SK116493A3 - Pulsed atmospheric fluidized bed combuster apparatus and process - Google Patents

Pulsed atmospheric fluidized bed combuster apparatus and process Download PDF

Info

Publication number
SK116493A3
SK116493A3 SK1164-93A SK116493A SK116493A3 SK 116493 A3 SK116493 A3 SK 116493A3 SK 116493 A SK116493 A SK 116493A SK 116493 A3 SK116493 A3 SK 116493A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
combustion
fluidized bed
vessel
pulsation
reactor
Prior art date
Application number
SK1164-93A
Other languages
English (en)
Inventor
Momtaz N Mansour
Original Assignee
Momtaz N Mansour
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Momtaz N Mansour filed Critical Momtaz N Mansour
Publication of SK116493A3 publication Critical patent/SK116493A3/sk

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/40—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/0023—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes in the bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/002—Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/026—Heating arrangements using combustion heating with pulse combustion, e.g. pulse jet combustion drying of particulate materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F26B3/092—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed agitating the fluidised bed, e.g. by vibrating or pulsating
    • F26B3/0926—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed agitating the fluidised bed, e.g. by vibrating or pulsating by pneumatic means, e.g. spouted beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/60—Separating
    • F23G2201/602—Separating different sizes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/40—Combustion in a pulsed combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/20—Medical materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/50001—Combination of two or more furnaces

