SK282384B6 - Process for cooling hot granulated solid materials - Google Patents

Process for cooling hot granulated solid materials Download PDF

Info

Publication number
SK282384B6
SK282384B6 SK360-93A SK36093A SK282384B6 SK 282384 B6 SK282384 B6 SK 282384B6 SK 36093 A SK36093 A SK 36093A SK 282384 B6 SK282384 B6 SK 282384B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
solids
cooling
fluidized bed
fluidized
bed
Prior art date
Application number
SK360-93A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK36093A3 (en
Inventor
Michael Ströder
Johannes Albrecht
Klaus Janssen
Wladislaw Lewandowski
Hansjobst Hirschfelder
Original Assignee
Metallgesellschaft Aktiengesellschaft
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 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft filed Critical Metallgesellschaft Aktiengesellschaft
Publication of SK36093A3 publication Critical patent/SK36093A3/en
Publication of SK282384B6 publication Critical patent/SK282384B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical 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
    • B01J8/36Chemical 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 through which there is an essentially horizontal flow of particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836Heating and cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical 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
    • B01J8/26Chemical 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 two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D13/00Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00132Tubes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Spôsob chladenia horúcich, granulovaných pevných látok sa uskutočňuje za tlaku vyššieho ako je atmosférický tlak až do 5 MPa vo fluidnom lôžku. Toto fluidné lôžko sa nachádza v prvej chladiacej komore (1a) s prítokom (22) pevných látok a v druhej chladiacej komore (1b) s odtokom (23) pevných látok, medzi ktorými sa nachádza priehradka (7), ktorá má v dolnej oblasti otvor (15) spájajúci obidve chladiace komory (1a, 1b). V chladiacich lôžkach sa pevné látky pohybujú prevažne v zvislom smere od prítoku (22) pevných látok do odtoku (23) pevných látok. Do dolnej oblasti obidvoch fluidných lôžok sa zavádza fluidizačný plyn a teplo sa nepriamo odvádza chladiacimi zariadeniami (6a, 6b), ktorými sa vedie chladiace fluidum. Obidve fluidné lôžka majú výšku 3 až 20 m a pomer výšky fluidných lôžok k priemernej šírke fluidných lôžok je 3 : 1 až 10 : 1. V obidvoch fluidných lôžkach sa udržuje tlak 0,5 až 5 MPa. Chladiace fluidum sa vedie v obidvoch zariadeniach (6a, 6b), zaujímajúcich aspoň polovicu výšky príslušného fluidného lôžka, v súprúde alebo protiprúde k zvislému pohybu pevných látok a rozdiely teplôt pevných látok medzi dolnými a hornými oblasťami obidvoch fluidných lôžok sa udržujú na hodnote aspoň 200 °C.ŕThe process for cooling hot, granular solids is carried out at a pressure higher than atmospheric pressure up to 5 MPa in a fluidized bed. This fluidized bed is located in a first cooling chamber (1a) with a solids inlet (22) and in a second cooling chamber (1b) with a solids outlet (23), between which there is a compartment (7) which has an opening in the lower area ( 15) connecting the two cooling chambers (1a, 1b). In cooling beds, the solids move predominantly in a vertical direction from the solids inlet (22) to the solids outlet (23). A fluidizing gas is introduced into the lower region of both fluidized beds and the heat is indirectly removed by cooling devices (6a, 6b) through which the cooling fluid is passed. Both fluidized beds have a height of 3 to 20 m and the ratio of the height of the fluidized beds to the average width of the fluidized beds is 3: 1 to 10: 1. A pressure of 0.5 to 5 MPa is maintained in both fluidized beds. The cooling fluid is conducted in both devices (6a, 6b) occupying at least half the height of the respective fluidized bed, in cocurrent or countercurrent to the vertical movement of solids, and the temperature differences of the solids between the lower and upper regions of both fluidized beds are maintained at at least 200 °. C.à

