PT102386B - Disposicao de reactor ou camara de combustao de leito fluidificado com circulacao,com separador primario de particulas pavimentado internamente - Google Patents

Disposicao de reactor ou camara de combustao de leito fluidificado com circulacao,com separador primario de particulas pavimentado internamente Download PDF

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Description

DESCRIÇÃO “Disposição de reactor ou câmara de combustão de leito fluidificado com circulação , com separador primário de partículas pavimentado internamente”
CAMPO DO INVENTO
Na generalidade, o presente invento refere-se a reactores ou câmaras de combustão de leito fluidificado com circulação (CFB), tendo separadores de partículas tipo impacto e, mais particularmente, a um reactor ou câmara de combustão CFB, possuindo um separador de partículas tipo impacto aperfeiçoado. Em vez de proporcionar meios de cavidade ou tremonha, com aberturas de descarga por debaixo dos elementos de colector, formando o separador de partículas primário tipo impacto, um pavimento simples proporciona o retomo interno de todos os sólidos recolhidos numa porção de fundo do reactor ou câmara de combustão, para efeitos de recirculação subsequente.
ANTECEDENTES DO INVENTO
Em reactores ou câmaras de combustão CFB, são arrastados sólidos reactivos e não reactivos no interior de um invólucro do reactor por um fluxo de gás ascendente, o qual transporta os sólidos para uma saída existente numa porção superior do invólucro do reactor. Aí, os sólidos são tipicamente recolhidos por um separador primário de partículas, tipo impacto, e reenviados para uma porção de fundo do invólucro do reactor, ou directamente, ou através de uma ou mais condutas. O separador primário de partículas, tipo impacto, na típica saída do invólucro do reactor, capta 90% a 97% dos sólidos em circulação. Caso se torne necessário ao processo, pode ser instalado um colector adicional de sólidos adicional pode ser instalado jusante do separador primário de partículas tipo impacto, a fim de recolher os sólidos adicionais para eventual retorno ao invólucro do reactor.
Como exposto na patente US n° 5,343,830 referente a Alexander et. al.. é bem conhecido o uso de separadores de partículas tipo impacto, em reactores ou câmaras de combustão CFB. No que for necessário à descrição da operação geral de reactores e câmaras de combustão CFB, o leitor deverá consultar a patente US n° 5,343,830 referente a Alexander et, aL, cujo texto é aqui incorporado por referência, como se fosse transcrito na íntegra. Numa das concepções de CFB
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6012 anteriores, um separador primário de partículas tipo impacto externo, possuindo uma pluralidade de membros de impacto, dispostos em filas em ziguezague, era usado em combinação com uma válvula L, não mecânica e com um separador secundário de partículas (multiciclone). As filas dos membros de impacto dispostas em ziguezague descarregavam todos os seus sólidos recolhidos numa tremonha de armazenagem localizada na porção inferior dos mesmos e esses sólidos recolhidos eram reconduzidos, através da válvula L, para a porção de fundo do invólucro do reactor.
Concepções dos CFB posteriores, utilizavam filas adicionais de membros de impacto em ziguezague, as quais eram posicionadas a montante (em relação à direcção do fluxo do conduto dos gases e ao fluxo sólidos através do aparelho) de membros de impacto associados com a tremonha de armazenagem e sua válvula L. Como exposto na patente US n° 4,992,085 de Belin et at, cujo texto se incorpora por referência, como se fosse transcrito na íntegra, uma pluralidade de tais membros de impacto estão localizados no interior de uma porção superior do invólucro do reactor, dispostos em, pelo menos, duas filas em ziguezague. Os membros de impacto pendem e proiongam-se verticalmente através de uma largura da saída do reactor, caindo os sólidos recolhidos sem obstrução e sem serem canalizados, por debaixo destes membros de impacto de recolha, ao longo de uma parede traseira do invólucro do reactor ou câmara de combustão CFB. Um elemento importante destes membros de impacto de recolha interiores da fornalha, ou “vigas em U interiores da fornalha” como geralmente são referidos, é uma chapa deflectora próximo de uma extremidade inferior destes membros de impacto, a qual acentua a sua eficiência de conjunto.