Description

Pulzačný reaktor s fluidným lôžkom a spôsob spaľovania pevného pali va
Oblasť techniky
Vynález sa dotýka pulzačného reaktoru -s fluidným lôžkom a spôsobu spaľovania pevných palív, ako aj ďalších operácií vykonávaných účinným a ekonomickým spôsobom akceptovateľným z ekologického hľadiska.
Doterajší stav techniky
Pre využitie palív s vysokým obsahom síry všeobecne a najmä uhl i a bolo vynájdené a/alebo použité mnoho techno1óg i í.
hľad i ska výkonu, vytváran i a em i s i í a z ekonomického hľadiska sa pri tom ukázala technológia spaľovania vo fluidnom lôžku ako najlepšie pre spaľovanie palív s vysokým obsahom síry.
Existuje mnoho vyhotoven í spaľovacích zariadení s fluidným lôžkom v rôznych štádiách komercionalizácie. Tieto systémy sa delia podľa pracovného tlaku (na atmosférické alebo tlakové) (na prebublávacie alebo cirkulačné)
Všetky zariadenia s fluidným lôžkom majú tú vlastnosť, že zachycujú síru, na ich teplozmenných plochách sa neusadzuje struska a nezanášajú sa, majú vysokú intenzitu prenosu tepla do teplozmenných plôch, takmer rovnakú teplotu v celej spaľovacej zóne a je možné v nich používať rôzne pali vá.
Tieto znaky umožnil i úspešné súťaženia technológie spaľovania vo fluidnom lôžku s veľkými pr i emys1ovým i parným i kotlami (produkujúcimi 6,3-37,8 kg/s vodnej pary).
V súčasnej dobe sa skúma mnoho projektov (s výkonmi 70-150 MW) pre uľahčenie ich komerci ona1 izáci e v užitnom sektore. Potenciál technológie spaľovania vo fluidnom lôžku, najmä atmosférického spaľovania vo fluidnom lôžku pre použitie v menšom merítku (<6,3 kg/s pary) však doposiaľ nebol vážne preskúmaný.
Technológia atmosférického spaľovania vo fluidnom lôžku má zrejme veľký potenciál v nahradení nafty a plynu v malých zariadeniach s výkonom menším ako 6,3 kg/s pary. Tieto menšie jednotky môžu byť potrebné na výrobu tepla, teplej vody, pary a na diaľkové vykurovanie obytných, komerčných a pr i emys1ových sektorov. Pre tieto použitia sa v súčasnej dobe takmer výhradne používajú zariadenia.
ktorých sa spaľuje nafta cenami týchto a zemný plyn. Vzhľadom k veľkému rozdielu medzi
I uhlia v ekonomických podmienkach, v ktorých pa1 í v a cenou rozdi e 1 ceny prekonáva poč i atočné kapitálové náklady v systémoch spaľujúcich tvor í technológ i a atmosfér i ckého spaľovani a uhlia vo f 1 ui dnom
1ôžku pr i použ i t i ach v malom merítku veľkú konkurenciu doterajším zar i aden i am.
Úspešný systém so spaľovaním uhlia nie je iba ekonom i cke j š í avšak môže taktiež znížiť národnú závislosť na cudzích zdroj och nafty a umožniť otváranie nových trhov pre domáce uhlie a technológie spaľovania uhlia vo fluidnom lôžku.
Analýza trhu ukazuje, že systém spaľovania uhlia, ktorý tvor í konkurenciu z hľad i ska kapi tálových, funkčných a udržovacích nákladov, výkonu a spoľahli vost i , môže pr i výrobe množstva pary od
0, 126 do
1,26 kg/s nahradiť 2,64 EJ plynu alebo nafty v obytných, komerčných a priemyslových sektoroch. V priemyslovom sektore môžu systémy s množstvom pary od 1,26 do 6,3, kg/s nahradiť ďalších 1,16 EJ energie za rok.
Ako už bolo uvedené, je možné systémy s spaľovan í m vo fluidnom lôžku rozdeliť atmosf er i ckým na systémy s prebub 1 ávac í m lôžkom alebo s cirkulačným lôžkom. V systémoch so spaľovaním uhlia v prebub1ávacom lôžku je dôležité ovládanie obsahu jemnej frakcie (vyplavených častíc) uhlia a sorbentu privádzaného na obmedzenie prenosu častíc a ich nepriaznivý vplyv na spaľovania a zachycovanie síry, tvorbu emisií a veľkosť zariadenia na zachycovanie pevných častíc. Naviac vyššie pomery Ca/S, ktoré sú obvykle potrebné pri spaľovaniu v systémoch s prebub1ávacím lôžkom, spôsobujú zvýšenie nákladov na sorbent a odstraňovanie odpadov, pričom možnosť odstávky zariadenia je viac obmedzená. Systémy spaľovania s cirkulačným fluidným lôžkom vykazujú vyššiu účinnosť spaľovania a využitie sorbentov, nižšej emisie ΝΟχ vzhľadom k prívodu vzduchu v niekoľkých stupňoch a väčšiu možnosť použitia rôznych druhov paliva, ako aj vykonávanie odstávok v porovnaní s prebublávacím systémom. Systémy s cirkulačným fluidným lôžkom však vyžadujú vyhotovenie pomerne vysokého spaľovacieho zariadenia na umiestnenie dostatočných tepl ozmennýc'n plôch. To má však za následok, že systémy s cirkulačným fluidným lôžkom sú nepraktické a drahé pre výkony podstatne menšie ako 12,6 kg/s parného ekvivalentu.
Systémy s fluidným lôžkom majú v podstate veľkú tepelnú zotrvačnosť. Naštartovanie veľkého systému s fluidným lôžkom vyžaduje značné množstvo času a pre predzohriatie ôžka riadeným spôsobom musí byť inštalované pomocné systémy.
Oboje prispieva ku zvýšeniu celkových nákladov zariadenia a j eho zlož i tost i.
Koncepci e, ktoré majú jednoduché kompaktné vyhotoven i a na rýchle naštartovan i e s nízkymi nákladmi na vybavenie a majú taktiež jednoduché funkčné charakteristiky.
sú väčšinou určené na použitie v menšom merítku. Tepelná zotrvačnosť systémov s fluidným lôžkom taktiež ovplyvňuje do istej miery možnosť zmeny zaťaženia, čo je vážnym nedostatkom pre použitie vo zmenšenom merítku. Vyhotovenie systémov musí zaisťovať rýchlu reakciu na zmeny zaťaženia, najmä pomocnými vykurovacími podsystémami a spôsobmi vykurovania lôžka. Tieto vyhotovenia však nevyžadujú prídavné vybavenie a ovládacie systémy, ak kapitálové náklady systémov sú udržované dostatočne nízke pre úspešnú konkurenciu s existujúcimi naftovými a plynovými zariadeni am i . Naviac nové vyhotovenia schopné vyšších výkonov pre danú veľkosť spaľovacieho zariadenia budú prispievať ku zníženiu kapitálových nákladov na kJ/h spaľovaného paliva. Toho však musí byť dosiahnuto bez vykonávania kontroly zariadenia na znečisťovanie pre splnenie naliehavých požiadavkov pri niektorých použitiach týchto zar i aden í.
Jednoduché zmenšovanie existujúcich atmosférických spaľovacích systémov s fluidným lôžkom na veľkosť vhodnú pre použitie v menšom merítku budú mať za následok zložitosť a veľkú cenu systémov, ktoré si však nebudú môcť konkurovať s existujúcimi naftovými a plynovými zariadeniami. Pre zníženie nákladov a zvýšenie výkonov je potrebné nových inovačných prístupov.
Taký nový systém by preto mal mať mnoho výhodných znakov, ako sú vysoká účinnosť spaľovania, vysoká kapacita zachycovania síry, nízka tvorba emisií NOx, pričom by mal byť schopný rýchleho naštartovania čiže uvedenia do chodu a reakcie na zmenu zaťaženia.
Väčšina týchto systémov by taktiež mala mať jednoduché vyhotovenie s lacným a ľahko vykonateľným ovládaním pre vytvorenie spoľahlivého a bezpečného systému. V neposlednej rade by mal byť tento nový systém aspoň technologicky a ekonomicky ekvivalentný s naftovými a plynovými blokovými systémami.
Ú1ohou vynálezu teda je vytvoriť zariadenie a spôsob odstraňuj uc i vyššie uvedené nedostatky známeho stavu techniky a obsahujúci vyššie uvedené výhodné znaky.
Ú1ohou vynálezu je vytvoriť zlepšené spaľovacie sár i adeni e .
Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť zlepšené spaľovacie zariadenie, ktoré pracuje s palivami s vysokým obsahom síry, ako je uhlie, pričom sa zabráni nežiaducej tvorbe emisií,
Ďalšou úlohou vynálezu zariadenie s fluidným lôžkom. je vytvoriť zlepšené spaľovac i e
Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť pulzačné spaľovac i e
zariadenie s fluidným lôžkom , ktoré bude pracovať ekonomicky
s palivami s vysokým obsahom síry.
Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť pulzačný atmosférický reaktor s fluidným lôžkom.
Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť pul2ačné spaľovacie zariadenie s fluidným lôžkom, ktorého veľkosť môže byť zmenšená pre ekonomickú činnosť pr i
6.3 kg/s parného ekvivalentu a alebo menšom.
Ďalšou úlohou vynálezu je vytvoriť zlepšený spôsob spaľovania palív s vysokým obsahom síry.
A konečne je úlohou vynálezu vytvoriť zlepšený spôsob fluidného lôžka.
Podstata vynálezu
Vyššie uvedené úlohy splňuje pulzačný reaktor s fluidným lôžkom, podľa vynálezu. ktorého podstatou je, že pozostáva z nádoby reaktoru, prívodného prostriedku pre prívod f 1uidizovateľného pevného materiálu do nádoby v strednej časti jej výšky, prostriedku pre privádzanie f 1 uidízačného média.
pre f 1 u i d izovani e uvedeného pevného materiálu.
do nádoby pod vstupom tohoto pevného materiálu, pre vytvorenie fluidného lôžka z pevného materiálu v tomto priestore, pulzačného spaľovacieho zariadenia zasahujúceho do nádoby, pr i čom pulzačné spaľovacie zariadenie pozostáva zo spaľovacej komory, vent i 1 u pripojeného ku spaľovacej komore pre vstup zmesi pali va a vzduchu do spaľovacej komory, z rezonančnej komory spoj ene j so spaľovacou komorou a vystupujúcej z nej von.
pričom vonkajší voľný koniec rezonančnej komory má polohu voči fluidnému lôžku umožňujúci pôsobenie plynných produktov vystupujúcich z rezonančnej komory pôsobenie na fluidné lôžko, teplozmenných prostriedkov umiestnených v nádobe vo fluidnom lôžku na odvádzanie tepla z f 1 ui dného tepla a výstupného prostr i edku spal ín pripojeného nádobe na výstup produktov spaľovania z nádoby.
Vyšš i e uvedené úlohy ďalej splňuj e spôsob spaľovania pevného paliva, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že pozostáva z krokov vytvorenia a udržovania fluidného lôžka z pevného paliva v nádobe reaktoru a okolo teplozmenných prostriedkov, pulzačného spaľovania zmesi paliva a vzduchu spôsobom vytvárajúcim vystupujúci pulzujúci prúd produktov spal í n a akustickú tlakovú vlnu, usmerňovania pulzujúceho prúdu produktov spalín na pôsobenie priamo na fluidné lôžko z pevného paliva pre spaľovani e tohoto pevného paliva.