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka spôsobu chladenia horúcich, granulovaných pevných látok za tlaku vyššieho ako je atmosférický tlak až do 5 MPa v prvej chladiacej komore a druhej chladiacej komore, medzi ktorými sa nachádza priehradka, ktorá má v dolnej oblasti otvor, spájajúci obidve chladiace komory, pričom pevné látky, ktoré sa chladia, tvoria v obidvoch chladiacich komorách fluidné lôžka, ktoré sa stýkajú s chladiacimi zariadeniami, umiestnenými v obidvoch chladiacich komorách, pričom pevné látky, ktoré sa chladia, sú vedené prítokom pevných látok hore na fluidné lôžko druhej chladiacej komory a v druhej chladiacej komore sú pevné látky ďalej vedené prevažne vo zvislom smere dole k otvoru v priehradke, hneď potom sú pevné látky vedené v prvej chladiacej komore prevažne v zvislom smere hore k odtoku pevných látok, a pričom sa do dolnej oblasti obidvoch fluidných lôžok zavádza fluidizačný plyn a teplo sa nepriamo odvádza chladiacimi zariadeniami, ktorými sa vedie chladiace fluidum.The invention relates to a method for cooling hot, granulated solids at a pressure higher than atmospheric pressure up to 5 MPa in a first cooling chamber and a second cooling chamber, between which there is a partition having an opening in the lower region connecting the two cooling chambers. the substances to be cooled form fluid beds in the two chambers which are in contact with the cooling devices located in the two chambers, the solids being cooled being guided by the solids inflow up to the fluidized bed of the second cooling chamber and the second cooling chamber; the solids are further directed predominantly downwardly to the aperture in the compartment, immediately thereafter the solids are predominantly downwardly directed to the solids outlet, and fluidizing gas and heat are introduced into the lower region of the two fluidized beds. is indirectly removed by cooling devices by means of which the cooling fluid is guided.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Spôsob tohto druhu a zariadenia vhodné na jeho uskutočňovanie sú známe zo spisu EP-A-0 478 418.A method of this kind and apparatus suitable for carrying out it are known from EP-A-0 478 418.

Úlohou vynálezu je vylepšiť spôsob, opísaný v úvode tak, aby došlo k podstatnému zníženiu prevádzkových nákladov. Pritom sa má dosiahnuť najmä intenzívne chladenie pevných látok a menšia spotreba fluidizačného plynu.It is an object of the invention to improve the method described in the introduction so as to substantially reduce operating costs. In particular, intensive cooling of the solids and less fluidization gas consumption are to be achieved.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedenú úlohu spĺňa spôsob chladenia horúcich, granulovaných pevných látok, za tlaku vyššieho ako je atmosférický tlak až do 5 MPa v prvej chladiacej komore a druhej chladiacej komore, medzi ktorými sa nachádza priehradka, ktorá má v dolnej oblasti otvor, spájajúci obidve chladiace komory, pričom pevné látky, ktoré sa chladia, tvoria v oboch chladiacich komorách fluidné lôžka, ktoré sa stýkajú s chladiacimi zariadeniami, umiestnenými v obidvoch chladiacich komorách, pričom pevné látky, ktoré sa chladia, sa vedú prítokom pevných látok hore na fluidné lôžko druhej chladiacej komory a v druhej chladiacej komore sa pevné látky ďalej vedú prevažne v zvislom smere dole, k otvoru v priehradke. Potom sa pevné látky vedú v prvej chladiacej komore prevažne v zvislom smere hore k odtoku pevných látok, a pritom sa do dolnej oblasti oboch fluidných lôžok zavádza fluidizačný plyn a teplo sa nepriamo odvádza chladiacimi zariadeniami, ktorými sa vedie chladiace fluidum, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že sa použijú fluidné lôžka, ktoré obidve majú výšku 3 až 20 m a pomer výšky fluidných lôžok k priemernej šírke fluidných lôžok je 3:1 až 10:1 a v obidvoch fluidných lôžkach sa udržuje tlak 0,5 až 5 MPa, pričom chladiace fluidum sa vedie v oboch chladiacich zariadeniach, zaujímajúcich aspoň polovicu výšky príslušného fluidného lôžka, v súprúde alebo protiprúde k zvislému pohybu pevných látok a rozdiely teplôt pevných látok medzi dolnými a hornými oblasťami obidvoch fluidných lôžok sa udržujú na hodnote aspoň 200 °C. Fluidný stav vo fluidných lôžkach je rovnaký ako v stacionárnom fluidnom lôžku.The object is achieved by a method of cooling hot, granulated solids at a pressure above atmospheric pressure up to 5 MPa in a first cooling chamber and a second cooling chamber between which there is a partition having an opening in the lower region connecting the two cooling chambers, the solids to be cooled form fluid beds in the two chambers which are in contact with the cooling devices located in the two chambers, the solids which are to be cooled flowing through the solids at the top of the fluid bed of the second and in the second In the cooling chamber, the solids are further led predominantly downwards to the opening in the compartment. The solids are then led in the first cooling chamber predominantly in a vertical upward direction to the solids effluent, while a fluidizing gas is introduced into the lower region of the two fluidized beds and the heat is indirectly dissipated by the cooling means which conduct the cooling fluid according to the invention. is that fluid beds are used which both have a height of 3 to 20 m and the ratio of the height of the fluid beds to the average width of the fluid beds is 3: 1 to 10: 1, and a pressure of 0.5 to 5 MPa is maintained in both fluid beds. is conducted in both coolants occupying at least half the height of the respective fluidized bed in a co-current or countercurrent to the vertical movement of solids and the temperature differences of the solids between the lower and upper regions of the two fluidized beds are maintained at at least 200 ° C. The fluidized state in the fluidized beds is the same as in the stationary fluidized bed.