Como exposto na patente 830 de Alexander et al·, são conhecidos reactores ou câmaras de combustão CFB, em que, as duas ou mais filas dos membros de impacto, localizadas no interior da fornalha ou invólucro do reactor, são seguidas por um segundo agrupamento de membros de impacto alternados, os quais separam, adicionalmente, as partículas provenientes da corrente de gases e reenviam as mesmas através dos meios de cavidade, ou dos meios de retorno de partículas, sem condutas de reciclagem externas e internas.
É evidente, que um reactor ou câmara de combustão CFB, que compreende uma construção mesmo mais simples, teria menos custos e seria bem acolhida pela indústria.
J»»ÓV4
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CAMPO DO INVENTO
Na generalidade, o presente invento refere-se ao campo dos reactores ou câmaras de combustão de leito fluidificado com circulação CFB, e proporciona um separador primário de partículas tipo impacto mais simples e de menores custos. Em particular, em vez de proporcionar meios de cavidade ou tremonha com aberturas de descarga por debaixo dos elementos colectores, que formam o separador de partículas tipo impacto, um pavimento simples proporciona o retorno interno de todos os sólidos primários recolhidos, a uma porção de fundo do reactor ou câmara de combustão CFB, para de recirculação subsequente.
Na sua forma mais simples, o presente invento compreende duas ou mais filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, cujas extremidades inferiores se prolongam para um pavimento simples substancialmente plano, ou se aproximam do mesmo. O pavimento pode ser inclinado para o invólucro do reactor, para uma direcção a jusante, relativamente ao fluxo de gás/sólidos de conduto que passa através do CFB, em ambas as direcções, ou mesmo horizontalmente. Os separadores de partículas tipo impacto operam de forma conhecida, recolhendo os sólidos provenientes do fluxo de gás/sólidos de conduto, através de uma passagem ou de um conduto, que contém o separador de partículas, tipo impacto, e conduzindo os mesmo para as suas extremidades inferiores. Estes sólidos recolhidos são então removidos, por gravidade, da conduta por um dos modos seguintes.
Se o pavimento for inclinado, com o mesmo ângulo em relação à horizontal, de modo que o pavimento está inclinado para o invólucro do CFB, as partículas sólidas separadas deslizarão pelo pavimento abaixo e para dentro do invólucro do reactor, ao longo de uma parede traseira do invólucro. Se o pavimento for inclinado, de modo a que a sua inclinação descendente seja para jusante em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto através da passagem ou do conduto, as partículas sólidas separadas deslizarão pelo pavimento abaixo, na direcção do fluxo de gás/sólidos de conduto, onde as mesmas podem ser recolhidas numa cavidade a jusante, numa tremonha, ou numa calha de remoção, para recolha e eventual reenvio uma porção de fundo do invólucro do reactor. Em alguns casos, o pavimento pode ser munido de um pico para facilitar o deslizamento das partículas sólidas para baixo, tanto para o invólucro do reactor e como para uma direcção a jusante. Em qualquer situação, o ângulo de inclinação do pavimento, a, será
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6012 geralmente seleccionado, de modo a ser igual ou maior do que o ângulo de repouso aR para tais sólidos separados.
No entanto, o conceito do presente invento é também aplicável, mesmo que o pavimento seja horizontal. Os sólidos separados, recolhidos pelos separadores de partículas, começarão a formar uma pilha sobre um tal pavimento horizontal, até a inclinação da pilha atingir o ângulo de repouso ctR para tais sólidos separados, ponto no qual os sólidos começarão então a deslizar ao longo da pilha, ou para o invólucro do reactor, ou na direcção do fluxo de gás/sólidos de conduto. As partículas que deslizam pelo pavimento abaixo para trás para o invólucro do reactor, são directamente devolvidas para recirculação subsequente, enquanto que, as partículas que deslizam pelo pavimento abaixo para o fluxo de gás/sólidos de conduto, serão conduzidas a uma cavidade, tremonha, ou calha de remoção, para recolha e eventual recondução para uma porção de fundo do invólucro do reactor.
