu rur 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu, w których powietrze nie przepływa prawie się nie poruszają.

Przykład związku liczby przepuszczających rur z dyszami do regulacji prędkości przepływu (liczby otwartych zaworów) i wielkości zawracanych na zimno cząstek przedstawiono na fig. 6. Regulacja w tym sposobie może być nazwana regulacją stopniową. Innymi słowy, według liczby otwartych, przepuszczających powietrze rur z dyszami do regulacji prędkości przepływu, ilość cząstek zawracanych na zimno zmienia się stopniowo.

Figura 7 przedstawia widok z boku, schematycznie obrazujący trzecie przykładowe wykonanie układu rur z dyszami do regulacji prędkości przepływu i układu orurowania regulatora wielkości ruchu cząstek według niniejszego wynalazku.

To przykładowe wykonanie zawiera mechanizm do dostarczania i zatrzymywania przepływu powietrza w rurach z dyszami do regulacji prędkości przepływu oraz mechanizm regulacyjny dla ustalania wielkości powietrza na dowolną wartość. Liczba rur z dyszami do regulacji prędkości przepływu może być zmieniana a w tym samym czasie ilość powietrza przepływającego przez rury z dyszami może być zmieniona.

Główna struktura tego przykładowego wykonania jest taka sama jak w pierwszym przykładowym wykonaniu. Powietrze ze źródła zasilania powietrzem 12 podawane jest przez miernik 32 przepływu i zawory 35a, 35b, ..., 35j regulacji prędkości przepływu i wchodzi do rur 30a, 3Ob, ..., 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu. Regulator 034 otrzymuje wstępnie ustaloną prędkość przepływał cząstek oraz wynik miernika 32 przepływu, w celu kontrolowania zaworów 35a, 35b,...., 35j regulacji prędkości przepływu.

W tym przykładowym wykonaniu wstępną docelową prędkość przepływu cząstek uzyskuje się przez połączenie działania w celu otwarcia tylko części rur 30a, 3Ob, ..., 3Oj z dyszami do regulacji prędkości przepływu oraz działanie w celu zmiany wielkości gazu podawanego do otwartych zaworów 35a, 35b, ..., 35j regulacji prędkości przepływu. W rezultacie, w dodatku do regulacji prędkości przepływu cząstek przez kontrolę włączenia/wyłączenia opisaną w drugim przykładowym wykonaniu, ilość gazu przepływającego w rurach z dyszami do regulacji prędkości przepływu zmienia się tak, by zmieniać delikatnie prędkość przepływu cząstek.

Figura 8 przedstawia związek pomiędzy liczbą zaworów otwartych jednocześnie a ilością zawracanych na zimno cząstek w tym przykładowym wykonaniu. Jak widać wyraźnie z fig. 8, osiąga się bardziej szczegółową regulację w porównaniu z układem wykorzystującym jedynie otwieranie albo zamykanie zaworów.

189 012

W niniejszym przykładowym wykonaniu, ilość powietrza przez otwarte zawory regulacji przepływu 35a, 35b, ..., 35j oraz całkowita ilość powietrza przez całość rur 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu są zasadniczo proporcjonalne. Im większa jest ilość cząstek zawracanych na zimno, tym większa jest prędkość przepływu powietrza.

Figura 9 przedstawia widok z boku, schematycznie obrazujący czwarte przykładowe wykonanie układu rur dyszowych regulacji prędkości przepływu oraz układu orurowania.

Działanie tego przykładowego wykonania jest takie samo jak w drugim przykładowym wykonaniu z wyjątkiem tego, że ilość powietrza stosowana do regulacji krążenia cząstek może być ustalona niezależnie od wielkości krążenia cząstek.

Powietrze ze źródła 12 zasilania powietrzem podawane jest przez miernik 32 przepływu, zawory 33a, 33b, ..., 33j otwierające się i zamykające i wchodzi do rur 30a, 30b, ..., 30j z dyszami do regulacji prędkości przepływu. Omijający zawór 36 regulacji prędkości przepływu, jest połączony ze stroną wylotową miernika 32 przepływu. Wylotowa strona zaworu 36 omijającego regulacji prędkości przepływu jest połączona z górną częścią jednostki regulacji 3 krążenia cząstek (nie przedstawiono).

Ustalona wstępnie prędkość przepływu cząstek oraz wynik miernika 32 przepływu, podawane są do regulatora 0034. Kontroluje on otwarciem i zamknięciem zaworów 33a, 33b, ..., 33j otwarcia i zamknięcia oraz stopniem otwarcia omijającego zaworu 36 regulacji przepływu.