Chladiče, ktoré pracujú za atmosférických podmienok alebo s tlakmi menšími ako 0,2 MPa, sa môžu v dôsledku rušivej koalescencie bublín prevádzkovať len s malou výškou fluidného lôžka. Spôsobom podľa vynálezu, pri ktorom sa pracuje s tlakom 0,2 až 5 MPa, je výška fluidného lôžka aspoň 3 m. Preto sú stacionárne fluidné lôžka umiestnené nad čo najmenšou základnou plochou a udržuje sa malá spotreba fluidizačného plynu.Chillers operating at atmospheric conditions or pressures less than 0.2 MPa can only be operated at low fluid bed heights due to disturbing coalescence of bubbles. The process according to the invention, which operates at a pressure of 0.2 to 5 MPa, is a fluidized bed height of at least 3 m. Therefore, the stationary fluidized beds are positioned over the smallest possible base area and a low fluidization gas consumption is maintained.

Spôsobom podľa vynálezu, je pomer výšky fluidného lôžka k priemernej šírke fluidného lôžka 3 : 1 až 10 : 1. Priemerná šírka fluidného lôžka sa vypočíta zo strednej hodnoty najväčšej a najmenšej šírky fluidného lôžka, merané vo vodorovnej rovine vedenej fluidným lôžkom, v prípade, že prierez fluidného lôžka nie je kruhový. Keď sa priemer fluidného lôžka v jeho výške mení, získa sa priemerná šírka fluidného lôžka zo strednej hodnoty príslušných hodnôt priemeru rôznych prierezov fluidného lôžka, urobených v rovnakých vzdialenostiach, napríklad 50 cm v rôznej výške fluidným lôžkom.According to the method of the invention, the ratio of fluid bed height to average fluid bed width is 3: 1 to 10: 1. The average fluid bed width is calculated from the mean of the largest and smallest bed widths measured in the horizontal plane through the fluid bed. the cross-section of the fluidized bed is not circular. When the diameter of the fluidized bed varies at its height, the average width of the fluidized bed is obtained from the mean of the respective diameter values of the different fluidized bed cross-sections made at the same distances, for example 50 cm at different heights of the fluidized bed.

