Wynalazek dotyczy sposobu prowadzenia reakcji chemicznych miedzy stalymi materiala¬ mi ziarnistymi, utrzymywanymi w stanie fluidy- zacji.Stosowanie znanych reaktorów fluidyzacyj¬ nych wykazuje niedogodnosci w przypadku gdy produkty reakcji staja sie topliwe w temperatu¬ rze reakcji i wykazuja sklonnosc zlepiania sie w zwarta mase osadzajaca sie w postaci skorupy na bocznych sciankach reaktora, wskutek czego nie moga byc utrzymywane w zawiesinie w po¬ wietrzu, badz opadaja na dno reaktora, gdzie gromadzac sie zatykaja otwory dysz powietrz¬ nych.Niedogodnosc ta jest uciazliwa zwlaszcza w reakcjach zgazowywania, spalania lub kokso¬ wania paliw, gdyz zuzel lub duze kawalki koksu zasklepiaja ruszt.Zjawiska te zachodza w komorze spalania pewnych palenisk, do której doprowadza sie w sposób ciagly paliwo sproszkowane i utrzy¬ mywane w ruchu wirowym pod lacznym dziala¬ niem strumienia gazu, wznoszacego sie do góry i bocznego pomocniczego strumienia gazu w przy¬ padku, gdy paliwo nie posiada okreslonego poziomu.Wynalazek ma na celu usuniecie tych niedogod¬ nosci. Dotyczy on sposobu prowadzenia reakcji chemicznych z materialami ziarnistymi utrzy¬ mywanymi w stanie fluidyzaeji, umozliwiajacym tworzenie sie mas stalych, opadajacych na spód warstwy fluidyzacyjnej. Sposób wedlug wyna¬ lazku polega na tym, ze material ziarnisty utrzy¬ muje sie w postaci warstwy fluidyzacyjnej zrów¬ nowazonej hydrostatycznie we wszystkich miej¬ scach reaktora wskutek czego powstajaca w tymprocesie masa stala opada na spód tej warstwy, skad usuwa sie ja mechanicznie poprzez powie¬ rzchnie tej warstwy.Rozmaite odmiany tego sposobu wyplywaja z róznych postaci wykonania urzadzenia, umoz¬ liwiajacego urzeczywistnienie tego sposobu.Na ogól posiada ono we wszystkich przypadkach przenosnik, n$. mechaniczny Aiszt ciagly bez konca, przechodzacy przez' reaktor i na swej drodze napotykajacy na materialy ziarniste, utrzymywane w postaci warstwy fluidyzacyjnej przez wdmuchiwanie przez ruszt gazu, przy czym warstwa fluidyzacyjna rozciaga sie az do miejsca wynurzania sie rusztu przechodzacego przez reaktor. Natezenie dmuchu w kazdym punkcie rusztu jest regulowane w celu zapew¬ nienia prawidlowej fluidyzacjiipozwala w miej¬ scu wynurzania sie rusztu na oddzielanie zlepio¬ nej masy z warstwy fluidyzacyjnej i usuwanie jej na zewnatrz.Wedlug pierwszej postaci wykonania urza¬ dzenia ruszt ma postac tasmy bez konca prze¬ suwanej mechanicznie w kierunku wynurzania sie rusztu, którego co najmniej jedna czesc jest nachylona w ten sposób, iz przecina ona swo¬ bodna powierzchnie warstwy fluidyzacyjnej. - Wedlug drugiej postaci wykonania ruszt po¬ siada równiez ksztalt tasmy bez konca przesu¬ wanej mechanicznie w kierunku wynurzania sie rusztu i jest umieszczony calkowicie poziomo i powierzchnia warstwy fluidyzacyjnej, zrówno¬ wazonej hydrostatycznie we wszystkich miej¬ scach reaktora, jest doprowadzana do zetkniecia z rusztem w koncu swego zanurzenia sie na sku¬ tek