Nos casos em que as partículas sólidas recolhidas fluem para o invólucro do reactor, pode ser usado meios deflectores de gás/sólidos de conduto, a fim de incrementar a fracção de partículas sólidas recolhidas, que deslizam pelo pavimento abaixo e para o interior do invólucro do reactor, ao longo da parede traseira do invólucro. Nos casos em que as partículas sólidas recolhidas fluem na direcção do fluxo de gás/sóiidos de conduto, podem ser, ou não, usados meios deflectores, para aumentarem o fluxo de partículas sólidas separadas ao longo do pavimento, para a cavidade, tremonha, ou calha de remoção a jusante.
O separador primário de partículas tipo impacto interno com pavimento de acordo com o presente invento pode ser utilizado com ou sem vigas em U no interior da fornalha a montante.
Por conseguinte, um aspecto do presente invento refere-se a uma disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoados, tendo separador primário de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas do fluxo de gás/sólidos de conduto, que flui através do invólucro do reactor CFB, que compreende: um invólucro de reactor tendo uma abertura de saída; um grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a montante da abertura de saída, em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto; um segundo grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a jusante da abertura de saída; e um
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6012 pavimento localizado abaixo do segundo grupo de separadores de partículas.
Um outro aspecto do presente invento refere-se a uma disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada, que possui separadores de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas do fluxo de gás/sólidos de conduto, que flui através de um invólucro de reactor do reactor CFB, que compreende: um invólucro de reactor, que possui uma abertura de saída; um grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a jusante da abertura de saída em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto; e um pavimento localizado por debaixo do grupo de separadores de partículas.
Ainda um outro aspecto do presente invento refere-se a uma disposição do reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada, que possui separadores primário de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas do fluxo de gás/sólidos de conduto, que flui através do invólucro do reactor CFB, que compreende: um invólucro de reactor, que possui uma abertura de saída; pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo de impacto alternados; pelo menos, uma fila localizada a montante da abertura de saída e, pelo menos, uma fila localizada a jusante da abertura de saída, em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto; e um pavimento localizado abaixo de, pelo menos, uma fila de separadores de partículas localizada a jusante da abertura de saída.
Os vários aspectos de novidade, os quais caracterizam o invento estão indicados, em particular, nas reivindicações anexas e que formam uma parte desta exposição. Para uma melhor compreensão do invento, das suas vantagens operacionais e dos benefícios específicos, conseguidos através da sua utilização, é feita referência aos desenhos e matéria descritiva, na qual é ilustrada uma concretização preferencial do invento.
DESCRIÇÃO SUMARIA DOS DESENHOS
Nos desenhos:
a Fig. 1 é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma porção de um reactor ou câmara de combustão de leito fluidificado com circulação CFB, de acordo com uma primeira concretização do invento;
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G*1 a Fig. 2 é uma vista esquemática plana em corte da Fig. 1, vista no sentido das setas 2-2;
a Fig. 3 é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma porção de um reactor ou câmara de combustão CFB, de acordo com a segunda concretização do invento;
a Fig. 4 é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma porção de um reactor ou câmara de combustão CFB, de acordo com a terceira concretização do invento;
a Fig. 5 é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma porção de um reactor ou câmara de combustão CFB, de acordo com a quarta concretização do invento;
a Fig. 5A é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma porção de um reactor ou câmara de combustão CFB, de acordo com a quinta concretização do invento;
a Fig. 6 é uma vista esquemática em alçado lateral e em corte de uma primeira concretização de uma unidade de meios deflectores de gás/sólidos, que podem ser usados no reactor ou câmara de combustão CFB, na extremidade inferior dos elementos do separador de partículas, tipo impacto alternados;
a Fig. 7 é uma vista esquemática plana em corte da Fig. 6, feita no sentido das setas 7-7, sendo omitidas as vigas U 140, por clareza;
a Fig. 8 é uma vista esquemática lateral em corte de uma segunda concretização de uma unidade de meios deflectores de gás/sólidos, que podem ser usados na extremidade inferior dos elementos do separador de partículas tipo impacto alternados; e a Fig. 9 é uma vista esquemática plana em corte da Fig. 8, feita no sentido das setas 9-9.
DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS
Como aqui usado, o termo câmara de combustão CFB refere-se a um tipo
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6012 de reactor CFB, em que se realiza um processo de combustão. Apesar do presente invento estar, em particular, dirigido a caldeiras ou geradores de vapor, que utilizam câmaras de combustão CFB como meios, através dos quais é produzido o aquecimento, é entendido que o presente invento pode ser facilmente empregue num tipo diferente de reactor CFB. Por exemplo, o invento pode ser aplicado num reactor que é empregue para reacções químicas, diferentes de um processo de combustão ou onde uma mistura de gás/sólidos, proveniente de um processo de combustão ocorrendo em qualquer outro lugar, seja fornecida ao reactor para processamento posterior, ou numa situação em que o reactor simplesmente proporciona um invólucro, em que partículas ou sólidos são arrastadas num gás, que não é, necessariamente, um subproduto de um processo de combustão.
Referindo a generalidade dos desenhos, em que as mesmas referências numéricas representam totalmente, através dos desenhos, os mesmos elementos ou elementos funcionalmente semelhantes e, em particular, as Figs. 1 e 2, onde é mostrado um reactor de leito fluidificado com circulação ou câmara de combustão CFB, indicado, em geral, por 10, que compreende um invólucro de reactor 20, que possui uma porção superior 30, uma abertura de saída 40, e uma passagem de convecção 50. A frente do invólucro do reactor CFB é definida como sendo o lado esquerdo das Figs. 1 e 2; a traseira do invólucro do reactor CFB está no lados direitos dessas figuras, e a largura do invólucro de reactor CFB 20 é perpendicular ao plano da Fig. 1. O invólucro de reactor 20 é, tipicamente, rectangular em secção transversal e é definido pelas paredes de invólucro 100. Normalmente, as paredes de invólucro 100 são arrefecidas normalmente por fluido, que são tipicamente constituídas por tubos condutores de água e/ou de vapor, separados entre si por uma membrana de aço para se conseguir um invólucro de reactor 20 estanque a gases. Uma mistura de gás/sólidos em conduto 110, produzida pelo processo de combustão CFB, que ocorre numa porção inferior do invólucro de reactor 20, flui de modo ascendente através da porção superior 30 e, eventualmente, para fora da abertura de saída 40 e para dentro da passagem de convecção 50. Como a mistura de gás/sólidos de conduto se movimenta ao longo deste circuito, a mesma passa através de vários estágios de remoção de partículas e de absorção de calor, antes de ser conduzida à atmosfera, como será aqui descrito.
Localizado na porção superior 30 do invólucro de reactor 20, na direcção do fluxo de gás/sólidos em conduto 110 e a montante da abertura de saída 40, encontra-se um primeiro grupo 130 (uma ou mais filas, de preferência duas filas) de separadores de partículas, tipo impacto alternados 140. Os separadores de
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partículas 140 não são planos, podendo ser de perfil U, perfil E, perfil W, ou de qualquer outro perfil que apresenta uma configuração de superfície em taça ou côncava para o fluxo de entrada de gás/sólidos 110 de conduto. Como descrito anteriormente, uma vez que o primeiro grupo 130 os separadores de partículas, tipo impacto, estão a montante da abertura de saída 40, podendo pois, este primeiro grupo 130, pode também ser referido como as vigas U 130 na fornalha. Por conveniência, os separadores de partículas tipo impacto alternados 140, serão geralmente referidos no balanço da descrição, como vigas U140. As vigas U 140 estão em ziguezague entre si, de tal modo que, o fluxo de gás/sólidos 110 de conduto passa através das mesmas, permitindo o impacto das partículas sólidas arrastadas e a sua recolha na porção de superfície em taça ou côncava, e provocando que as partículas recolhidas (geralmente referidas por 150, indiferentemente de quais os elementos separadores 140 que as recolhem), recolhidas pelo primeiro grupo 130, a caírem livres interna e directamente para baixo ao longo das vigas U para a porção de fundo do invólucro de reactor 20. As vigas U prolonga-se inteiramente através da abertura de saída 40. Devido à elevada temperatura ambiente, as vigas U 140 são tipicamente feita em aço inoxidável.