W tym przykładowym wykonaniu, omijający zawór 36 regulacji przepływu, może uczynić stałą ilość powietrza przepływającego w urządzenia (na przykład w bojlerze cyrkulacyjnego łoża upłynnionego), nawet jeżeli liczba otwartych zaworów 33a, 33b,..., 33j zmieni się.

Według niniejszego przykładowego wykonania, na przykład w bojlerze, konieczna ilość tlenu ma tendencję do bycia stałą, co może być spowodowane zmianą wielkości zawracanych na zimno cząstek.

Idea regulacji jest następująca.

Regulator 0034 decyduje o liczbie zaworów 33a, 33b,..., 33j, które mająbyć otwarte, na podstawie wielkości zawracanych na zimno cząstek, przy zastosowaniu znanej funkcji. Regulator 0034 uzyskuje całkowitą ilość powietrza Qi, która przepływa przez rury z dyszami do regulacji prędkości przepływu 30a, 30b, .,., 30j, gdy wszystkie zawory 33a, 33b, ..., 33j są otwarte (w tym stanie, ilość zawracanych na zimno cząstek jest maksymalna). Omijający zawór 36 regulacji prędkości przepływu jest kontrolowany tak, by wskazanie miernika przepływu 32 było zawsze równe całkowitej wielkości Qj.

Kontrolę z tego przykładowego wykonania można również zastosować do trzeciego przykładowego wykonania.

Figura 10 przedstawia przekrojowy widok, schematycznie obrazujący jednostkę regulacji krążenia cząstek, do której zastosowano to przykładowe wykonanie.

Główne elementy składowe są takie same jak w pierwszym przykładowym wykonaniu.

Przepustnica omijająca (zawór 36 omijający regulacji prędkości przepływu) jest zapewniony w układzie powietrznym (połączony ze skrzynią 21 c dmuchową) dla utworzenia upłynnionego złoża 20c fluidalnego po stronie układu 5 zawracania na zimno i zapewniony jest mechanizm omijania części powietrza przepływającego przez skrzynię 21c dmuchową do górnej części jednostki regulacji 3 krążenia cząstek.

To przykładowe wykonanie jest głównie stosowane w momentach uruchamiania albo zatrzymywania instalacji, na przykład instalacji spalania. Część powietrza przepływającego w złożu fluidalnym jest mijana w celu zmniejszenia prędkości powietrza tak, by zatrzymać krążenie cząstek pomiędzy sąsiednimi złożami fluidalnymi.

W bojlerze cyrkulacyjnego złoża fluidalnego, ilość spalania jest mała a całkowita ilość cząstek jest również mała w czasie uruchamiania. Zgodnie z tym, me jest konieczne, jeśli chodzi o równowagę termiczną bojlera, przepuszczać cząstki przez układ zawracania na zimno 5. Jednakże, jako iż całkowita ilość krążących cząstek jest mała, poziomy upłynnionych warstw złóż 20a, 20b i 20c są niskie, zwłaszcza poziom upłynnionej warstwy złoża 20c jest niski. Zgodnie z tym, jeżeli nie jest zapewniony mechaniczny mechanizm dla zamknięcia kanału przepływu cząstek, jak w stanie techniki, następujące problemy powstają i nie mogą być zlikwidowane: cząstki ze złoża 20b fluidalnego, przepływają do złoża 20c fluidalnego, albo

189 012 ciepło zostanie zaabsorbowane na powierzchni 24 przenoszenia, natomiast nie zajdzie to w czasie okresu uruchamiania.

Przeciwnie, w tym przykładowym wykonaniu, gdy pożądane jest zniesienie ruchu cząstek ze złoża 20b fluidalnego do złoża 20c upłynnionego, na przykład w czasie uruchamiania, przepustnica omijająca (zawór 36 omijający regulacji prędkości przepływu) może zostać otwarty w celu zmniejszenia prędkości powietrza złoża 20c fluidalnego.

To przykładowe wykonanie może być zastosowane w dowolnym z przykładowych wykonań od pierwszego do trzeciego.

189 012

F I G. I

189 012

F I G.2

Q~30b

Q~30c — , i_O-30d

Γ“Ο-30β

189 012 ³⁰©κ

30b-T

30c-d

30d-£

3Qg-4TT

30f-d

30g-dZ

30MI

30i<

30jUI

F I G.3 iD

7>

A J

32b

189 012

ILOŚĆ ZAWRACANYCH NA ZIMNO CZĄSTEK ZNORMALIZOWANA WZGLĘDEM

CL

- kg/s

F I G.4

ILOŚĆ POWIETRZA PRZEPŁYWAJĄCEGO DO DYSZY REGULACJI PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU

189 012

Sć

LU tCZ).

n w ? UJ °N Q_ < u-fo Z θθ χ N o5o > LU* Ζ<£

35°<_i <

0.5-

LICZBA ZAWORÓW OTWARCIA/ZAMKNIĘCIA OTWARTYCH JEDNOCZEŚNIE

189 012 *

UJ

I£ υ

— C 2 Sj CL CL Uf LU

Sal·ó b-

ro

189 012

F I G.8 kg/s

LICZBA ZAWORÓW OTWARTYCH JEDNOCZEŚNIE

189 012 łć

UJ

I — 5 z

o. o. LU* Ul

189 012

F I G. ΙΟ

189 012

POS. ι

189 012

POS. 2

189 012

ILOŚĆ ZAWRACANYCH NA ZIMNO CZĄSTEK

-U

CL

UJ

W o.