przeciwcisnienia gazu, panujacego nad ru¬ sztem w tym miejscu, przy czym sila dmuchu przez kazdy punkt rusztu i cisnienie nad rusztem sa regulowane tak, aby zapewnic prawidlowa fhiidyzacje i aby umozliwic dzieki ewentualne¬ mu dzialaniu lacznemu narzadów zamykajacych w miejscu wynurzania sie rusztu porywanie poza reaktor tylko masy stalej opadajacej na spód waistwy fluidyzacyjnej z wylaczniem jednak cial ziarnistych utrzymywanych w stanie fluidy- zacji.Te narzady zamykajace moga skladac sie z krazków pionowych,, obracajacych sie dokola osi poziomej na spodzie scianki ograniczajacej reaktor w miejscu wynurzania sie rusztu, badz poziomego walka spoczywajacego na ruszcie na zewnatrz reaktora w miejscu wynurzania sie rusztu. Aczkolwiek ruszt w postaci tasmy bez konca stanowi korzystna postac wykonania urzadzenia, to jednak mozna stosowac równiez ruszt okragly obracajacy sie dokola osi piono¬ wej, przy czym strefy zanurzania, gdzie ewen¬ tualnie sa umieszczone narzady zamykajace, sa rozmieszczone promieniowo.Zamiast rusztu przedmuchiwanego przez gaz mozna równiez w sposobie wedlug wynalazku zastosowac . urzadzenie slimakowe umieszczone w tym samym otworze.Nalezy zaznaczyc, ze zlepianie sie masy stalej, która przywiera do reaktora, nastepuje przy sciankach bocznych reaktora. W celu unikniecia tej niedogodnosci proponowano zaopatrzyc scianki reaktora w wykladzine ze specjalnego tworzywa ogniotrwalego jak równiez w skro¬ baczki ruchome; proponowano równiez umiescic na sciankach bocznych plaszcze Wodne, które jednak zmniejszaja wydajnosc urzadzenia ochla¬ dzajac materialy reakcyjne.Wynalazek ma na celu unikniecie równiez tego rodzaju niedogodnosci przez umieszczenie scianek bocznych reaktora okolo rusztu rucho¬ mego lub otworu dolnego, sluzacego do wdmu¬ chiwania gazu w znacznej odleglosci od brzegów rusztu lub wspomnianego otworu.Odleglosc brzegów rusztu lub otworu od linii przeciecia sie scian bocznych reaktora z dnem tegoz powinna byc wystarczajaca do wytworze¬ nia odpowiedniej przestrzeni, na której powstac moze naturalne zsypisko ziarnistego materialu nie poddawanego fluidyzacji, wznoszace sie do poziomu warstwy fluidyzacyjnej lub ponad nia.Oczywiscie jest rzecza konieczna, aby scianki boczne reaktora byly ustawione pionowo lub co najmniej nachylone do pionu o kat mniejszy od kata zsypu naturalnego wspomnianych mate¬ rialów ziairnistych.Stwierdzono, ze w tych warunkach powierz¬ chnia zsypiska w swej górnej czesci jest stale odnawiana przez odrzucany na nia material flui¬ dyzacyjny, który stacza sie na ruszt lub otwór sluzacy do wdmuchiwania gazu. Stwierdzono równiez, ze wytwarzajace sie podczas reakcji bryly zlepione staczaja sie szybko z zsypiska i gromadza sie na ruszcie lub na otworze, skad mozna je usunac za pomoca srodków omówio¬ nych powyzej.Stosowanie zsypiska daje podwójna korzysc, poniewaz umozliwia izolacje cieplna reaktora i oddzielanie scianek bocznych od jakiegokol¬ wiek badz stykania sie z zuzlem