Posicionado justamente a jusante da abertura de saída 40 está um segundo grupo 160 de separadores de partículas tipo impacto ou vigas U 140 (também referidos como separadores primários de partículas tipo impacto 160). As vigas U 140 neste segundo grupo 160 de, pelo menos, duas filas de separadores primários de partículas tipo impacto alternados, (de preferência 4 filas), localizadas a jusante da abertura de saída 40, recolhem também as partículas 150 a partir do fluxo de gás/sólidos 110 de conduto. No entanto, em contraste com as disposições conhecidas, em que as extremidades inferiores 170 de tais vigas U 140, que formam o segundo grupo 160, se prolongam para dentro de uma cavidade por debaixo das mesmas, é utilizada para a recolha temporária e retorno de partículas sólidas recolhidas para o invólucro de reactor 20, o reactor CFB 10 de acordo com o presente invento, está apenas munido de um pavimento 180 não tendo frestas nem aberturas no mesmo para queda das partículas através das mesmas.
Como representado na Fig. 3, o separador de partículas tipo impacto com pavimento interno 160 pode, de acordo com o presente invento, ser utilizado sem o grupo a montante das vigas U em fornalha 130, mas é preferível que seja empregue para aumentar a recolha das partículas sólidas 150. De modo semelhante, embora sejam requeridas, pelo menos, duas filas de separadores de
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6012 partículas tipo impacto alternados, ou vigas U 140, pelo menos, as duas filas podem ser localizadas a jusante da abertura de saída 40, ou, no mínimo, uma fila, pode estar localizada a montante da abertura de saida 40 e, pelo menos, uma fila pode ser localizada a jusante da abertura de saída 40.
O pavimento 180 pode ser, e é, de preferência, inclinado, por modo a que partículas sólidas recolhidas 150 deslizem ao longo do pavimento 180 para o invólucro de reactor 20. No entanto, o pavimento 180 pode ser substancialmente horizontal, como representado na Fig. 4, ou pode ser inclinado, de modo que partículas sólidas recolhidas 150 deslizem ao longo do pavimento 180 na direcção do fluxo de gás/sólidos 110 no conduto, onde podem ser recolhidas numa cavidade, tremonha ou calha de remoção a jusante 190, como representado na Fig. 5, para recolha e eventual reenvio para a porção de fundo do invólucro do reactor. Se desejado, o pavimento 180 pode ser também munido de uma pico 182, de tal modo que o mesmo não tem apenas uma primeira porção 184 inclinada de modo que as partículas sólidas recolhidas 150 deslizem ao longo do pavimento 180 para o invólucro de reactor 20, mas disponha também de uma segunda porção 186 inclinada de modo que as partículas sólidas recolhidas 150 deslizem ao longo do pavimento 180 para o fluxo de gás/sólidos 110 de conduto, onde podem ser recolhidas na cavidade, tremonha ou calha de remoção 190, como representado na Fig. 5A, para recolha e eventual reenvio para a porção de fundo do invólucro do reactor. Em qualquer situação, em que o pavimento 180 é inclinado, o ângulo de inclinação do pavimento 180, a, será geralmente escolhido de modo a que seja igual ou maior que o ângulo de repouso aR para tais sólidos separados. O pavimento 180 é, de preferência, de construção substancialmente plana, mas, se for inclinado, pode ser munido de uma série de canais ou ranhuras interiores, ao longo das quais as partículas sólidas recolhidas 150 podem fluir ou deslizar.
O conceito de separador de partículas tipo impacto com pavimento do presente invento, é também aplicável, mesmo que o pavimento 180 seja horizontal ou substancialmente horizontal (Fig. 4). Os sólidos separados 150 recolhidos pelo segundo grupo de separadores de partículas 160, iniciarão a formação de uma pilha sobre um tal pavimento horizontal 180, até uma inclinação da pilha atingir o ângulo de repouso ccR para tais sólidos separados 150, ponto em que os sólidos 150 começarão então a deslizar ao longo da pilha, ou na direcção do invólucro de reactor 20, ou na direcção do fluxo de gás/sólidos 110 de conduto. As partículas 150, que deslizam pelo pavimento 180 abaixo para trás para o invólucro de reactor 20, são directamente devolvidas para subsequente recirculação, enquanto que, as
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6012 partículas 150 que deslizam pelo pavimento 180 abaixo na direcção do fluxo 110 de gás/sólidos de conduto serão recolhidas na cavidade, tremonha, ou calha de remoção 190 a jusante, para recolha e eventual recondução à porção de fundo do invólucro de reactor 20.