c i rkulác i e teplozmenného média uvedeným tepiozmenným prostr i edkom pre odvádzanie paliva a pre vopred stanovené spracovan i e teplozmenného med i a vystupovanie produktov spaľovan i a z nádoby po oddelení pevných častíc z týchto produktov.
Výhodou riešenia podľa vynálezu je, že zariadenie a spôsob odstraňujú vyššie uvedené nedostatky známeho stavu techn i ky a vykazujú vyšší e uvedené výhody, t.j.
vysokú úč i nnosť spaľovania, vysokú kapacitu zachycovania síry, nízku tvorbu emisií N0x, pričom zariadenia je schopné rýchleho naštartovania čiže uvedenia do chodu a reakcie na zinenu zaťažen i a.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladoch vyhotovenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje schématicky pulzačný atmosférický reaktor s fluidným lôžkom podľa vynálezu,
obr. 2 schematický pulzačný atmosfér i cký reaktor
s fluidným lôžkom z obr. 1 zaradený v systéme pre spaľovani e
uhli a,
obr. 3 schematický pulzačný atmosfér i cký reaktor
s fluidným lôžkom podľa vynálezu, upravený na výrobu pary.
obr. 4 schematický pulzačný atmosfér i cký reaktor
s fluidným lôžkom z obr. 3 zaradený v systéme na výrobu pary,
obr. 5 schematický pulzačný atmosfér i cký reaktor
s fluidným lôžkom podľa vynálezu na ohrev vzduchu alebo
sušenie materiálov,
obr. 7 schématický pulzačný atmosfér i cký reaktor
s fluidným lôžkom podľa vynálezu na spaľovanie odpadov, obr. 8 pulzačný atmosférický reaktor s fluidným lôžkom z obr. 7 zaradený v systéme na spaľovanie odpadov a obr. 9 schematický pulzačný atmosférický reaktor s fluidným lôžkom na vykonávanie endotermických reakcií, ako je splyňovanie a ka1 c inovani e.
Príklady vyhotovenia vynálezu
Systém podľa vynálezu v sebe spojuje pulzaČné spaľovacie zariadenie 30 s atmosférickým lôžkom prebublávacieho typu, konfigurácii sa v pulzačnom spaľovacím reaktorom s fluidným pozri obr. 1. V tejto modulovej spaľovacom zariadení 30 spaľuje jemné palivo s veľkosťou menšou ako 600 gm a vo fluidnom lôžku reaktoru sa spaľujú hrubšie častice pevného paliva.
Ako j e znázornené na obr.
1, pozostáva pulzačný atmosfér i cký reaktor s fluidným lôžkom podľa vynálezu z vyšrafovanej nádoby 1,0, v ktorej je vytvorené fluidné lôžko.
Pulzačné spaľovacie zariadenie 30 je pripojené nádobe 10 reaktoru na dos i ahnut i e vyššie opísaných výhod.
Nádoba má dolnú časť 1 2, strednú časť 14 hornú časť
16. V dolnej čast i nádoby 10 je umiestnený rozvádzač í prostriedok 13, ktorým sa privádza tekut ina potrebnou rýchlosťou pre f 1uidizovani e častíc v dolnej čast i
12.
Všeobecne vyjadrené bolo zistené, že rýchlosť i tekut i ny pre dos i ahnut i e fluidizácie mus i a byť v rozsahu od
0, 12 do lôžko, je prechádza
V dolnej časti
12, kde sa vytvorí husté fluidné umiestnené niekoľko teplozmenných rúrok 60, ktorým i teplozmenné médium, ktoré odvádza teplo z fluidnej vrstvy čiže lôžka.
Ako teplozmenného prostriedku, ktorý preteká teplozmennými rúrkam i
60, sa použije vzduchu a 1 ebo pre tento účel môžu byť použité tepl á voda alebo para, a-j keď aj iné média.
Stredná časť 14 nádoby 10 sa rozširuje lievikovité smerom von a spojuje navzájom spodnú časť 12 s hornou časťou 16, pričom stredná časť 14 a horná časť 16 vytvára priestor, ktorý je nazývaný voľným priestorom systému s fluidným lôžkom, v ktorom sa rýchlosť plynu zmenšuje, zvyšuje sa doba zdržania čiže prestávky plynu a zmenšuje sa vyplavovanie častíc.
V hustom fluidnom lôžku v dolnej časti 12 nádoby 10 prebieha prebub1ávani e turbulentným spôsobom.
Pulzačné spaľovacie zariadenie 30 obsahuje ventil 32, ktorým môže byť aerodynamický ventil čiže usmerňovač prietoku, mechanický ventil a podobne, a ďalej spaľovaciu komoru 34 a rezonančnú komoru vo forme rezonančnej rúrky 36. Pulzačné spaľovacie zariadenie 30 ďalej obsahuje tlakovú komoru 38 a zariadenie 39 na zvýšenie tlaku. Rezonančná rúrka 36 môže byť jedinou rúrkou, ako je znázornené na obr. 1, alebo môže byť upravené niekoľko rezonančných rúrok 36 a podľa výhodného vyhotovenia je rezonančná rúrka 36 opatrená difúzorovou časťou 40 umiestnenou na jej voľnom dolnom konci.
Difúzorová časť 40 na voľnom konci rezonančnej rúrky 36 vytvára expanznú časť. ktorá znižuje rýchlosť plynu vystupujúceho z rezonančnej rúrky 36 a zabraňuje tak vytváraniu kanálov alebo priehlbní vo fluidnej vrstve inak spôsobených vofúkavaním tohoto plynu. Potom, čo plyn opustil pulzačné spaľovacie zariadenie 30 a prešiel rezonančnou rúrkou 36, vystupuje difúzorovou časťou 40, čo zaisťuje recirkuláciu jemných častíc a zvýšenie zotrvania častíc vo fluidnom lôžku. Difúzorová časť 40 a/alebo otvorený koniec rezonančnej rúrky 36 môžu zasahovať do fluidného lôžka vytvoreného z reagujúcich zložiek alebo môžu byť umiestnené nad fluidným lôžkom z reagujúcich 21ožiek (ako je znázornené na obr. 7 a 8). Nádoba 10 je taktiež opatrená v mieste nad fluidným lôžkom prívodným dopravníkom 70 pre privádzanie hrubého paliva a sorbentu, s výhodou tvoreným závitcvkovým dopravníkom, a ďalej triedičom 71 paliva na triedenie paliva na hrubú frakciu a jemnú frakciu.
Jemná frakcia sa vedie z triediča 71 potrubím 72 do pulsečného spaľovacieho zariadenia 30. zatiaľ čo hrubá frakcia paliva sa vedie z triediča 71 do prívodného dopravníku 70. Sorbent vo forme drteného vápenca sa privádza do prívodného systému 70 z podávacej násypky 76, pre prívod do nádoby 10. Zatiaľ čo pomer palívo/sorbent v zmesi sa môže meniť, je obsah sorbentu udržovaný s výhodou na úrovni dvojnásobku alebo trojnásobku obsahu síry v pevnom palivu, napríklad uhlie.
Nádoba 10 je ďalej opatrená výstupným potrubím 80 vzniknutého plynu, ktoré je opatrené na svojom vstupe odlučovačom 82 pevných častíc, ktorý je s výhodou vytvorený ako inerciálny odlučovač, a ktorý slúži na odlučovanie jemných častíc z prúdu výstupného plynu a k ich vráteniu do hornej časti 16 nádoby 10. Odpadová hornina, popol a podobne, sa odvádzajú z nádoby 10 otvorom 17 upraveným na jej dolnom konci. Nádoba 10 je ďalej opatrená horákom 19, v ktorom sa s výhodou spaľuje zemný plyn použitý z dôvodu prevádzkovej bezpečnosti a pre naštartovanie systému.
Pulzačné spaľovacie zariadenie 30 obvykle obsahuje usmerňovač prietoku, spaľovaciu komoru 34 a rezonančnú rúrku 36. Do spaľovacej komory 34 sa privádza palivo a vzduch. Zážihový zdroj spôsobí v spaľovacej komore 34 pri štarte zažihnutie explozívnej zmesi. Náhle zväčšenie objemu vyvolané rýchlym zvýšením teploty a vznikom produktov spaľovania spôsobí natlakovanie spaľovacej komory 34. Pri expanzii horúceho plynu umožní ventil 32, s výhodou vo forme usmerňovača prietoku, prúdenie v smere rezonančnej rúrky 36. Plyny vystupujúce zo spaľovacej komory 34 a rezonančnej rúrky 36 majú veľkú hybnosť. Vzhľadom k zotrvačnosti plynov v rezonančnej rúrke 36 vznikne v spaľovacej komore 34 vákuum. Zotrvačnosť plynov v rezonančnej rúrke 36 umožňuje iba malej časti výfukových plynov navrátenie do spaľovacej komory 34 v rovnováhe s plynmi vystupujúcimi z rezonančnej rúrky 36. Pretože tlak v spaľovacej komore 34 je nižší ako atmosférický tlak, sú vzduch a palivo nasávané do spaľovacej komory 34. kde nastáva samovznietenie. Ventil 32 znovu zabráni spätnému prúdenia a cyklus sa obnoví. Akonáhle začal prvý cyklus, udržuje sa činnosť zariadenia trvalo samočinne.
Usmerňovač prúdenia, použitý v mnohých iných pulzačných spaľovacích zariadeniach, je tvorený mechanickým “klapkovým ventilom. Tento klapkový ventil je v skutočnosti spätným ventilom umožňujúcim prietok zo vstupu do spaľovacej komory 34 a brániaci spätnému prúdeniu mechanickým usporiadaním. Pre zamýšľaný účel je také vytvorenie spätného ventilu postačujúce. Aj keď taký mechanický ventil môže byť použitý v spojení so systémom podľa vynálezu, je v tomto prípade výhodnejšie použiť aerodynamického ventilu bez pohyblivých súčiastok. Pri výfukovom zdvihu v usporiadaní s aerodynamickým ventilom sa vo ventilu vytvorí medzná vrstva a turbulentné víry zabránia spätnému prúdeniu. Naviac majú vystupujúce plyny omnoho vyššiu teplotu ako vstupné plyny. Preto je viskozita plynu omnoho vyššia a odpor proti spätnému prúdeniu vo vstupnom otvore je zase omnoho vyšší ako odpor proti doprednému prúdeniu týmto rovnakým otvorom. Tento fenomén, spolu s vysokou zotrvačnosťou výstupných plynov v rezonančnej rúrke 36, spôsobuje prúdenie zo vstupu k výstupu. Toto výhodné vyhotovenie pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 je teda samonasávací m motorom, nasávajúcim vlastný vzduch a palivo do spaľovacej komory 34 a samovyfukujúci m produkty spaľovania.
Rýchle zmeny tlaku v spaľovacej komore 34 vedú k intenzívnemu kmitaniu prietočného poľa. V tomto prípade pri spaľovaní uhlia spôsobí kolísajúce prietočné pole to, že produkty spaľovania sú odvádzané od reagujúcich pevných častíc, čím umožňujú prístup kyslíku s malým alebo žiadnym obmedzením rozptylu. Po druhé dochádza v pulzačných spaľovacích zariadeniach 30 k veľmi vysokej výmene hmoty a k veľmi vysokej výmene tepla v spaľovacej zóne. Aj keď majú 1 1 tieto spaľovacie zariadenia 30 tendenciu uvoľňovania veľmi veľkého množstva tepla (obvykle desaťkrát viac ako pri bežných horákoch), vedie prudká výmena hmoty a veľká výmena tepla v spaľovacej 2Óne k vzniku rovnomernejšieho rozloženia teplôt. Vrchol dosahovaných teplôt leží teda omnoho nižšie ako v prípade bežných systémov. To má za následok podstatné zníženie vytvárania oxidov dusíku (N0x). Veľké množstvo uvoľneného tepla znamená možné zmenšenie veľkosti spaľovacieho zariadenia pre danú intenzitu spaľovania a zníženie požadovanej doby zotrvania plynu.