i przez co unika sie mozliwosci przywierania zuzla do scianek reaktora.Oczywiscie, sposób ten nadaje sie do mate¬ rialów ziarnistych tworzacych zsypisko wówczas 2gdy nie wykazuja one nadmiernej zdolnosci zle¬ piania sie w temperaturze, w której prowadzi sie proces. Sposób ten nadaje sie na przyklad do wiekszosci paliw.W celu ograniczenia zlepiania sie materialów ziarnistych tworzacych zsypisko mozna stoso¬ wac, nie wychodzac poza ramy wynalazku, roz¬ maite srodki, z których jeden polega na ochla¬ dzaniu zsypiska przez umieszczenie wewnatrz niego powierzchni ochladzajacych mozliwie rów¬ nolegle do powierzchni zetkniecia sie zsypiska z warstwa fluidyzacyjna. Inny srodek polega na calkowitym lub czesciowym zasilaniu reaktora nie od góry lub wewnatrz warstwy fluidyzacyj¬ nej lecz z boku zsypiska, które w ten sposób jest odswiezone calkowicie w sposób ciagly lub przerywany.To zasilanie boczne mozna uskutecznic za po¬ moca tloka lub za pomoca slimaka przechodza¬ cego przez scianki boczne reaktora.Wynalazek jest lepiej zrozumialy z opisu za¬ mieszczonego ponizej w. powolaniu sie na ry¬ sunek, na którym fig; 1 przedstawia przekrój podluzny pierwszej postaci urzadzenia sluzacego do stosowania w praktyce sposobu, wedlug wy¬ nalazku, fig. 2 — przekrój wzdluz linii II — II na fig. 1, fig. 3 — przekrój podluzny przedsta¬ wiajacy schematycznie zasade drugiej postaci urzadzenia, fig. 4 — przekrój wzdluz linii IV — IV na fig. 3, fig. 5 — przekrój podluzny podobny do fig. 3 iimej postaci urzadzenia i wreszcie fig. 6 — przekrój wzdluz linii VI — VI na fig. 5. Na fig. 1 i 2 przedstawiono reaktor flui¬ dyzacyjny, tworzacy palenisko stosowane do zgazpwywania paliw. Nad paleniskiem tym jest umieszczony kociol wodnorurkowy pominiety). Reaktor jest ograniczony z boku sciankami rozszerzajacymi sie ku górze i ochla¬ dzanymi rurami pionowymi 2 polaczonymi z za¬ silajacymi przewodami zbiorczymi 3 i przewo¬ dami parowymi 4, przy czym rury te sa pokryte warstwa cementu 5 tworzaca scianke zimna zapot?iegaj4ca przywieraniu. Dnem reaktora jest powierzchnia górna rusztu mechanicznego 7 na¬ chylonego miedzy dolnym krazkiem 8 i górnym 9.Miedzy plaszczyznami górna 6 i dolna 6' tego rusztu sa rozmieszczone zbiorniki dmuchu 10a... 10n, zasilane, powietrzem z boku, dzieki czemu mozna regulowac w sposób odpowiedni cisnienie powietrza przedmuchiwanego przez ruszt tak, aby cisnienie powietrza wdmu¬ chiwanego w koncu dolnym do zbiornika 10a bylo wyzsze od cisnienia gazu wdmu¬ chiwanego do zbiornika lOrz w koncu górnym. W ten sposób warstwa 11 jest fluldyzo- wana w stopniu równomiernym a wskutek tego powierzchnia wolna 12 tej warstwy przebiega w przyblizeniu poziomo. Krazek 13 osadzony przegubowo oddziela wlasciwa komore paleni¬ skowa 14 od popielnika 15, umozliwiajac jednak przesuwanie sie zuzla wytwarzajacego sie na ru¬ szcie.Ruszt mechaniczny jest typu zwykle stosowa¬ nego, jego plaszczymy sa na ogól utworzone jak wiadomo z pretów ogniotrwalych