Em casos em que as partículas sólidas recolhidas 150 fluem pelo pavimento 180 abaixo na direcção do invólucro de reactor 20, pode ser usado meios deflectores de gás/sólidos de conduto, a fim de incrementar a porção de partículas sólidas recolhidas, que deslizam pelo pavimento 180 abaixo e para o interior do invólucro de reactor 20, ao longo da parede traseira 200 do invólucro. Nos casos em que as partículas sólidas recolhidas 150 fluem na direcção do fluxo 110 de gás/sólidos de conduto, podem ser, ou não, usados meios deflectores para incrementar o fluxo de partículas sólidas separadas ao longo do pavimento 180, para a cavidade, tremonha, ou calha de remoção 190 a jusante.
Fazendo referência às Figs. 6 e 7, uma concretização de meios deflectores da corrente gás/sólidos de conduto, geralmente referida como 250, compreende uma chapa 260, que possui um lábio 270 numa porção superior da mesma, um deflector 280 substancialmente horizontal alongando a partir da chapa 260, e meios de travamento 290 para segurar a chapa 260 na parede traseira 200 do invólucro de reactor 20. De preferência, os meios deflectores de gás/sólidos de conduto encontra-se posicionado numa localização próxima de uma intercepção do pavimento 180 e da parede de invólucro traseira 200.
Fazendo referência às Figs. 8 e 9, uma outra concretização dos meios deflectores da corrente gás/sólidos de conduto emprega apenas uma disposição de chapas 300, 310 seguras, por exemplo, por soldadura, nas extremidades inferiores de vigas U interiores de fornalha 140 e vigas U 140, compreendendo o segundo grupo de separadores de partículas 160. Como representado, uma chapa contínua 300 podia ser colocada na frente da primeiras vigas U interiores de fornalha 140, enquanto que, as chapas separadas 310 podiam ser empregues na traseira de sucessivas vigas U 140.
As vigas U 140, que formam o segundo grupo 160 têm, de preferência, do mesmo desenho do que os constituintes do primeiro grupo 130 e prolongam-se, de preferência, para o pavimento 180, mas, deve ser tido em consideração o facto das vigas U 140 se poderem expandir ou dilatar para baixo, quando aumenta a temperatura de operação do reactor CFB. Proporcionando folga entre as
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6012
extremidades inferiores 170 das vigas U 140, que compõem o segundo grupo 160 e o pavimento 180, é um modo para prevenir o contacto durante o serviço operacional. No entanto, se tal abordagem for desejada ou aceitável, dever-se-á efectuar um balanço entre o proporcionar uma folga adequada e uma folga demasiado elevada, devido às partículas sólidas recolhidas 150 poderem ultrapassar as extremidades inferiores 170 das vigas U 140, resultando disso que as mesmas não seriam reenviadas para o invólucro de reactor 20 para recirculação subsequente. Alternativamente, pode ser proporcionado arrefecimento de tais vigas U 140 para minimizar ou controlar tal expansão térmica durante a operação, tal como, mas não limitado a isso, pelo uso de arrefecimento indirecto, como exposto na patente US n° 5 809 940 de James et. al·, ou pelo proporcionando as estruturas de vigas U 140 arrefecidas, tais como, mas não limitado a isso, às expostas na patente US n° 5 378 253 e 5 435 820 de Daum et al·. Além disso, poderia ainda ser utilizada uma estrutura do pavimento 180 ou tecto 210, a qual fixa uma extremidade das vigas U 140 e permite um deslizamento com encaixe na outra extremidade, ou a qual proporciona o movimento em ambas as extremidades, ou se for determinado que o contacto se torne relativamente admissível, poderia ser utilizada uma estrutura do pavimento 180 na qual as vigas U 140 toquem e/ou estejam realmente embutidas no pavimento 180.