LU*— -J O Ο-ω no ? CL

UJ

Z <

QC

O z

N >

w <

LOŚĆ POWIETRZA PRZEPŁYWAJĄCEGO 30 DYSZY REGULACJI PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU

189 012

POS. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie fluidyzacyjne zawierające co najmniej pierwsze i drugie złoża fluidalne, połączone na ogół poziomym ruchem cząstek z pierwszego złoża do drugiego złoża, znamienne tym, że zawiera regulator (34, 034, 0034) ruchu cząstek wyposażony w umieszczone pomiędzy złożami (20b, 20c) rui}' (30a-30j) z dyszami do regulacji prędkości przepływu, a każda rura (30a-30j) z dyszami ma otwory (31) dyszowe, przy czym rury (30a-30j) z dyszami tworzą układ dwuwymiarowy otworów (31) dyszowych w poprzek obszaru, przez który przechodzą cząstki na ogół poziomo pomiędzy dwoma złożami (20b, 20c).
2. Urządzenie według zastrz. ł, znamienne tym, że rury (30a-30j) z dyszami są rozmieszczone w odstępach, oraz że dysze stanowią opornik dla ruchu cząstek gdy gaz nie jest wysyłany przez otwory (31) dyszowe.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że stosunek odstępu rur (30a-30j) z dyszami do ich zewnętrznej średnicy jest nie większy niż 10.
4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawiera zawór (32b) regulacji przepływu umieszczony w rurze do podawania gazu do rury (30a-30j) z dyszami.
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawiera oddzielny zawór (35a-35j) regulacji wielkości przepływu umieszczony w każdej z rur wlotowych rur (30a-30j) z dyszami.
6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawiera oddzielny zawór (33a-33j) otwarcia i zamknięcia umieszczony w oddzielnej rurze wlotowej każdej rury (30a30j) z dyszami.
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera rurę odgałęźną, połączoną z rurą do podawania gazu przepływającego i z górną powierzchnią drugiego złoża (20c) fluidalnego oraz zawiera zawór (36) regulacji prędkości przepływu umieszczony w rurze odgałęźnej.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera rurę odgałęźną, połączoną z kanałem przepływu dla podawania gazu przepływającego do dolnej części drugiego złoża (20c) fluidalnego i z górną przestrzenią drugiego złoża (20c) fluidalnego oraz zawiera zawór (36) regulacji prędkości przepływu umieszczony w rurze odgałęźnej.
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że regulator (34, 034, 0034) ruchu cząstek z pierwszego złoża (20b) fluidalnego do drugiego złoża (20c) fluidalnego ma rury (30a-30j) z dyszami ułożone jak szczeble drabiny jedna nad drugą w poprzek obszaru, przez który przechodzą na ogół poziomo cząstki pomiędzy dwoma złożami (20b, 20c) fluidalnymi, przy czym pionowe szczeliny lub przestrzenie pomiędzy szczeblami są określone funkcją rur jako opornika dla ruchu cząstek i opornością regulowaną przez ilość gazu wydmuchiwanego z otworów (31) dyszowych.
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że regulator (34, 034, 0034) ruchu cząstek z pierwszego złoża (20b) fluidalnego do drugiego złoża (20c) fluidalnego ma rury (30a-30j) z dyszami ułożone jak szczeble drabiny jedna nad drugą w poprzek obszaru, przez który przechodzą na ogół poziomo cząstki pomiędzy dwoma złożami (20b, 20c) fluidalnymi, przy czym regulator ruchu cząstek (34, 034, 0034) zawiera zasilacz, gazu do dostarczania gazu dla wydmuchiwania z otworów (31) dyszowych i regulator gazu wydmuchiwanego do regulacji ilości gazu wydmuchiwanego z otworów (31) dyszowych.
11. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 9, albo 10, znamienne tym, że otwory (31) dyszowe są umieszczone na spodzie rur (30a-30j) z dyszami.

* * *

189 012

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urządzenie fluidyzacyjne.