Výkon atmosférického spaľovacieho zariadenia s f1 u i dným lôžkom je ovplyvňovaný rýchlosťou spaľovania uhlía, ktorá je zasa ovplyvnená vlastnosťami uhlia (stratou prchavosti, napúčiavosťou, trieštivosťou a spaľovaním so zuhoľňovaním), veľkosťou privádzaných častíc, prívodným dopravníkom 70, vyšším mechanickým opotrebením pri spaľovaní, veľkosťami výmeny tepla a hmoty a pracovnými podmienkami systému. Ďalej je v týchto systémoch prenos uhlíku dc primárneho odlučovača častíc v podstate vyšší vzhľadom k obmedzenej dobe zotrvania jemných častíc paliva v spaľovacom zariadení.
Pre dosiahnutie vysoké j úč i nnost i využitia uhlíku sa vykonáva často recyklovanie jemných čast í c pa1 i va späť do fluidného lôžka.
zložitosti a k upchávaniu.
recyklovania však nákladnosti systému
Podľa vynálezu je prispievajú ku a sú súčasne zvýšen i u náchylné však dosahované vyššej účinnosti spaľovania, pretože jemné častice paliva sú spaľované v pulzačnom spaľovacom zariadení 30 a vo fluidnom lôžku sa spaľuje iba vytriedená hrubá frakcia paliva.
Tri znaky spaľovania. ktorými sú 1) teplota, 2) turbulencia a 3) doba zotrvania v pulzačnom spaľovacom zar i aden í a v prebub1ávacom fluidnom lôžku vo voľnom pr i estore sú celkom rozdielne.
ako znázorňuje nasledujúca tabuľka.
atmosférická voľná zóna fluidného lôžka pulzačná spaľovacia
teplota > 1092 °C (vysoká) 843 °C (nízka)
turbulenc ia veľmi vysoká (osei 1ačná) mierna (upchaníe f so spätným zmiešaním)
doba zotrvania plynu 10 až 100 m i 1 isekúnd 2 až 3 sekundy
Pretože je zariadenie podľa vynálezu kombináciou ako pulzačného spaľovacieho zar iaden i a
30, tak aj atmosférického ' zariadenia s fluidným lôžkom, pracuje s plným rozsahom veľkosť í frakc i í uhli a,
t.j. s hrubými frakciami a jemnými f rakc i am i.
Ose i 1 uj úce prúdenie v pulzačnom spaľovacom zar i aden í zaisťuje vysokú ako medzi fázovú výmenu hmoty, tak aj výmenu hmoty vo vnútri častíc. Spaľovanie jemných frakcií paliva preto prebieha s kinetickým riadením. Vzhľadom k vysokej teplote (>1093 °C, avšak menšej ako teplota tavenia popola pre zabránenie tvorenia strusky), sa v podstate dokončuje spaľovanie jemných frakcií paliva na výstupe z pulzačného spaľovacieho zariadenia 30. Prídavná doba zdržania čiže prestávky 1 až 2 sekundy vo voľnej zóne reaktoru s fluidným lôžkom . zaisťuje vysokú konverziu uhlíku a tým aj vysokú účinnosť spaľovania.
Strata prchavosť i a spaľovanie jemných frakcií paliva v pulzačnom spaľovacom zar i aden í teda zaisťujú uvoľnenie podstatnej časti síry v dobe.
keď jemné frakcie paliva opúšťajú oblasť rezonančnej rúrky
36.
Táto síra sa s vysokou pravdepodobnosťou zachytí v hustom fluidnom lôžku vzhľadom k tomu, že prúd vystupujúci z pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 sa dostane do fluidného lôžka. Akustické pole vyžiarované do fluidného lôžka zvyšuje intenzitu výmeny hmoty a tým zvyšuje intenzitu reakcie medzi sorbentom a
Akust i cký spôsob zvyšovania procesu výmeny hmoty vo fluidnom lôžku a reci rku1ác i a jemných frakcií, ktorá je dôsledkom prúden i a rezonančnou rúrkou 36, pomáhajú zvyšovať účinnosť zachycovania síry pri nízkom molárnom prívodnom pomeru Ca/S, čo spôsobuje množstva vápenca a nákladov na odstraňovan i e odpadu.
Pulzačné spaľovac i e zariadenie je vlastne zariadením vytvárajúc i m nízke množstvo NOx.
Intenzita výmeny tepla v pulzujúcom prúde je vyššia ako pri obvyklom stálom prúdení a pomáha vytvoriť nižšiu celkovú teplotu v spaľovacej komore
34. Taktiež vysoká intenzita zmiešavanía produktov spaľovania a chladnejších zbytkových produktov z predchádzajúceho cyklu a vstupovanie chladných reaktantov spôsobujú vytvorenie krátkej doby zdržania čiže prestávky pri vysokej teplote, čím dochádza k potíačovan i u tvorby NOx. Tieto komplementárne mechani zmy vytvárajú prostredie, ktoré sa blíži dobre preň i ešanému nízkej teplote a jeho dôsledkom je nízka tvorba NOx . Husté fluidné lôžko v spodnej čast i 12 nádoby 10, vzhľadom k činnosti pri nízkej teplote a s hrubými časticami paliva, taktiež zaisťuje nižšiu tvorbu ΝΟχ. V dôsledku toho sú emisie N0x zo systému podľa vynálezu nižšie ako emisie v bežných spaľovacích zariadeniach s fluidným lôžkom.
Celkový koeficient prestupu tepla v rezonančnej rúrke 36 pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 s prípadným vodným plášťom je rovnakého rádu ako koeficient prestupu tepla rúrok ponorených v hustom fluidnom lôžku.
Nahraden i e neúč i nného výmenníka tepla vo voľnej zóne bežného spaľovacieho zar i adeni a s prebub1ávací m fluidným lôžkom rezonančnou rúrkou 36 pulzačného spaľovacieho zariadenia
30, opatrenou vodným plášťom, znižuje požadovanú plochu pre prestup tepla a tým aj nák1ady.
Pre vytvorenie technického základu technológie riešenia podľa vynálezu bolo navrhnuté, zostrojené a testované zariadenie v laboratórnom merítku (s intenzitou spaľovania uhlia 1,58 GJ/h). Toto laboratórne zariadenie je schématicky znázornené na obr. 2. Prvotnou úlohou tejto práce bolo vyskúmať integráciu pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 s fluidným lôžkom spaľovacieho zariadenia. Zariadenie neobsahovalo konvekčnú sekciu vzhľadom k nadbytočným nákladom. Preto je množstvo vzniknutej pary a tepelná účinnosť zariadenia trochu nižšia ako by tomu bolo v normálnej praxi.
Na obr. 2 je znázornené zariadenie z obr. 1, takže rovnaké súčiastky sú označené rovnakými vzťahovými značkami, v spojení s príslušným ďalším výrobným vybavením. Po roztriedení pevného paliva, t.j. uhlia na jemné frakcie a na hrubé častice (neznázornene), sú hrubé častice zhromaždené v zásobníku 73, z ktorého sú odvádzané dopravníkom 75 do podávacej násypky 76 sorbentu, z ktorej sa do privádzaného uhlia dodáva sorbent. Zmes sorbentu a uhlia sa potom privádza do nádoby 1C prívodným dopravníkom 70 a padá na husté fluidné lôžko umiestnené v dolnej časti 12 nádoby 10, ktoré je udržované v prebub1ávacom fluidnom stave tekutinou vstupujúcou do neho zo spodku rozvádzač í m prostriedkom 13. Alternatívne je možné zmes sorbentu a uhlia zavádzať priamo do fluidného lôžka, namiesto aby padala na hornú časť fluidného lôžka (pozri obr. 7, kde sú znázornené prívodné prostriedky 21-4 a 215 upravené v oboch uvedených polohách) .
Jemné frakcie oddelené od uhlia sa zhromažďujú v zásobníku 74 a sú privádzané do parného ejektoru 77, odkiaľ sa vedú potrubím 72 do pulzačného spaľovacieho zariadenia 30. Za predpokladu, že pulzačné spaľovacie zariadenie 30 je v činnosti. vykonáva aerodynamický ventil 32 podľa potreby pulzovanie privádzanej zmesi vzduchu. Ako je znázornené na obr. 2, je zemný plyn taktiež privádzaný do ventilu 32 pulzačného spaľovacieho zariadenia 30, kde taktiež slúži ako palivo. Produkty spaľovania z pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 potom pokračujú v prietoku s oscilujúcou akustickou tlakovou vlnou rezonančnou rúrkou 36, difúzorovou časťou 40 a ďalej do fluidného lôžka. Všeobecne vyjadrené je intenzita uvoľnenia tepla v pulzačnom spaľovacom zariadení 30 v rozsahu od 2 do 6MM Btu/h/ft3, pričom teplota vyrábaného plynu je od 760 do 1926 °C. Rýchlosť prúdenia v rezonančnej rúrke 36 je v rozsahu od 4,5 m do 48,7 m za sekundu, pričom frekvencia oscilácie je v rozsahu od 20 do 150 Hz.
V nádobe 10 sa dosahuje hladín akustickej tlakovej vlny v rozsahu od 100 do 185 dB, V nádobe 10 sa ďalej dosahuje teplôt do asi 1093 °C, založené na objemovom uvoľňovaní tepla 2 pulzačného spaľovacieho zariadenia 30 v rozsahu cd 100000 do 200000 Btu/h/ft3. Teploty vo voľnej zóne nádoby 10 môžu potom prekročiť hodnotu 1093 °C, čím dochádza k deštrukcii organických materiálov. Vo fluidnom lôžku sú požadované teploty v rozsahu od 815 dc 926 °C pre minimalizovanie tvorby oxidov dusíku.
Akustická vlna vystupujúca di f úzorove j časti 40 a narážajúca do fluidného lôžka spôsobuje zvýšené zmiešavaní e a prenos tepla. Pevné palivo sa spaľuje vo fluidnom stave, pr i čom teploty vo fluidnom lôžku môžu byť ovládané teplozmenným ponorenými vo médiom prechádzajúcim teplozmennými rúrkami 60 fluidnom lôžku. Obvykle môže byť prenosu tepla z fluidného lôžka do tep 1 ozmenné'nc média použité ako k ovládaniu celkovej teploty fluidného lôžka, tak aj pre vytváran i e požadovaného výsledného efektu na médiu (t.j.
na teplú vodu alebo vzduch), pre výrobu pary a podobne.
Produkty spaľovania potom stúpajú hore nad fluidné lôžko do voľnej zóny, kde môže dochádzať k ďalšej výmene tepla alebo k ďalším reakciám, a odtiaľ sú odvádzané cez odlučovač 82 pevných častíc do výstupného potrubia SO a odtiaľ do cyklónu 90. Pretože palivo bolo vytriedené. dochádza k takzvanému vyplavovania jemných frakcií do voľnej zóny, čím opäť dochádza ku zmenšeniu uvoľňovania síry.
Ako vyplýva z celkovej schémy výrobného zariadenia, predzohrieva sa fluidizačné médium, napríklad vzduch alebo para, v predzohri evaču 92. Fluidizačné médium sa privádza do predzohrievača 92 z dúchadla 94 primárneho vzduchu a/alebo ho tvorí nadbytočný vzduch alebo aj iná tekutina z pulzačného spaľovacieho zariadenia 30. Ako je ďalej na obr. 2 znázornené, prechádza para vyrobená v teplozmenných rúrkach 60 do parného bubnu 96, z ktorého sa odvádza podľa potreby.