polaczonych ze soba w ten sposób, iz umozliwiaja przechodze¬ nie miedzy ich bokami powietrza. Gdy plasz¬ czyzna rusztu jest nachylona wzgledem poziomu pod katem wiekszym niz 25* jest rzecza koniecz¬ na w celu unikniecia zeslizgiwania sie produktu zaopatrzyc te prety w wystepy w ksztalcie zlobków lub zebów. Próby dokonane wykazaly mozliwosc spalania sposobem wedlug wynalazku okolo 1500 kg paliwa na godzine na mciiza kwadratowym rusztu, co stanowi znaczna ko¬ rzysc, gdyz tego rodzaju ruszty moga posiadac znacznie mniejsza powierzchnie w stosunku do rusztów znanych i moga z korzyscia sluzyc do wyposazenia palenisk o bardzo duzej mocy w centralach cieplnych.Urzadzenie zasilajace materialem ziarnistym, który w tym przypadku stanowi mial palny, jest utworzone z leja 16 zasilajacego kolo lopatkowe 17. To ostatnie moze byc zastapione przez urza¬ dzenie, w którym mial jest wdmuchiwany za pomoca powietrza.Urzadzenie to dziala w sposób nastepujacy: ruszt porusza sie w kierunku strzalki F z pred¬ koscia stala, przy czym ruch ten powoduje nie zasilanie w paliwo, jak w urzadzeniach znanych, lecz tylko usuwanie zuzla. Sila dmuchu poprzez rózne zbiorniki jest regulowana w ten sposób, ze stopien fluidyzacji we wszystkich miejscach warstwy fluidyzacyjnej II jest równomierny bez wzgledu ha grubosc tej warstwy bez koniecznosci doprowadzania znaczniejszej ilosci mialu pal¬ nego. Jednoczesnie powierzchni swobodnej war¬ stwy fluidyzacyjnej zapewnia sie polozenie po¬ ziome.Dla. utrzymania warstwy fluidyzacyjnej na stalym poziomie urzadzenie zasilajace jest roz¬ rzadzane za pomoca pominietego na rysunku regulatora, umieszczonego na poziomie powierz¬ chni warstwy fluidyzacyjnej 12., Stwierdzono, ze jesli grubosc warstwy fluidy¬ zacyjnej jest dostatecznie duza wówczas gazy fluidyzacyjne w przewazajacej czesci sa utwo¬ rzone z gazu czadnicowego. Mozna wiec osia-griac calkowite spalanie przez doprowadzenie powietrza dodatkowego ponad paleniskiem w miejscu leja 16.To spalanie w dwóch stadiach pozwala latwo uniknac nadmiernego miejscowego wzrostu tem¬ peratury, zapewniajac bardzo dobre przenoszenie ciepla do wiazki rurek lub do kotla.Mozna obnizyc poziom wamstwy fluidyzacyjnej wdmuchujac powietrze wtórne, przy jej po¬ wierzchni i osiagnac bezposrednio calkowite spalanie mialu, wskutek czego temperatura bar¬ dzo wzrasta i w tym przypadku korzystnie jest wylozyc reaktor specjalnym tworzywem ognio¬ trwalym. Dzieki sposobowi, sfcanowiecemu przed¬ miot wynalazku, plonaca warstwa fluidyzacyjna ! wykazuje te korzysc, iz* na skutek swej pojem¬ nosci termicznej zasilanie odbywa sie bez prze¬ szkód nawet w przypadku gdy mial jest bardzo wilgotny lub gdy koksuje. Pozwala on mianowi¬ cie spalac w korzystnych warunkach mial mie- j szany (mul) i mial antracytowy. Oczywiscie jest rzecza konieczna, aby paliwo bylo równomiernie rozmieszczone na powierzchni za pomoca kola < lopatkowego 17. Moznaby wreszcie mial palny wprowadzac, bezposrednio za pomoca