Na pos. 1 przedstawiono schematyczny diagram obrazujący bojler, mający cyrkulacyjne złoże fluidalne. Taki bojler jest typowym przykładem urządzenia do reakcji gazu z ciałem stałym, które wymaga regulacji wielkości ruchu strumienia cząstek.

Jak przedstawiono na pos. 1, bojler z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym ma komorę spalania 1, w której tworzy się złoże fluidalne o dużej prędkości i przeprowadza się w nim spalanie.

Cząstki i gaz, które tworzą złoże fluidalne o dużej prędkości w komorze spalania 1, przesuwają się z komory spalania 1 do cyklonu 2. Cząstki oddzielone od nich przeprowadzane są do jednostki regulacji 3 krążenia cząstek. Część oddzielonych cząstek powraca do komory spalania 1 poprzez układ 4 zawracania na gorąco, bez chłodzenia. Zaś inna część cząstek jest chłodzona przez odparowanie albo inną wymianę ciepła i zostanie zawrócona do komory spalania 1 poprzez układ 5 zawracania na zimno.

Gaz, który wyszedł z cyklonu 2 podlega wymianie ciepła na powierzchni konwekcyjnego przenoszenia ciepła 6, następnie przechodzi przez filtr 7 workowy, wiatrak 8 ciągu ssącego i komin 9 i zostanie ostatecznie uwolniony do atmosfery.

Powietrze konieczne do spalania podawane jest z dmuchaw lOa i lOb. Z drugiej strony, powietrze konieczne do regulacji krążenia cząstek podawane jest z dmuchawy 11 i źródła 12 zasilania powietrzem.

Na pos. 2 przedstawiono przekrojowy widok schematycznie ilustrujący jednostkę regulacji 3 krążenia cząstek znaną ze stanu techniki.

Wnętrze jednostki regulacji krążenia cząstek 3 podzielone jest na trzy złoża 20a, 20b i 20c fluidalne, w których powietrze z dmuchawy 11 doprowadzane jest ze skrzyń 2la, 21b i 21c dmuchowych przez dysze 22a,.... 22m. Złoża 20a, 20b i 20c fluidalne napędzane są tym powietrzem.

Cząstki rozdzielone przez cyklon 2 (nie przedstawiony na pos. 2) wchodzą do złoża 20b fluidalnego. Jego część krąży bezpośrednio, bez chłodzenia, przez złoże 20a fluidalne i układ 4 zawracania na gorąco do komory 1 spalania (nie przedstawione na pos. 2).

Inna część cząstek wchodzi do złoża 20c fluidalnego przez złoże 20b fluidalne i jest chłodzona na powierzchni 24 przenoszenia ciepła. Po opadnięciu temperatury cząstek, cząstki wracają przez układ 5 zawracania na zimno do komory 1 spalania.

Ilość cząstek przepływających w układzie 5 zawracania na zimno jest z kolei, regulowana przez dyszę 23 regulacji prędkości przepływu, która jest regulowana przez powietrze podawane ze źródła 12 zasilania powietrzem.

Na pos. 3 przedstawiono związek wielkości cząstek przepływających w układzie 5 zawracania na zimno, a wielkością powietrza przepływającego przez dyszę 23 regulacji prędkości przepływu w konwencjonalnej strukturze. Jest to zobrazowane na krzywych przedstawionych na pos. 3.

Związek wielkości powietrza przepływającego przez dyszę regulacji i prędkości przepływu a wielkością zawracanych na zimno cząstek jest nieliniowy i wzrasta gwałtownie.

Gdy ilość przepływającego powietrza jest mała, krążenie cząstek nie rozpoczyna się.

Istnieje charakterystyka histerezowa. Mianowicie, nawet gdy ilość powietrza przepływającego w dyszy regulacyjnej stanie się równa zero, krążenie cząstek nie zatrzyma się, albo też przepływ zatrzyma się po długim czasie opóźnienia.

Powyższa charakterystyka powoduje wiele problemów w działaniu urządzenia, na przykład w przypadku bojlera, temperatura spalania i/lub ilość odparowywania fluktuują. Zjawiska te można wyjaśnić jak następuje.

Na pos. 4 przedstawiono szczegółowy przekrojowy widok schematycznie obrazujący obrzeże dyszy regulacji prędkości przepływu znanej ze stanu techniki.

Powyższe problemy w działaniu spowodowane są tą przyczyną, iż „wysokość L otworu” pomiędzy dyszą 23 regulacji prędkości przepływu a ścianką działową jest duża. A zatem zmiana wielkości powietrza przepływającego w dyszy 23 regulacji prędkości przepływu, nie może precyzyjnie kontrolować ruchu cząstek ze złoża 20b fluidalnego do złoża 20c fluidalnego.