V procese spaľovania uhlia s vysokým obsahom síry sú vápenec a hrubé vytriedené uhlie privádzané do fluidného lôžka v nádobe 10. zatiaľ čo jemné častice uhlia sa privádzajú, ako bolo uvedené vyššie, ako palive do pulzačného spaľovacieho zariadenia 30. Síra v tomto jemnom uhlí sa v zásade odstraňuje v pulzačnom spaľovacom zariadení 30 a je viazaná vápencom vc fluidnom lôžku. Síra v hrubej frakcii uhlia je zachycovaná vápencom vo fluidnom lôžku omnoho účinnejším spôsobom ako v doposiaľ známych spaľovacích systémoch. Pre dosahovanie tohoto zachycovania sa teploty vo fluidnom lôžku udržujú s výhodou v rozsahu od 760 °C do 955 °C. V tomto teplotnom rozsahu dochádza k tvorbe menšieho množstva oxidov dusíku.
Celkovo bolo vykonané na zariadení znázornenom na obr. 2 28 testov, vrátane urýchlených testov a testov na zisťovanie charakter istiky. Znázornené zariadenie bolo testované ako s pulzačným spaľovacím zariadením 30, tak aj bez neho, pričom parametre z testovania sú uvedené v tabuľke 1. Systém bol v činnosti viac ako 200 hodín a bolo spálené takmer 9 000 kg 17 uhlia. Meranie emisií NOX bolo vykonané v spolupráci s Dr. L, J. Muaiom a Dr. G. Shiomotom z Fossil Energy Research Corporation, Lagúna Hills, California.
Tabuľka 1 parametrov testovania
typ uhli a: Pittsburgh č. S, W. a 11 Kentucky č. 9
rozloženie veľkostí uhlia; do 9.5 mm s hmotnostným podielom
jemných frakcií 1.5 - 40 %
vápenec Shasta
rozloženie veľkostí vápenca: do 3,2 mm
rýchlosť plynu na povrchu: 1,52 - 2,13 m/s
teplota fluidného lôžka; 815 - 871 °C
pomer Ca/S-· 2.5 - 2,7
plocha fluidného lôžka: 0,61 m x 0,61 m
výška pece: 3, 05 m
palivo v pulzačnom
spaľovacom zariadení: uh1 i e, plyn
Ce1kové porovnan i e výkonu a em i s i í v zariadeniu podľa vynálezu s rozmermi
0,61 m x
0.61 m s bežnými spaľovacími zariadeniami s prebublávací m fluidným lôžkom (s vyššou voľnou zónou a s recyklačnou činnosťou!
a so spaľovacími zariadeniami s cirkulujúcim fluidným lôžkom je uvedené v tabuľke 2.
Porovnanie je vykonané pre bežné dechtovité uhlie s vysokými prchavými podielmi a pre sorbenty s priemernou reaktivitou. Hodnoty uvedené pri známych spaľovacích zariadeniach s fluidným lôžkom sú založené na publikovaných informáciách. Je vidieť, že systém podľa vynálezu má vyšší výkon v porovnaní so známymi vyhotoveniami. Vyššia účinnosť spaľovania znamená zníženú spotrebu uhlia a nižšie náklady na činnosť zariadenia; zlepšené zachycovanie síry znamená potrebu menšieho množstva sorbentu a tvorbu menšieho množstva odpadu, čím sa znížia náklady na činnosť zariadenia; nižšia tvorba emisií NOx a CO 18 znamená ľahšiu voľbu umiestnenia zariadenia a vyššia produkcia pary znamená zmenšenie teplozmenných plôch a zníženi e kapi tálových nákladov. Tvorba emisií
NaO pri tejto technológii pulzujúceho fluidného lôžka nie je nepodstatná, avšak je porovnateľná publikovanými údajmi tvorby emisií NaO, 2 čoho vyplýva.
že spôsob činnosti tvorbu emisií NzO mnoho neovplyvňuje.
Celkovo zhrnuté výkon systému podľa vynálezu obecne (i) prekonáva bežné systémy, (ii) je porovnateľný so spaľovaní m s cirkulujúcim fluidným lôžkom a tvorbou emisií
N2O a ( i i i) je lepší ako spaľovacie zariadenie s cirkulujúcim fluidným lôžkom v zachycovaní síry a v tvorbe emisií CO a N0x.
Tabuľka 2 - vykonávacie charakteristické veličiny spaľovacích zariadení s fluidným lôžkom
Pulzačné
Atmo- atmosférické sférické prebublá- prebublá- Prebublávacie* Cirkulačné* vac i e vac i e úč i nnosť spaľovani a (’4) úč i nnosť zachycovani a
N2O
CO
S02 (%) em i s i e (ppmv) em i s i e (ppmv) množstvo pary kg/s
39-93
70-85
70-100
X
400-1600
227-317
92-97
90-98
70-100
180-800
363-372
90-97
70-35
10-220
400-1200
93-99
75-95
10-220
500-1500
Parametre testovania teplota fluidného lôžka
S15-871 °C pomer Ca/S
2,5 - 2.7 uhlie dechtov ité (vysoko prchavé) xzaložené na údajoch z literatúry x pr i 3 % O2
Tieto údaje udávajú, že riešenie podľa vynálezu predstavuje v každom merítku príťažlivú voľbu. Je nepraktické a drahé zmenšiť spaľovacie zariadenie s cirkulačným fluidným lôžkom na požadovaný výkon výroby pary 0,126 až 6,3 kg/s, ako bolo uvedené vyššie.
Doposiaľ opísané zariadenie je primárne určené ako systém na spaľovanie uhlia s vysokým obsahom síry. Také zariadenie, najmä ktoré bolo opísané podľa obr. 1, môže byť taktiež použité na zlepšené spaľovanie aj iných produktov, ako je napríklad biomasa, odpadové produkty, ako sú nemocničné odpadové produkty, priemyslové odpady, organické odpady a podobne a ďalej na endotermické reakcie, sušenie, praženie a podobne.
Jedným 2 takých zariadení podľa vynálezu je zariadenie na výrobu pary, znázornené na obr. 3, Toto zariadenie na výrobu pary pozostáva z podobných súčiastok ako vyššie cpísar.é zariadenie. V nádobe 110 je zabudované pulzačne spaľovacie zariadenie 130. Nádoba 110 má dolnú časť 112, strednú časť 114 a hornú časť 116. pričom stredná časť 114 a horná časť 116 tvorí už skôr opísaný voľný priestor.
V dolnej časti 112 je upravený rozvádzači prostriedok 113, ktorým prechádza tekutina s určitou rýchlosťou, určená na f 1 u i d izovani e pevných častíc vo fluidnom lôžku a na riadenie teploty fluidného lôžka. Podľa jedného vyhotovenia zariadenia na výrobu pary je rozvádzač: prostriedok 113 tvorený vodou chladenou rozvádzacou doskou. V dolnej časti 112. kde je vytvorená hustá fluidná vrstva čiže lôžko zo spaľovaných materiálov. je umiestnené niekoľko teplozmenných rúrok 160. ktorými prechádza voda alebo iné teplozmenné médium. Tieto teplozmenné rúrky 160 predstavujú prostriedky na výmenu alebo odvádzanie tepla z fluidného lôžka. Ako bude bližšie uvedené ďalej, môžu mať teplozmenné rúrky 160 tvar okruhu voda/para typu D.
Ako už bolo uvedené, rozširuje sa stredná časť 114 nádoby 110 lievikovité smerom dohora a von a spojuje vzájomne dolnú časť 112 s hornou časťou 116. Husté fluidné lôžko v spodnej časti 112 nádoby 110 pracuje prebublávacím turbulentným spôsobom.
Pulzačné spaľovacie zariadenie 130 je opatrené už skôr opísaným ventilom 132 s jedným alebo niekoľkými otvormi, ktorými prúdi zmes vzduchu a paliva do spaľovacej komory 133, a ďalej tlakovou komorou 138 a zariadením 139 pre zvýšenie tlaku. Rezonančná komora môže byť tvorená jednou, ako je znázornené, alebo niekoľkými rezonančnými rúrkami 136 a je na svojom konci opatrená difúzorovou časťou 140. Táto difúzorová časť 140 zaisťuje recirkuláciu a zvýšenú dobu rezonancie častíc vo fluidnom lôžku pre zlepšené spaľovanie a zachycovanie síry.
Rovnako ako v každom opísanom zariadení môže byť časť spaľovacej komory 133 integrálna s nádobou 110 a časť pulzačného spaľovacieho zariadenia 130 (ako difúzorová časť 140 na obr. 3) môže zasahovať do fluidného lôžka. V iných vyhotoveniach môže byť celé pulzačné spaľovacie zariadenie 130, zahrnujúce spaľovaciu komoru 133. rezonančnú rúrku (rúrky) 136 a difúzorovú časť 140, umiestnené zvonku časti nádoby 110. kde dochádza k reakciám. V týchto systémoch 21 zostáva pulzačné spaľovacie zariadenie 130 schopné dodávania endotermického tepla z reakcie reaktantom v nádobe 110.
Rezonančná rúrka 136 je s výhodou opatrená vedným plášťom 141 obklopujúcim aspoň časť jej dĺžky. Podobne môže byť vodným plášťom opatrená aj difúzorová časť 140, pričom tento vodný plášť by taktiež obklopoval aspoň časť jej dĺžky a mohla by v ňom byť vyrábaná para pre odvod tepla, takže teplozmenné rúrky 160 vo fluidnom lôžku by mohli byť prakticky celkom odstránené.
Nádoba
110 j e ďalej opatrená prívodným systémom 170, určeným pre pr í vod hrubého paliva a sorbentu. a tvoreným s výhodou závitovkovým dopravníkom.
Prívodný systém 170 je opatrený triedičom 171 určených pre privádzanie paliva na oddelenie jemných frakcií, do pulzačného spaľovacieho zariadenia
130 palivovým potrubím 190, od hrubých frakcií, privádzaných dávkovačom 191 hrubého uhlia, ktoré sa neskoršie zmiešavajú so sorbentom privádzaným z dávkovača 192 sorbentu a sú privádzané prívodným systémom 170 do nádoby 110, kde vytvárajú fluidné lôžko. Sorbentom je napríklad drvený vápenec, ktorý absorbuje látky obsahujúce síru vznikajúce pri spaľovaní.
Nádoba 110 ktoré je opatrené kombinovaným odlučovačom/predzohrievačom 182 vzduchu. Na výstupu spa1 i n môže byť umiestnená jedna alebo viac prepážck čiže od1učovac í ch prostr i edkov na zníženie množstva prechádzajúceho plynu.
Časť týchto odlučovač í ch prostriedkov môže tvoriť cyklón 183 na ďalšie zachycovan i e častíc a na reguláciu teplôt plynu a pevných častíc.
Ďalej môže byť použité nádoby 110, napríklad z od1učovača/predzohrievača odstupňovaného prívodu vzduchu do potrubiami 195. 196. späť
182 vzduchu. takže dochádza k ďalšiemu zníženiu tvorby emisií.
Odpadová hornina, materiály, popol a podobne sa odvádzajú z nádoby 110 odvádzac í m potrubím 117, upraveným na spodnom konci dolnej časti 112.
Naviac môže byť nádoba 110 opatrená zaž i hovac í m systémom (neznázorneným) na naštartovanie ariadenia a funkčnú bezpečnosť .
Na tvorbu pary z vody je použitý dvojbubnový parný generátor 101, obsahujúci parný bubon a kalník. K dvojbubnovému parnému generátoru 101 sú pripojené, ako je znázornené na obr. 4 a opísané bližšie ďalej, teplozmenné rúrky 160 na výrobu pary v tomto vyhotovení. Fluidný systém na výrobu pary pracuje v podstate rovnako ako skôr opísané zariadenia.