odpowied¬ niego urzadzenia c|o wnetrza warstwy pod wa¬ runkiem zapewnienia natychmiastowego zetknie¬ cia sie z produktami plonacymi. Jest równiez - rzecza korzystna mieszac mial z sadza pochodza¬ ca z odpylania spalin.Dzieki wynalazkowi wieksza czesc popiolu z wegla przeksztalca sie w zuzel, który jest zbyt ciezki, aby uczestniczyc we fluidyzacji i który jest usuwany przez ruszt wznoszacysie kugórze i przecinajacy powierzchnie wolna warstwy fluidyzacyjnej, co pozwala oddzielic dokladnie zuzel od paliwa. Stwierdzono, ze zuzle odcia¬ gniete sa pozbawione czastek palnych, gdyz mial palny jest stale oddzielany i odrzucany z po¬ wierzchni rusztu i utrzymywany w zawiesienie w warstwie fluidyzacyjnej za pomoca powietrza wdmuchiwanego pod wspomnianym rusztem.Do powyzszego urzadzenia mozna wprowadzic bardzo liczne zmiany. Mozna na przyklad za¬ silac pewne odcinki rusztu powietrzem zmiesza¬ nym z para wodna lub spalinami w celu obnize¬ nia temperatury warstwy fluidyzacyjnej lub mozna wdmuchiwac powietrze w sposób pulsu¬ jacy.Mozna równiez w urzadzeniu tym prowadzic proces jak w czadnicy, zamykajac przewody 1? w celu uzyskania gazu czadnicowego i ewentual¬ nie gaz ten wzbogacic zasilajac ruszt tlenem zmieszanym z para wodna.Mozna wreszcie usuwac zuzel poprzez powierz¬ chnie 12, stosujac ruszt wstrzasowy lub popy¬ chajacy lub przedluzajac ruszt w kierunku po¬ ziomym za pomoca urzadzenia slimakowego na¬ chylonego luib nawet pionowego i wreszcie za¬ stepujac ruszt pochyly slimakiem.Figury 3 i 6 sa prawie identyczne. Na figurach tych liczba 36 oznacza mechaniczny ruszt po¬ ziomy poruszany za pomoca walków o osiach poziomych 37 i 37\ Ruszt przesuwa sie w kierun¬ ku wskazanym strzalka F w zbiorniku zamknie¬ tym 38 ograniczonym sciankami pionowymi 39 i 40, reaktorem 52, w którym jest utrzymywana warstwa fluidyzacyjna 41 ó poziomie 42, przy czym reagujacy material ziarnisty doprowadza sie w znany sposób. Pod rusztem 36 sa umiesz¬ czone skrzynie dmuchawowe 43 zasilane przewo¬ dem zbiorczym 44.Sciany pionowe 39 i 40 sa umieszczone jedna z tylu druga z przodu na drodze przebywanej przez górna plaszczyzne rusztu 36, przy czym pierwsza z nich styka sie z tym rusztem w miej¬ scu 45, druga zas nie dotyka rusztu tworzac otwór 46.W postaci wykonania przedstawionej na fig. 3 przed tym otworem 46 nie ma narzadu zamyka¬ jacego. Natomiastw postaciach wykonania przed¬ stawionych na fig. 5—6 przed tym otworem obra¬ ca sie beben 35 o osi poziomej spoczywajacy na ruszcie 36 i stykajacy sie ze scianka 40. Sciana 40 w górnej czesci jest zaopatrzona w otwór, którego przekrój jest regulowany za pomoca zasuwy R.Zasada dzialania tej postaci wykonania moze byc zrozumiana dobrze jesli powolac sie na fig. 3, na której widac, iz otwór 46 jest pozbawiony narzadu zamykajacego. Regulujac odpowiednio z jednej strony cisnienie gazu wdmuchiwanego przez skrzynie 43 i z drugiej strony nadcisnienie panujace w zbiorniku 38 mozna ociagnac cisnie¬ nie odpowiadajace