Vo fluidnom lôžku sa pohybujú pevné látky, ktoré sa majú chladiť, vždy podľa stavu prítoku pevnej látky a odtoku pevnej látky, nútene smerom hore alebo dole. Pritom sa nedá očakávať intenzívne premiešanie pevných látok vo zvislom smere, takže sa nad výškou lôžka nastaví profil teploty pevných látok. Preto sa môže nastaviť pomocou chladiaceho fluida prúdiaceho v potrubí chladiaceho zariadenia, hore alebo dolu vo fluidnom lôžku konzekventný protiprúd alebo aj konzekventný súprúd medzi chladiacim fluidom a pevnými látkami. To vedie predovšetkým pri vedení v protiprúde k veľkému prestupu tepla z pevných látok na chladiace fluidum. Súprúd je výhodný, keď sa pevná látka má priamo po vstupe do fluidného lôžka ochladiť alebo keď sa u prúdu pevnej látky, ktorý je riadený smerom hore, má chladiace fluidum odpariť.In the fluidized bed, the solids to be cooled, depending on the state of the solids inlet and solids, move upwards or downwards. Intensive mixing of the solids in the vertical direction is not to be expected, so that the solids temperature profile is set above the bed height. Therefore, a consistent countercurrent or even a consistent co-current between the cooling fluid and the solids can be set by means of the cooling fluid flowing in the cooling device duct, up or down in the fluidized bed. In particular, this leads to a large heat transfer from the solids to the cooling fluid when being conducted in countercurrent. The co-stream is advantageous when the solid is to be cooled directly upon entry into the fluidized bed or when the coolant fluid is to be evaporated in an upstream controlled solids stream.

Pri chladiacom fluide môže ísť o kvapalinu alebo aj o plynné fluidum alebo fluidum vo forme pary. Použiteľné známe chladiace kvapaliny sú napríklad voda, oleje, alebo taveniny solí, ďalej prichádzajú do úvahy napríklad, vodná para alebo rôzne plyny (napríklad dusík) na odvod tepla.The cooling fluid may be a liquid or even a gaseous fluid or a vapor fluid. Suitable known cooling fluids are, for example, water, oils, or salt melts, furthermore, for example, water vapor or various gases (e.g. nitrogen) for heat dissipation.

Horúce pevné látky sa privádzajú s teplotou asi 300 až 1200 °C, a obvykle sa tieto teploty pohybujú v rozmedzí 400 až 600 °C. Tiež je možné vyrobiť vo fluidnom lôžku vytvorenom podľa vynálezu teplotný rozdiel pevných látok medzi dolnou a hornou oblasťou fluidného lôžka 150 °C a vyšší.Hot solids are fed at a temperature of about 300 to 1200 ° C, and typically these temperatures are in the range of 400 to 600 ° C. It is also possible to produce a temperature difference of solids between the lower and upper regions of the fluidized bed of 150 ° C and higher in the fluidized bed formed according to the invention.

Pri vysokom fluidnom lôžku, vytvoreného podľa vynálezu s menšími priemermi plochy, je spotreba fluidačného plynu relatívne malá. Na m3 objemu fluidného lôžka na hodinu sa vystačí s 300 až 7500 Nm3 fluidačného plynu.With a high fluidized bed constructed according to the invention with smaller surface diameters, fluidization gas consumption is relatively low. Per m 3 of fluidized bed volume per hour, 300 to 7500 Nm 3 of fluidizing gas is sufficient.