Na obr. 4 je znázornené zariadenie na výrobu pary, opísané podľa obr. 3, v spojení s príslušným vybavením, pričom rovnaké súčiastky sú označené rovnakými vzťahovými značkami. Po roztriedení pevného paliva a fluidizačnéhc materiálu na jemné frakcie a hrubé frakcie triedičom 171 sa vedú hrubé častice uhlia do dávkovača 191 hrubého uhlia a jemné frakcie sa vedú palivovým potrubím 195 dc pulzačného spaľovacieho zariadenia 130.
Sorbent je pridávaný do hrubého uhlia z dávkovača 192 sorbentu a kombinovaná zmes paliva a sorbentu sa vedie do nádoby 110 pr í vodným systémom 170, napríklad závitovkovým dopravníkom, pozri obr. 4.
padá na husté fluidné lôžko vytvorené
Zmes sorbentu a paliva v nádobe 110, ktoré je udržované vo fluidnom prebublávacom stave tekutinou vstupujúcou pod ním rozvádzač í m prostriedkom 113. Tento rozvádzači prostriedok 113 môže mať niektoré časti usporiadané sklonene, pozri obr. 4, čo prispieva k zabráneniu vytvárania takzvaných mŕtvych zón z pevných častíc. Sklonené usporiadanie rozvádzač ieho prostriedku t 13 v kombinácii s odvádzacím potrubím 117 taktiež uľahčuje odvádzanie hornín a aglomerátov.
Keď je pulzačné spaľovacie zariadenie 130 v činností, vytvára aerodynamický ventil 132 podľa potreby pulzovanie privádzanej zmesi vzduchu a paliva. Produkty spaľovania v pulzačnom spaľovacom zariadení 130 pokračujú v prietoku s kmitajúcou akustickou tlakovou vlnou rezonančnou rúrkou 136, difúzorovou časťou 140 a do fluidného lôžka. Akustická vlna opúšťajúca difúzorovú časť 140 a narážajúca do fluidného lôžka spôsobuje jeho väčšie premiešavani e a zvyšovanie výmeny tepla. Pevné palivo sa spaľuje vo fluidnom stave, pričom teploty vo fluidnom lôžku sú riadené odvádzaním tepla teplozmenným médiom prechádzajúcim teplozmennými rúrkami 160 ponorenými vo fluidnom lôžku.
Teplozmenné médium vedené teplozmennými rúrkami 160 ponorenými vo fluidnom parného generátoru 101.
lôžku sa privádza do dvojbubnového pričom teplozmenné rúrky 160 sú usporiadané v tvare D. Dvojbubnový parný generátor 101 pozostáva z parného bubnu 111. kalníku 112 a z jedného alebo niekoľkých skupín 113 parných kotlov. Teplozmenné médium, potom čo bolo ohriate v nádobe 110. je privádzané dc dvojbubnového parného generátoru 101, kde zatopí parný bubon 111, kalník 112 a skupiny 113 parných kotlov. Voda, ktorá bcla prečerpaná dc parného bubnu 111, sa potom premenuje na paru a odvádza sa na ďalšie použitie.
Produkty spaľovania stúpajú nad fluidné lôžko a do voľnej zóny, kde nastáva ďalšia výmena tepla alebo ďalšia reakcia. Z voľnej zóny nad dolnou časťou 112 nádoby 110 prechádzajú spaliny odlučovačom/predzohrievačom 182 vzduchu a ďalej výstupným potrubím 180 do dvojbubnového parného generátoru 101. Teplo vystupujúcich spalín výstupným potrubím 180 spalín slúži naviac k ohrevu vody obsiahnutej v parnom bubnu 111 a k jej premene na paru.
Ako už bolo opísané v skorších vyhotoveniach, môže byť fluidizačné médium predzohri evane v odlučovaču/predzohri evaču 24
1S2 vzduchu. Naviac môže byť pre naštartovanie systému (neznázornené) použité pomocné palivo, ako napríklad zemný plyn, ako už bolo taktiež skôr opísané. Ďalej môžu byť v tomto zariadení na výrobu pary vypustené teplozmenné rúrky 160 a výmena tepla môže spoľahlivo prebiehať úplne na výstupe spalín výstupným potrubím 130 spalín, pomocou vodného plášťa rezonančnej rúrky 136 a/alebo difúzorovej časti 140.
Zariadenie podľa vynálezu môže byť taktiež použité pre sušenie materiálov alebo ohrev vzduchu. Napríklad je možné systém použiť ako zdroj tepla namiesto zariadenia vykurovaného uhlím na tepelné sušenie uhlia. Keď je zariadenie podľa vynálezu použité týmto spôsobom, je možné v ňom vykonávať rôzne úpravy, ako napríklad usporiadať okolo fluidného lôžka vodný plášť, vo fluidnom lôžku môžu byť uložené vzduchom chladené rúrky a fluidné lôžko môže byť adiabatické. Tieto tri varianty sa líšia najmä z hľadiska spôsobu chladenia fluidného 1ôžka.
Vyhotovenie zariadenia podľa vynálezu na sušenie materiálov alebo ohrev vzduchu je znázornené na obr. 5, kde sú použité pri rovnakých súčiastkach rovnaké vzťahové značky ako na obr. 3. Toto vyhotovenie ukazuje zariadenie podľa vynálezu používajúce nadmerného množstva vzduchu pre činnosť fluidného lôžka spôsobom takmer adiabatickým. Toto vyhotovenie má rovnaké znaky ako zariadenie na výrobu pary opísané podľa obr. 3 s výnimkou dvojbubnového parného generátoru 101, ako na obr. 3 a 4. Dalej je možno sušení e/ohrev vzduchu vykonávať bez teplozmenných rúrok 160 umiestnených vc fluidnom lôžku vo vyhotovení znázornenom na obr. 3.
Nádoba 110 minimalizuje tepelne straty a rozšírená časť s voľnou zónou znižuje rýchlosť plynu, zvyšuje dobu rezonancie plynu a znižuje takzvané vyplavovanie jemných frakcií z voľnej zóny. Rezonančná rúrka 136 je obklopená vodným plášťom 141, 25 takže v tomto vyhotovení nie je nutné pre jej výrobu používať drahých zliatin. Naviac je v tomto vyhotovení s výhodou použité vodou chladeného rozvádzač ieho prostriedku 113 na m i n i ma 1 izovani e vzniku tepelných napätí a ďalej cdvádzacieho potrubia 117 na uľahčenie odstraňovania zbytkov pc spaľovaní a udržiavanie výšky fluidného lôžka.
Na obr. 6 je znázornené schéma procesu používajúceho vyššie opísané zariadenie na ohrev vzduchu alebo sušenie materiálov. Systém je v podstate identický so systémom na výrobu pary opísaným na obr. 4 s výnimkou toho, že dvojbubnový parný generátor 101 znázornený na obr. 4 je eliminovaný. Podobne boli odstránené teplozmenné rúrky 160 vo fluidnom lôžku, znázornené na obr. 4.
Zariadenie podľa vynálezu môže byť taktiež použité ako zariadenie na spaľovanie odpadov, pozri obr. 7. V tomto vyhotovení súu upravené prostriedky 220 na prívod odpadu, pozostávajúce z prívodného prostriedku 214 na prívod odpadových materiálov do hornej časti fluidného lôžka a/alebo pr í vodného prostriedku 215 na prívod odpadu priame dc fluidného lôžka v záv i s 1 ost i na charakteristike odpadu.
Rezonančná zar i aden i a
230 nie je celkom vstavaná do nádoby
210 a skôr um i estnená nad časť 240 j e um i estnená nad lôžka, pozri obr. 7. Okruh medzi 'zariadení m 239 na zvýšenie tlaku a časťou rezonančnej rúrky 236 umiestnené nad nádobou 210 môže doplňovať spojovacie potrubie 260, na vykonávanie zvýšenia tlaku do zariadenia 239 na zvýšenie tlaku. Tým je umožnené zlepšené premiešavani e vc voľnej zóne nádoby 210 reaktoru.
Rovnako ako u skôr opísaných vyhotovení je zariadenie podľa tohoto vyhotovenia opatrené rozvádzacím prostriedkom 213 na udržovanie fluidného lôžka v turbulentnom stave, ďalej 26 odvádzacím systémom 217 na odvádzanie popola a zvyšných hornín, ďalej cdlučovačom/predzohrievačom 2S2 vzduchu, prostriedky na odlučovanie pevných častíc zo spalín a navrátenie produktov do nádoby 210 tvorených výstupným potrubím 280 spalín a vodou chladeným cyklónom 283 na zachycovanie pevných častíc a regulovanie teplôt plynov a pevných častíc, takže sú zachycované kovové pary.
Schéma systému na spaľovanie odpadov využívajúceho zar i aden í a znázorneného na obr.
je znázornené na obr. 8.
Vzhľadom k problémom s koróziou eróziou rezonančnej rúrky
236 a difúzorovej čast i 240 odpadovým i materiálmi sú rezonančná rúrka 236 a difúzorová časť
240 umiestnené nad fluidným
1ôžkom.
Ďalej vzhľadom k rovnakým problémom s koróziou a eróziou nie sú v tomto zariadení použité teplozmenné rúrky 160 vo f 1ui dnom lôžku. Rovnako ako v zariadení znázornenom na a 6 má rozvádzači prostr i edok
113 urči té čast i upravené sklonene na zabránenie vytváran i a mŕtvych zón častíc a pre uľahčenie odstraňovania horniny a aglomerátov z
Zariadenie podľa vynálezu môže byť taktiež použité na endotermické reakcie, a čiastočná oxidácia.
Zariadenie určené na tieto účely j znázornené na obr. 9.
Toto zariadenie je v podstate identické so zariadením použitým na ohrev vzduchu alebo sušenie materiálov znázorneným na obr.
5, pričom rovnaké súčiastky sú označené rovnakými vzťahovými značkami.
V tomto prípade je však vylúčené zariadenie 139 na zvýšenie tlaku, znázornené na obr.
5, alebo vodný plášť
141 obklopujúci rezonančnú rúrku
36, taktiež pozri obr.
5.
znázorneného na obr.
určeného na spaľovanie odpadov, obsahuj e pr í vodný lôžka buď zar i aden i e prostr i edok na
314 vykonávanie endotermických reakcií nad toto fluidné lôžko alebo prívodný prostriedok
315 na prívod priamo do fluidného lôžka.
V týchto ariadeniach s er.doterm i ckým i reakciami je fluidné lôžko vytvárané pevným palivom a pulzačné spaľovacie zariadenie 130 využíva priamo endotermického tepla reakcie na výrobu takých produktov, ako sú syntetické palivové plyny, kalcinované produkty atd. Rovnako ako vo vyhotoveniach opísaných vyššie môže koniec pulzačného spaľovacieho zariadenia 130, a to buď voľný koniec rezonančnej rúrky 136 alebo difúzorová časť zasahovať do fluidného lôžka alebo môže byť umiestnený v odstupe nad ním.
Aj keď bcl vynález opísaný s použitím špecifických výrazov, zariadení, koncentrácií a spôsobov, jednalo sa iba c ilustratívne
Je zre j mé, že každá z uvedenýcr komponent opi saných zariadeniach je nahradí teľná v závislosti na špecifičnosti požadovanej funkcie. Použité názvy sú názvami slúžiacimi pre opis príkladných vyhotovení a nie pre obmedzenie. Je taktiež zrejmé, že je možné vykonávať rôzne zmeny a varianty, bez tohc aby dcšlo k odklonu z rozsahu alebo ducha vynálezu, daných patentovými nárokmi.
2S
PV - 75
a)
b) pevného
c)