Alguns dos tubos de invólucro 100 do reactor, que formam a parede traseira 200 do invólucro de reactor 20, alongam-se para cima, para o tecto 210 da passagem de convecção 50, para formar o que é referido tecnicamente como uma “blidagem” na abertura de saída 40. Os tubos arrefecidos por fluido que formam esta blidagem são geralmente espaçados lateralmente, separados entre si, formando passagem de gás (não mostradas), através das quais passa o gás/sólidos de conduto 110.0 pavimento 180 é tipicamente arrefecido e pode ser formado por alguns dos tubos de invólucro 100 do reactor arrefecidos por fluido, ou por outros tubos arrefecidos por fluido.
Com referência de novo às Figs. 1 e 2, e continuando através da passagem de convecção 50 na direcção do fluxo de gás/sólidos de conduto 110, podem ser proporcionados feixes tubulares compreendendo superfícies de aquecimento, tais como, de sobreaquecedor, de reaquecedor, de caldeira (água/vapor), ou mesmo, a superfície de economizador, esquematicamente mostradas nas Figs. 1 e 2, como 220 e 230. O gás/sólidos de conduto 110, passando através destes feixes tubulares 220 e 230, transmite uma parte do calor contido no mesmo ao fluido de trabalho circulando no interior dos tubos que constituem estes feixes tubulares 220
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6012 e 230, para conseguir o trabalho termodinâmico requerido por qualquer turbina a vapor, ou outro processo (não mostrado) associado ao reactor ou câmara de combustão CFB 10. Após a passagem através destes feixes tubulares 220, 230, o fluxo de gás/sólidos de conduto 110 pode ser estabelecido para ulteriores superfícies de aquecimento a jusante (não mostradas) e para dispositivos adicionais particulares de captação (também não mostrados).
O presente invento minimiza ou elimina as ineficiências causadas pelo novo arrastamento induzido pela ultrapassagem do gás dos sólidos através de uma tremonha ou cavidade de descarga localizada por debaixo dos separadores primários de partículas tipo impacto 160. Isto significa que podem ser acrescentadas filas adicionais de vigas U 140 neste grupo 160, para além das 4 ou 5 filas tipicamente utilizadas, para incrementar a eficiência da recolha de partículas.
Além disso, as configurações das Figs. 4, 5 e 5A podem ser usadas onde se for desejável remover do processo os sólidos recolhidos 150, ou encaminhar os sólidos recolhidos para trás para o invólucro de reactor 20, através de uma conduta externa (não mostrada) ou possivelmente para dispositivos externos, tal como um permutador de calor de leito fluidificado (também não mostrado).
Embora tenha sido mostrada e descrita em pormenor uma concretização específica do invento, deve ser entendido que, para ilustrar a aplicação dos seus princípios, o invento pode ser concretizado de outro modo, sem se afastar de tais princípios. Por exemplo, o presente invento pode ser aplicado a nova construção que envolva reactores ou câmaras de combustão CFB, ou à reparação, substituição ou modificação de reactores ou câmaras de combustão CFB existentes. Em algumas concretizações do invento, certas caracteristicas do invento podem ser usados vantajosamente, sem uma correspondente utilização de outras caracteristicas. Por conseguinte, todas essas modificações caem adequadamente dentro do âmbito e dos equivalentes das reivindicações que se seguem. ·

Claims (20)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada, que possui separadores de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas de um fluxo de gás/sólidos de conduto, que flui através de um invólucro de reactor do reactor CFB, que compreende:
    um invólucro de reactor, que possui uma abertura de saída;
    um grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a montante da abertura de saída em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto;
    caracterizada por compreender:
    um segundo grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a jusante da abertura de saída; e um pavimento localizado por debaixo do segundo grupo de separadores de partículas.
  2. 2 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento estar inclinado com um ângulo em relação à horizontal, de modo que o pavimento é inclinado para o invólucro do reactor, para provocar que as partículas sólidas recolhidas pelo segundo grupo de separadores de partículas deslizem pelo pavimento abaixo, para o invólucro do reactor.
  3. 3 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento ser inclinado com um ângulo em relação à horizontal, de modo que o pavimento é inclinado para uma direcção a jusante, em relação ao fluxo de gás/sólidos no conduto, através do invólucro do reactor, para provocar que as partículas sólidas recolhidas pelo segundo grupo de separadores de partículas deslizem pelo pavimento abaixo, na direcção de jusante.