nastepujacemu stosunkowi: P2^ ^i + h. d w którym P2 oznacza cisnienie panujace w zbiorniku 38, Pi — cisnienie panu¬ jace w reaktorze 52, h — oznacza wysokosc warstwy fluidyzacyjnej 41, znajdujacej sie w równowadze wewnatrz reaktora id — gestosc warstwy fluidyzacyjnej. Gdy stosunek ten jest zachowany nadcisnienie panujace w zbiorniku 38 uniemozliwia przechodzenie przez otwór 46 ma¬ terialowi fluidyzacyjnemu, który w ten sposób jest utrzymywany w równowadze hydrostatycz¬ nej, lecz otwór ten nie przeszkadza jednoczesnie przechodzeniu brylom zlepionym, nie znajduja¬ cym sie w stanie fluidyzacji i które w ten sposób -v * —sa usuwane za pomoca rusztu 36 na zewnatrz reaktora wlasciwego.Odmiana urzadzenia przedstawiona na fig. 5 i 6 umozliwia przeprowadzenie w praktyce tych wa¬ runków w sposób bardziej odpowiedni. Beben 35 jest osadzony w lozyskach mogacych sie przesu¬ wac pionowo w celu umozliwienia mu przesuwa¬ nia sie w kierunku poosiowym. Cisnienie w zbior¬ niku 38 jest utrzymywane równiez na poziomie nieco wyzszym od cisnienia panujacego w strefie 41, wskutek czego material fluidyzacyjny nie moze uchodzic przez szczeliny miedzy bebnem 35 i spodem sciany pionowej 40. Jest rzecza zrozu¬ miala, ze material ziarnisty 41 nie moze byc porywany w ilosci znaczniejszej przez ruszt gdy material ten znajduje sie w stanie fluidyza- cji, natomiast bryly zlepione nie bedace w stanie fluidyzacji, sa rozdrabniane przez beben i uno¬ szone przez ruszt. Mozna by równiez jak wska¬ zano powyzej zastapic beben przez ruchome za¬ slony unoszace sie przy przechodzeniu bryl zle¬ pionych lecz ograniczajace uchodzenie materialu fluidyzacyjnego.Jak uwidoczniono na fig. 3—6 ruszt 36 jest polaczony ze scianami bocznymi reaktora, sciana¬ mi 49, 49* poziomymi, na których gromadza sie zsypiska 50 i 50'. Na skutek dzialania sily ciez¬ kosci powierzchnia wolna lych zsypisk jest stale odnawiana tak, iz nie ma obawy, ze beda przy¬ wieraly one do scianek reaktora.Jesli przerwac zasilanie skrzyni 43 z tylu ru¬ sztu 36 tworzy sie równiez zsyp 51 w strefie 41, który jest stale odnawiany nie tylko wskutek fluidyzacji, lecz w wiekszym stopniu dzialaniem rusztu, Zsypisko, o którym mowa powyzej, ma na celu umozliwic dowolne zmniejszanie po¬ wierzchni uzytkowej dmuchu, a wiec i spraw¬ nosci reaktora.Wreszcie z pomiedzy innych licznych zmian jakie mozna wprowadzic nie wychodzac poza ramy wynalazku mozna przytoczyc odmiane urzadzenia, wedlug której ruszt jest okragly i obraca sie okolo osi pionowej, scianki zas oddzielajace strefe fluidyzacyjna od reszty zbior¬ nika pod cisnieniem sa ustawione promieniscie i beben wyrównywujacy bryly zlepione jest za¬ stapiony przez stozek zwezajacy sie ku srodkowi i umieszczony równiez wzdluz promienia stycz¬ nie do drugiej scianki.W innej odmianie urzadzenia przenosnik, na którym znajduje sie material ziarnisty utrzymy¬ wany w postaci warstwy fluidyzacyjnej za po¬ moca wdmuchiwania gazu stanowi sruba Ar- chimedesa. PL