Claims (3)

  1. Pulzačný reaktor s fluidným a tým, že pozostáva z nádoby reaktoru, prívodného prostriedku pre lôžkom.
    pr í vod materiálu do nádoby v strednej časti vyznačuj úf 1ui di zovate ľného jej výšky, prostriedku na privádzanie f1uidizačného média, pre fluidizovanie uvedeného pevného materiálu, do nádoby pod vstupom tohoto pevného materiálu, na vytvorenie fluidného
    1ôžka z pevného materiálu v tomto priestore,
    d) pulzačného spaľovacieho zariadenia zasahujúceho do nádoby, pričom pulzačné spaľovaci e zariadenie pozostáva zo spaľovacej komory, ventilu pr i po j er.ého ku spaľovacej komore na vstup zmesi pali va vzduchu do spaľovacej komory.
    z rezonančnej komory spojenej so spaľovacou komorou a vystupujúcou z nej von.
    pričom vonkajší voľný kon i ec rezonančnej komory má polohu voči fluidnému lôžku umožňujúci pôsobenie plynných komory pôsobenie na fluidné lôžko,
    e) teplozmenných prostriedkov umiestnených v nádobe vo fluidnom lôžku na odvádzanie tepla z fluidného tepla a
    f) výstupného prostriedku spalín pripojeného k nádobe pre výstup produktov spaľovania z nádoby.
  2. 2.
    Pulzačný reaktor podľa nároku a č u j úsa tým, že ďalej pozostáva z prostr i edku uspor i adaneho na voľnom konci rezonančnej komory na rozptyľovanie výstupujúci ch plynných produktov.
    úsa tým, že uvedený difúzorcvý prostr i edok
    4.
    Pulzačný reaktor podľa nároku pevných tým, že ďalej pozostáva z triediča čast í c.
    na roztriedenie pevných častíc na hrubé čast i ce a jemné čast i ce, pr i čom hrubé častice sú privádzané do nádoby uvedeným prívodným prostriedkom.
    a z prívodného prostriedku na privádzanie jemných frakcií zar i aden i a.
    dc pulzačného spaľovac i eho
    5. Pulzačný reaktor podľa nároku i, vyznačujúci sa tým, že rezonančná komora pulzačného spaľovacieho zariadenia je tvorená aspoň jednou predĺženou rezonančnou rúrkou.
    6. Pulzačný reaktor podľa nároku 5, vyznačuj úc i sa t ý m, že uvedená aspoň jedna predĺžená rezonančná rúrka je opatrená vodným plášťom okolo aspoň časti svojej dĺžky.
    Pulzačný reaktor podľa nároku 1, vyznačuj útým, že nádoba má dolnú časť.
    kde bude udržované lôžko, a rozšírenú hornú časť.
    Pulzačný reaktor podľa nároku 1 tým, že výstupný prostriedok inerciálnym odlučovačom pevných častíc.
    9. Pulzačný reaktor podľa nároku 1.
    tým spa že teplozmenným prostriedkom rúrka um i estnená v nádobe v mieste fluidného prúd i teplozmenný čuj ú je teplozmenná lôžka, ktorou
    10. Spôsob spaľovania pevného paliva, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že pozostáva z krokov
    a) vytvorenia a udržiavania fluidného lôžka z pevného paliva v nádobe reaktoru a okolo teplozmenných prostriedkov,
    b) pulzačného spaľovania zmesi paliva a vzduchu spôsobom vytvárajúcim vystupujúci pulzujúci prúd produktov spalín a akustickú tlakovú vlnu,
    c) usmerňovania pulzujúceho prúdu produktov spalín pre pôsobenie priamo na fluidné lôžko z pevného paliva na spaľovanie tohoto pevného paliva,
    d) cirkulácie teplozmenného média uvedenými teplozmenným prostriedkom na odvádzanie paliva a na vopred stanovené spracovanie teplozmenného média a
    e) vystupovanie produktov spaľovania z nádoby po oddelení pevných častíc z týchto produktov.
    11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že fluidizačným pevným palivom je uhlie, pričom palivom pre pulzačné spaľovacie zariadenie je aspoň sčasti jemné uhlie
    12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že uhlie má vysoký obsah síry, pričom sorbent pre síru je prímesou uvedeného pevného paliva.
    13. Spôsob podľa náreku 12. vyznačujúci sa t ý m, že sorbentom je vápenec, ktorého množstvo je dvakrát až trikrát väčšie ako množstvo siry v uhliu.
    14.
    Spôsob podľa nároku 10,
    185 dB.
    že akust i cká tlaková vlna je rozsahu od 100 do
    Spôsob podľa nároku 10, čuj že pulzačným spaľovaním vzniká teplo uvoľňované v rozsahu od lxl O*5 do 10x10° Btu/h/ft3.
    teplota vzn i knutého plynu je v rozsahu od 760 °C do 1926 °C a rýchlosť plynu je rozsahu
  3. 4.5 až 48.7 metrov za sekundu.
    16. Spôsob podľa nároku 10, vyznačuj úc i
    - 32 t ý m, že plyn na f 1uidizovani e fluidného lôžka z pevného paliva má rýchlosť v rozsahu od 1,2 do 3,96 metrov za sekundu.
    17. Pulzačné zariadenie s fluidným lôžkom, vyznač uj ú c e sa tým, že pozostáva z
    a) nádoby reaktoru,
    b) prívodného prostriedku na prívod f1uidizovateľného materiálu do tejto nádoby,
    c) prostriedku na fluidizovanie fluidizovateľného materiálu na vytvorenie fluidného lôžka z materiálu v uvedenej nádobe,
    d) pulzačného spaľovacieho zariadenia spojeného s nádobou reaktoru, pričom pulzačné spaľovacie zariadenie pozostáva zo spaľovacej komory a je opatrené aspoň jedným otvorom pre vstup aspoň jednej zmesi paliva a pričom pulzačné spaľovacie z rezonančnej komory spojenej vzduchu dc spaľovacej komory, zariadenie ďalej pozostáva so spaľovacou komorou, pričom rezonančná komora je usporiadaná tak, že plynné produkty z nej vystupujúce pôsobia
    e) prostriedku na prenes tepla z nádoby a na odvádzan odukto’·.
    nádoby i a der.
    i e podľa nároku 17, v y tvorený sa tým teplozmennými že prostriedok na prenos tepla je rúrkami umiestnenými vo fluidnom lôžku na odvádzanie tepla z
    19. Pulzačné zariadenie podľa nároku 17, vyznač a tým, že ďalej pozostáva z prostr i edku na rozptyľovanie plynov vystupujúcich z rezonančnej komory.
    Pulzačné zariadenie podľa nároku 19, vyznač sa tým, že uvedený difúzorový prostriedok je umiestnený v nádobe a nad fluidným
    1ôžkom.
    21 . Pulzačné zariadenie podľa nároku 17, vyznaču- j ú c e s a t ý m. že rezonančná komora zasahuje do nádoby
    reaktoru tak., že je v priamom kontakte s materiálom fluidného lôžka.
    22. Pulzačné zariadenie podľa nároku 17, v y z n a č u - j ú c e sa tým, že difúzorový prostriedok zasahuje do
    nádoby reaktoru tak, že je v priamom kontakte s materiálom fluidného lôžka.
    23. Pulzačné zariadenie podľa nároku 17, vyznaču- j ú c e s a t ý m. že aspoň časť rezonančnej komory je
    obklopená vodným plášťom.
    24. Pulzačné zariadenie podľa nároku 17. vyznaču- j ú c e s a t ý m. že pulzačné spaľovacie zariadenie je
    ďalej opatrené prostriedkom na zvýšenie tlaku plynných produktov vytváraných pulzačr.ým spaľovacím zariadením.
    25. Pulzačné zariadenie podľa nároku 17, v y z n a č u - j ú c e sa t ý m. že ďalej pozostáva z prostriedku na
    rcztrieďcvani e pevného paliva na jemné častice a hrubé
    časti ce, z prostriedku na privádzanie jemných častíc do
    pulzačného spaľovacieho zariadenia a z prostriedku na privádzanie hrubých častíc do fluidného lôžka.
    26 . Pulzačné zariadenie s fluidným lôžkom, v y z n a č u- j ú c e s a t ý m, že pozostáva z
    a) nádoby reaktoru, pričom tátc nádoba reaktoru má hornú časť a dolnú časť.
    b) prostriedku r.a prívod spáliteľného a f 1 uidizovateľného materiálu do tejto nádoby.
    c) prostriedku na f 1 ui dizovani e uvedeného spáliteľného
    a f 1 u i d i: aovateľného materiálu, pričom tento prostriedok na
    f 1 ui dizovani e pozostáva z rozvádzač ieho zariadenia umiestneného v nádobe tak, že spáliteľný a f1uidizovateľný materiál môže byť týmto prostriedkom na f 1 ui dizovani e uvedený do fluidného stavu.
    d) pulzačného spaľovacieho zariadenia zasahujúceho do nádoby reaktoru. pričom pulzačné spaľovacie zariadenie pozostáva zo spaľovacej komory a je opatrené aspoň jedným otvorom spojeným so spaľovacou komorou pre vstup jednej alebo niekoľko zmesí paliva a vzduchu do spaľovacej komory, pričom pulzačná spaľovacie nariadenie ďalej pozostáva rezonančnej komory spojenej so spaľovacou komorou, pričom rezonančná komora sa rozkladá smerom dolnej časti uvedenej nádoby, pr i čom rezonančná komora je d'a lej opatrená difúzorom na zníženie rýchlosti plynných produktov opúšťajúcich rezonančnú komoru.
    pričom tento di fúzor je uspor i adaný na kone i rezonančnej komory rozkladajúcej sa k dolnej časti nádoby reaktoru a je usporiadaný tak.
    á» plynné produkty.
    ktoré ne no vystupuj ú,
    Ôsobia na spáliteľný a f1uidizovateľný materiál výstupného prostriedku spojeného s nádobou na umožnenie výstupu produktov spaľovania z tejto nádoby, pričom výstupný prostriedok je opatrený prostriedkom na odlučovanie pevných častíc z plynov a navráteniu týchto pevných častíc do nádoby pre ďalšiu reakciu a ďalej je opatrené prostriedkom na odstraňovanie popola a zbytkov z nádoby reaktoru.
    27. Pulzačné zariadenie podľa nároku 26, vyznačujúce sa tým, že výstupný prostriedok je ďalej spojený s prostriedkom na výrobu pary.
    Pulzačné zariadenie podľa nároku 26.
    vyzná čujúce sa t ý m, že ďalej pozostáva z prosír i edku na rozdeľovanie pevného pali va na j emné častice a hrubé častice, pričom zariadenie je ďalej opatrené prostriedkom na dopravu jemných častíc do pulzačného spaľovacieho zariadenia a prostriedkom na dopravu hrubých častíc do fluidného lôžka.
    29. Pulzačné zariadenie podľa nároku 27, vyznačujúce sa tým, že prostriedok na výrobu pary je opatrený prostriedkami na prívod vody do parného bubnu, pričom tento parný bubon je spojený s kal nikom.
    30.
    Pulzačné zariadenie podľa nároku 26, vyznačujúce sa tým, že ďalej pozostáva z prostriedku na prenos tepla z nádoby, tvoreného teplozmennými rúrkami umiestnenými vo fluidnom lôžku.
    31. Pulzačné zariadenie podľa nároku 26, vyznačuj u. C G S <3.
    tým, že prostriedky na prenos tepl a privádzajú teplo do systému na ohrev vzduchu.
    32. Pulzačné zariadenie podľa náreku 26, vyzná čujúce sa tým, že prostriedky na prenos tepl a privádzajú teplo do systému na sušenie materiálov.
    30, tým, že prostriedok na prenos tepla je spoj en prostriedkom na výrobu pary.
    34.
    Pulzačné zariadenie podie nároku
    26.
    vyznaču tým, že ďalej pozostáva z vodného plášťa obklopujúceho aspoň časť puizačného spaľovacieho zariadenia.
    35. Pulzačné zariadenie s fluidným lôžkom, vyznačujúce sa t ý m, že pozostáva z
    a) nádoby reaktoru,
    b) prostriedku na prívod odpadových materiálov do tejto nádoby,
    c) prostriedku na f 1ui d i zovan i e týchto odpadových materiálov, pričom tieto prostriedky pozostávajú z rozvádzač ieho zariadenia umiestneného v nádobe reaktoru tak, žs odpadové materiály sú uvedené do fluidného stavu týmto prostri edkom,
    d) pulzačného spaľovacieho zariadenia zasahujúceho do nádoby reaktoru, pričom pulzačné spaľovacie zariadenie pozostáva zo spaľovacej komory a je opatrené aspoň jedným otvorom spojeným so spaľovacou komorou pre vstup jednej alebo niekoľkých zmesí paliva a vzduchu do spaľovacej komory, pričom pulzačné spaľovacie zariadenie ďalej pozostáva z rezonančnej komory spojenej so spaľovacou komorou a rozkladajúce sa do miesta uvedených odpadových materiálov v uvedenej nádobe, pričom rezonančná komora je opatrená difúzorcm umiestneným na konci rezonančnej komory zasahujúcim k odpadovým materiálom v uvedenej nádobe Lak, že rýchlosť plynných produktov vystupujúcich z rezonančnej komory je zmenšená, pričom rezonančná komora je usporiadaná tak, že uvedené plynné produkty pôsobia na odpadové materiály a
    e) výstupného prostriedku spalín spojeného s nádobou tak, produkty spaľovania vystupujú z tejto nádoby, pričom výstupný prostriedok spalín je opatrený prostriedkom na od 1učcvani e pevných častíc z plynov v produktoch spaľovan i a
    Spôsob spaľovania pevného paliva. v y z n k-.
    že pozostáva z krokov výtvoren i a a udržovania fluidného lôžka pevného pa1 i va.
    spaľovania v zmesi paliva a vzduchu tak, že j vytvorí pulzujúci prúd produktov spaľovania,
    c) vytvorenie pulzujúceho prúdu produktov spaľovania pre pr i a tne pôsobenie na fluidné lôžko z pevného paliva na spaľovanie tohoto paliva a
    d) odvádzanie produktov paliva z nádoby reaktoru.
    37. Spôsob podľa nároku 36, v y z n a č u j ú c i s a tým, že produkty spaľovan i a. ktoré sú odvádzané, sa privádzajú do parného generátoru na výrobu pary 38. Spôsob podľa nároku 36, v y z n a č u j úci s a
    tým, že ďalej pozostáva z kroku cirkulácie teplozmenného média teplozmenným prostriedkom umiestneným vo fluidnom lôžku tak, že sa ním odvádza teplo z fluidného lôžka.
    39. Spôsob podľa nároku 38, znač tým, že teplozmenné prostriedky sú spojené so systémom na
    40. Spôsob podľa nároku 36, znač t ý m, že teplo vzniknuté uvedeným spaľovaním sa pr i vádza do systému na sušenie materiálov.
    41 . Spôsob podľa náreku 36, vyzná úci t ý m, že teplo vzniknuté uvedeným spaľovaním sa privádza do systému na ohrev vzduchu.
    42.
    Spôsob podľa náreku 36.
    vyznač úci tým, že pevným palivom je odpadový materiál a uvedeným spôsobom sa spaľuje tento odpadový materiál.
SK1164-93A 1991-04-22 1992-04-22 Pulsed atmospheric fluidized bed combuster apparatus and process SK116493A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/689,336 US5133297A (en) 1991-04-22 1991-04-22 Pulsed atmospheric fluidized bed combustor apparatus and process
PCT/US1992/003254 WO1992018809A1 (en) 1991-04-22 1992-04-22 Pulsed atmospheric fluidized bed combustor apparatus and process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK116493A3 true SK116493A3 (en) 1994-03-09