Ďalšie vytvorenie vynálezu spočíva v tom, že sa horúce pevné látky najskôr predbežne ochladzujú v predradenej druhej chladiacej komore, v predradenom fluidnom lôžku. Aj v druhej chladiacej komore sa pevné látky pohybujú od prívodu pevnej látky na jednom konci druhej chladiacej komory prevažne zvislo predradeným fluidným lôžkom k výstupu pevných látok na protiľahlom konci druhej chladiacej komory. V predradenej fluidnej komore panuje približne rovnaký tlak ako v nasledujúcom fluidnom lôžku. Aj v predradenom fluidnom lôžku sa teplo odvádza chladiacim zariadením, ktorým prúdi chladiace fluidum, pričom sa chladiace zariadenie rozkladá najmenej cez polovicu výšky predradeného fluidného lôžka. Pri predradenom fluidnom lôžku sa výška lôžka pohybuje v rozmedzí od 2 až 20 m a výhodne je výška lôžka priemerne až 3 m. Pomer výšky lôžka k priemernej šírke predradeného fluidného lôžka je 2 : 1 až 10 : 1 a výhodne minimálne 3 : 1. Aj v predradenom fluidnom lôžku sa chladiace fluidum vedie v súprúde alebo protiprúde k pohybu pevných látok od vtoku pevných látok k výtoku pevných látok a teplotný rozdiel medzi dolnou a hornou oblasťou predradeného fluidného lôžka je minimálne 80 °C a výhodne viac ako 200 °C. Pevné látky,A further embodiment of the invention is that the hot solids are first pre-cooled in the upstream second cooling chamber, in the upstream fluidized bed. Also in the second cooling chamber, the solids move from the solids inlet at one end of the second cooling chamber to a predominantly vertical fluidized bed to the solids outlet at the opposite end of the second cooling chamber. There is approximately the same pressure in the upstream fluid chamber as in the next fluidized bed. Even in the upstream fluidized bed, heat is removed by a cooling device through which the cooling fluid flows, whereby the cooling device extends over at least half the height of the upstream fluidized bed. In the upstream fluidized bed, the bed height is in the range of 2 to 20 m, and preferably the bed height is up to 3 m on average. The ratio of the bed height to the average width of the upstream fluidized bed is 2: 1 to 10: 1 and preferably at least 3: 1. Even in the upstream fluidized bed, the cooling fluid is conducted in co-current or countercurrent to solids movement from solids to solids and the temperature difference between the lower and upper regions of the upstream fluidized bed is at least 80 ° C and preferably more than 200 ° C. Solids,

SK 282384 Β6 predbežne ochladené v predradenom fluidnom lôžku sa dostávajú od výstupu pevných látok priamo do prítoku pevných látok v nasledujúcom fluidnom lôžku, kde dochádza k ďalšiemu ochladzovaniu.Pre-cooled in the upstream fluidized bed pass from the solids outlet directly to the solids inflow in the next fluidized bed where further cooling takes place.

Je výhodné, keď sa pevné látky pohybujú v predradenom fluidnom lôžku medzi vstupom pevných látok a výstupom pevných látok smerom dole a v pripojenom fluidnom lôžku pri ďalšom chladení hore k odtoku pevných látok fluidného lôžka.It is preferred that the solids move in a downstream fluidized bed between the solids inlet and the solids outlet downwards and in the connected fluidized bed while further cooling up to the solids outlet of the fluidized bed.

K vynálezu patrí ďalej zariadenie na chladenie horúcich zrnitých pevných látok pod tlakom 2 až 50 barov v chladiacej komore, obsahujúcej fluidné lôžko z pevných látok, ktorá vykazuje prítok pevných látok a odtok pevných látok, obsahuje chladiace zariadenie na nepriame chladenie pevných látok a v dolnej oblasti vykazuje prívodné zariadenie na fluidačný plyn. Pritom je chladiaca komora vytvorená pre pojatie fluidného lôžka s výškou lôžka 2 až 20 m a pomer výšky lôžka s výšky lôžka k priemernej šírke lôžka 2 :1 ažlO : 1.The invention further includes an apparatus for cooling hot granular solids under a pressure of 2 to 50 bar in a refrigeration chamber comprising a fluidized bed of solids having a solids inlet and solids outlet, a cooling means for indirect solids cooling and a lower region of the solids. Fluidising gas supply device. In this case, the cooling chamber is designed to accommodate a fluidized bed having a bed height of 2 to 20 m and a ratio of bed height with bed height to an average bed width of 2: 1 to 10: 1.