  4. 4 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por compreender, além disso, meios
    83 891
    6012
    2/4 de recepção das partículas sólidas recolhidas, as quais deslizam pelo pavimento abaixo, na direcção de jusante.
  5. 5 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os meios de recepção das partículas sólidas recolhidas compreenderem uma de uma cavidade, tremonha e calha de remoção.
  6. 6 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento ser substanciaimente horizontal.
  7. 7 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento ser substancialmente plano.
  8. 8 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento ser inclinado com um ângulo α em relação à horizontal.
  9. 9 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por o ângulo α de inclinação do pavimento ser igual ou maior do que o ângulo de repouso aR das partículas sólidas recolhidas.
  10. 10- Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o pavimento estar munido de uma série de canais e ranhuras, ao longo dos quais as partículas sólidas recolhidas podem fluir ou deslizar.
  11. 11 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, além disso, uma superfície de passagem de convecção e de transferência de calor, localizada na mesma.
  12. 12- Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a superfície de transferência de calor compreender, pelo menos, uma superfície de sobreaquecedor, uma superfície de reaquecedor, uma superfície de caldeira e uma superfície de
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    6012
    3/4 economizador.
  13. 13 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os separadores de partículas tipo impacto compreenderem vigas em U.
  14. 14 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os separadores de partículas tipo impacto compreenderem elementos não planos, os quais são em perfil U, perfil E, perfil W, ou de qualquer outro perfil que apresenta uma configuração de superfície em taça ou côncava para ao fluxo de gás/sólidos de conduto.
  15. 15 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender, além disso, meios deflectores de gás/sólidos de conduto, associados aos separadores de partículas para reduzir o novo arrastamento das partículas sólidas recolhidas.
  16. 16 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por os meios deflectores de gás/sólidos de conduto compreenderem uma chapa, que possui um bordo numa porção superior da mesma, uma deflector substancialmente horizontal que se prolonga a partir da chapa, e meios de travamento para segurar a chapa numa parede traseira do invólucro do reactor, numa localização próxima de uma intercepção do pavimento e da parede traseira do invólucro.
  17. 17- Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por os meios deflectores de gás/sólidos de conduto compreenderem uma disposição de chapas fixa nas extremidades inferiores dos separadores de partículas tipo impacto.
  18. 18- Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o pavimento estar munido de um pico, de tal modo que é proporcionado com uma primeira porção inclinada com um ângulo em relação à horizontal, de modo que o pavimento é inclinado para o invólucro do reactor, para provocar que as partículas sólidas recolhidas pelo segundo grupo de separadores de partículas deslizem para baixo da primeira porção do pavimento para o invólucro do reactor, e a segunda porção, inclinada com um ângulo em relação à horizontal, de modo que o pavimento é inclinado para
    83 891
    6012
    4/4 uma direcção a jusante em relação ao fluxo gás/sólidos no conduto, através do invólucro do reactor, para provocar que as partículas sólidas recolhidas pelo segundo grupo de separadores de partículas deslizem para baixo da segunda porção do pavimento, na direcção a jusante.
  19. 19 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada, que possui separadores de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas, de um fluxo de gás/sólidos de conduto, flui através de um invólucro de reactor CFB, caracterizada por compreender:
    um invólucro de reactor, que possui uma abertura de saída;
    um grupo de, pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, localizadas a jusante da abertura de saída em relação ao fluxo de gás/sólidos no conduto; e um pavimento localizado por debaixo do grupo de separadores de partículas.
  20. 20 - Disposição de reactor ou câmara de combustão CFB aperfeiçoada, que possui separadores de partículas tipo impacto, para separação de partículas sólidas de um fluxo de gás/sólidos no conduto, que flui através de um invólucro de reactor CFB, caracterizado por compreender:
    um invólucro de reactor, que possui uma abertura de saída;
    pelo menos, duas filas de separadores de partículas tipo impacto alternados, pelo menos, uma fila localizada a montante da abertura de saída e, pelo menos, uma fila localizada a jusante da abertura de saída, em relação ao fluxo de gás/sólidos de conduto; e um pavimento, localizado por debaixo de, pelo menos, uma fila de separadores de partículas, localizada a jusante da abertura de saída.
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