Family

ID=24768017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1164-93A SK116493A3 (en) 1991-04-22 1992-04-22 Pulsed atmospheric fluidized bed combuster apparatus and process

Country Status (20)

Country Link
US (1) US5133297A (sk)
EP (1) EP0581869B1 (sk)
JP (1) JP3149135B2 (sk)
KR (1) KR100234782B1 (sk)
AT (1) ATE128539T1 (sk)
AU (1) AU661692B2 (sk)
BG (1) BG60725B1 (sk)
CA (1) CA2108893C (sk)
CZ (1) CZ284843B6 (sk)
DE (1) DE69205161T2 (sk)
DK (1) DK0581869T3 (sk)
ES (1) ES2079868T3 (sk)
GR (1) GR3017987T3 (sk)
HU (1) HU217336B (sk)
MX (1) MX9201854A (sk)
PL (1) PL169798B1 (sk)
RO (1) RO115380B1 (sk)
RU (1) RU2105241C1 (sk)
SK (1) SK116493A3 (sk)
WO (1) WO1992018809A1 (sk)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5255634A (en) * 1991-04-22 1993-10-26 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Pulsed atmospheric fluidized bed combustor apparatus
US5353721A (en) * 1991-07-15 1994-10-11 Manufacturing And Technology Conversion International Pulse combusted acoustic agglomeration apparatus and process
US5419877A (en) * 1993-09-17 1995-05-30 General Atomics Acoustic barrier separator
US5909654A (en) * 1995-03-17 1999-06-01 Hesboel; Rolf Method for the volume reduction and processing of nuclear waste
DE19702202A1 (de) * 1997-01-23 1998-08-13 Ebara Germany Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Wärme- und/oder Stoffaustauschs mittels eines Pulsators
AU4118299A (en) * 1997-12-19 1999-07-12 Foster Wheeler Energia Oy Method and apparatus for controlling heat transfer from solid particles in a fluidized bed
CA2382047A1 (en) 1999-08-19 2001-02-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. System integration of a steam reformer and fuel cell
WO2001012754A1 (en) 1999-08-19 2001-02-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Gas turbine with indirectly heated steam reforming system
AU2003215251A1 (en) * 2002-02-13 2003-09-04 The Procter And Gamble Company Sequential dispensing of laundry additives during automatic machine laundering of fabrics
CN1685035A (zh) * 2002-05-22 2005-10-19 制造及技术转化国际公司 脉冲气化和热气净化装置和方法
WO2004024620A2 (en) * 2002-09-10 2004-03-25 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Steam reforming process and apparatus
WO2004094023A2 (en) * 2003-04-21 2004-11-04 Manufacturing And Technology Conversion, Inc. Process for the treatment of waste or gaseous streams
WO2005019749A2 (en) * 2003-08-11 2005-03-03 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Efficient and cost-effective biomass drying
CN100419338C (zh) * 2005-09-22 2008-09-17 浙江大学 脉动流化床燃烧装置
DE102006017353A1 (de) * 2006-04-11 2007-10-18 Spot Spirit Of Technology Ag Verfahren und Vorrichtung zur prozessintegrierten heißen Gasreinigung von Staub- und gasförmigen Inhaltsstoffen eines Synthesegases
US20070245628A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Thermochem Recovery International, Inc. Fluid bed reactor having a pulse combustor-type heat transfer module separated from the compartment of a reaction vessel
US7569086B2 (en) * 2006-04-24 2009-08-04 Thermochem Recovery International, Inc. Fluid bed reactor having vertically spaced apart clusters of heating conduits
DE102006022265A1 (de) * 2006-04-26 2007-10-31 Spot Spirit Of Technology Ag Verfahren und Vorrichtung zur optimierten Wirbelschichtvergasung
US8037620B2 (en) * 2007-07-20 2011-10-18 Pulse Holdings LLC Pulse combustion dryer apparatus and methods
US9011561B2 (en) 2010-11-05 2015-04-21 Thermochem Recovery International, Inc. Solids circulation system and method for capture and conversion of reactive solids
RU2465008C1 (ru) * 2011-03-22 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения железоуглеродных наночастиц
US9499404B2 (en) 2011-09-27 2016-11-22 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for syngas clean-up
CN103966425B (zh) * 2013-01-28 2015-11-18 长沙高新开发区大沅能源科技有限公司 高效炼钒脱碳焙烧锅炉
CZ305044B6 (cs) * 2013-08-20 2015-04-08 Ústav chemických procesů AV ČR, v.v.i. Zařízení pro fluidní spalování pevných paliv či suspenzí
US10253974B1 (en) * 2015-02-27 2019-04-09 Morgan State University System and method for biomass combustion
RU2637551C2 (ru) * 2015-10-09 2017-12-05 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирский научно-исследовательский институт углеобогащения" (ООО "Сибнииуглеобогащение) Способ термического обогащения углей
CN105403043A (zh) * 2015-11-24 2016-03-16 伍蔚恒 一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置
US11242988B2 (en) 2016-02-16 2022-02-08 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage energy-integrated product gas generation system and method
CA3018980C (en) 2016-03-25 2019-04-16 Thermochem Recovery International, Inc. Three-stage energy-integrated product gas generation system and method
US10364398B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Thermochem Recovery International, Inc. Method of producing product gas from multiple carbonaceous feedstock streams mixed with a reduced-pressure mixing gas
US9920926B1 (en) 2017-07-10 2018-03-20 Thermochem Recovery International, Inc. Pulse combustion heat exchanger system and method
US10099200B1 (en) 2017-10-24 2018-10-16 Thermochem Recovery International, Inc. Liquid fuel production system having parallel product gas generation
CZ308666B6 (cs) * 2018-10-22 2021-02-03 Kovosta - fluid a.s. Sestava fluidního kotle a způsob spalování alespoň dvou druhů paliv ve fluidním kotli
US11555157B2 (en) 2020-03-10 2023-01-17 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for liquid fuel production from carbonaceous materials using recycled conditioned syngas
US11466223B2 (en) 2020-09-04 2022-10-11 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage syngas production with separate char and product gas inputs into the second stage

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2539466A (en) * 1945-04-20 1951-01-30 Vernon F Parry Process for carrying out endothermic chemical reactions
US2623815A (en) * 1945-11-23 1952-12-30 Standard Oil Dev Co Apparatus for gasifying carbonaceous fuel
US2619415A (en) * 1946-08-15 1952-11-25 Standard Oil Dev Co Supply of heat to fluidized solids beds for the production of fuel gas
GB644013A (en) * 1946-08-15 1950-10-04 Standard Oil Dev Co Improvements in or relating to the supply of heat to fluidized solid systems
US2680065A (en) * 1948-05-26 1954-06-01 Texas Co Gasification of carbonaceous solids
US2683657A (en) * 1948-05-29 1954-07-13 Hydrocarbon Research Inc Gasification of carbonaceous solids
US2979390A (en) * 1956-11-19 1961-04-11 Hydrocarbon Research Inc Process for carrying out endothermic reactions
US2937500A (en) * 1957-10-02 1960-05-24 Jr Albert G Bodine Resonant combustion products generator with heat exchanger
FR1226568A (fr) * 1959-02-21 1960-07-13 Siderurgie Fse Inst Rech Brûleur à flamme stable et à forte concentration calorifique obtenue par onde de choc
US3246842A (en) * 1963-08-02 1966-04-19 Huber Ludwig Apparatus for the production of hot gas currents for heating purposes
GB1275461A (en) * 1969-02-17 1972-05-24 Shell Int Research Pulsating combustion system
US3966634A (en) * 1974-09-23 1976-06-29 Cogas Development Company Gasification method
FR2301633A1 (fr) * 1975-02-21 1976-09-17 Babcock & Wilcox Co Recuperation de produits residuaires de la liqueur noire p
SU879146A1 (ru) * 1980-02-29 1981-11-07 Белорусское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института Энергетики Промышленности Устройство пульсирующего горени
US4314444A (en) * 1980-06-23 1982-02-09 Battelle Memorial Institute Heating apparatus
DE3109685A1 (de) * 1981-03-13 1982-09-30 Buderus Ag, 6330 Wetzlar Vorrichtung zum nachverbrennen von brennbaren schwebebestandteilen aus den rauchgasen einer wirbelschichtfeuerung
US4368677A (en) * 1981-04-07 1983-01-18 Kline Michael J Pulse combustion system for boilers
US4529377A (en) * 1983-02-28 1985-07-16 Georgia Tech Research Institute Pulse combustor apparatus
US4682985A (en) * 1983-04-21 1987-07-28 Rockwell International Corporation Gasification of black liquor
US4655146A (en) * 1984-08-01 1987-04-07 Lemelson Jerome H Reaction apparatus and method
US4773918A (en) * 1984-11-02 1988-09-27 Rockwell International Corporation Black liquor gasification process
US4699588A (en) * 1986-03-06 1987-10-13 Sonotech, Inc. Method and apparatus for conducting a process in a pulsating environment
US4909731A (en) * 1986-03-06 1990-03-20 Sonotech, Inc. Method and apparatus for conducting a process in a pulsating environment
US4708159A (en) * 1986-04-16 1987-11-24 Nea Technologies, Inc. Pulse combustion energy system
US4951613A (en) * 1988-11-09 1990-08-28 Mobil Oil Corp. Heat transfer to endothermic reaction zone
US5205728A (en) * 1991-11-18 1993-04-27 Manufacturing And Technology Conversion International Process and apparatus utilizing a pulse combustor for atomizing liquids and slurries
GB9202329D0 (en) * 1992-02-04 1992-03-18 Chato John D Improvements in pulse blade system for pulsating combustors

Also Published As

Publication number Publication date
RO115380B1 (ro) 2000-01-28
AU661692B2 (en) 1995-08-03
HUT66064A (en) 1994-09-28
ATE128539T1 (de) 1995-10-15
CZ284843B6 (cs) 1999-03-17
RU2105241C1 (ru) 1998-02-20
EP0581869B1 (en) 1995-09-27
HU9302974D0 (en) 1994-01-28
DK0581869T3 (da) 1995-12-04
AU1910492A (en) 1992-11-17
DE69205161D1 (de) 1995-11-02
PL169798B1 (pl) 1996-08-30
CZ222493A3 (en) 1994-04-13
JPH06510113A (ja) 1994-11-10
JP3149135B2 (ja) 2001-03-26
EP0581869A1 (en) 1994-02-09
KR100234782B1 (ko) 1999-12-15
GR3017987T3 (en) 1996-02-29
BG60725B1 (en) 1996-01-31
BG98166A (bg) 1994-08-30
MX9201854A (es) 1992-10-01
DE69205161T2 (de) 1996-05-15
CA2108893C (en) 1997-09-30
WO1992018809A1 (en) 1992-10-29
US5133297A (en) 1992-07-28
ES2079868T3 (es) 1996-01-16
HU217336B (hu) 1999-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK116493A3 (en) Pulsed atmospheric fluidized bed combuster apparatus and process
US5255634A (en) Pulsed atmospheric fluidized bed combustor apparatus
US4823712A (en) Multifuel bubbling bed fluidized bed combustor system
Sher et al. Experimental investigation of woody and non-woody biomass combustion in a bubbling fluidised bed combustor focusing on gaseous emissions and temperature profiles
RU2123637C1 (ru) Котел с находящимся под давлением внутренним циркулирующим псевдоожиженным слоем, электрическая генерирующая система и печь с псевдоожиженным слоем
US5365889A (en) Fluidized bed reactor and system and method utilizing same
US5033413A (en) Fluidized bed combustion system and method utilizing capped dual-sided contact units
EP0227550A2 (en) Apparatus for combusting fuels and method of cumbusting wet fuels
US4843981A (en) Fines recirculating fluid bed combustor method and apparatus
WO1999023431A1 (fr) Four de gazeification et de chauffage a lit fluidise
KR100568897B1 (ko) 환열성 및 전도성 열전달 시스템
US6709636B1 (en) Method and apparatus for gasifying fluidized bed
RU2107866C1 (ru) Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем под давлением, работающий при сверхкритическом давлении пара
SK281396B6 (sk) Spôsob spaľovania pevných látok
GB2074890A (en) Fluidized Bed Combustors
SK17297A3 (en) Fluidized bed reactor for the heat treatment of waste material
JP2013050271A (ja) 流動層式熱反応装置、及びその使用方法
KR101283569B1 (ko) 바이오 매스 및 폐기물 연료를 이용하는 연소기의 선회 유동 연소 장치
JP3625817B2 (ja) 複合流動層炉および複合流動層炉の運転方法
Raghavan et al. Solid Fuel Systems
JPH0370124B2 (sk)
JP3544953B2 (ja) 廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融装置
Kerr et al. Fluidised bed combustion: Improved system design leading to reduced pollutant emissions
JP3625818B2 (ja) 加圧流動層炉
Gutraj et al. An Overview of Atmospheric Fluidized Bed Combustion Systems as Applied to Army Scale Central Heat Plants