Ďalší vývoj tohto chladiaceho zariadenia spočíva v tom, že okrem chladiacej komory (prvej chladiacej komory) je usporiadaná predradená druhá chladiaca komora s prívodom pevnej látky a výstupom pevnej látky, pričom výstup pevnej látky je spojený s prítokom pevnej látky prvej chladiacej komory.A further development of this cooling device is that, in addition to the cooling chamber (first cooling chamber), a second cooling chamber is provided with a solids inlet and solids outlet, the solids outlet being connected to the solids inlet of the first cooling chamber.

Prehľad obrázkov na výkreseOverview of the figures in the drawing

Možnosti vytvorenia spôsobu a zariadenia sú vysvetlené pomocou výkresu. Jeho obr. ukazujú: obr. 1 - schematické znázornenie pozdĺžneho rezu prvým chladiacim zariadením, obr. 2 - druhé chladiace zariadenie v pozdĺžnom reze, obr. 3 - diagram k spotrebe fluidačného plynu, obr. 4 - známy chladič s fluidným lôžkom v pozdĺžnom smere.The possibilities of creating the method and the device are explained in the drawing. His fig. FIG. 1 is a schematic representation of a longitudinal section through a first cooling device; FIG. 2 shows a longitudinal section of the second cooling device, FIG. 3 is a diagram for fluidizing gas consumption; FIG. 4 - a known fluid bed cooler in the longitudinal direction.

Príklad uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Zariadenie podľa obr. 1 vykazuje vysokú, štíhlu chladiacu komoru 1, ktorá má prítok 2 pevnej látky a odtok 3 pevnej látky. V chladiacej komore 1 sa nachádza v prevádzke neznázomené fluidné lôžko, zo zrnitých pevných látok, ktoré sa privádzajú potrubím 4. Fluidné lôžko siaha od roštu 5 s dýzami až k odtoku 3 a obklopuje potrubie chladiaceho zariadenia 6, ktorým sa privádza chladiace fluidum na odvod tepla. Fluidačný plyn sa privádza potrubím 8 a dostáva sa najskôr do rozdeľovacej komory 9, skôr ako stúpa roštom 5 s dýzami smerom hore a fluidizuje fluidné lôžko. Po výstupe z fluidného lôžka prúdia fluidačné plyny najprv do rozšíreného ukľudňovacieho priestoru 10 a opúšťajú chladiace zriadenie 6 odvodom 11, ku ktorému môžu byť pripojené ďalšie pracovné zariadenia, napríklad odprášenie.The device of FIG. 1 has a high, slender cooling chamber 1 having a solid inlet 2 and a solid outlet 3. A fluidized bed (not shown) of granular solids which is fed via line 4 is in operation in the cooling chamber 1. The fluidized bed extends from the grate 5 with the nozzles to the outlet 3 and surrounds the piping of the cooling device 6 through which the cooling fluid for heat dissipation . The fluidizing gas is supplied via line 8 and first enters the distribution chamber 9 before it rises through the grate 5 with the nozzles upwards and fluidizes the fluidized bed. Upon exiting the fluidized bed, the fluidizing gases first flow to the extended quenching space 10 and leave the cooling device 6 through an outlet 11, to which other working devices, for example dedusting, may be connected.

Chladiaca komora 1 je vytvorená tak, že fluidné lôžko, ktoré sa v nej nachádza, vykazuje výšku lôžka 2 až 20 m a výhodne minimálne 3 m. Pevné, zrnité látky, ktoré sa majú chladiť, sa pohybujú od prítoku 2 pevnej látky za pôsobenia fluidačného plynu, napríklad vzduchu, v chladiacej komore 1 smerom hore a opúšťajú fluidné lôžko odtokom 3. Týmto dopredu stanoveným pohybom pevných látok, sa môže chladiace fluidum, prúdiace v chladiacom zariadení 6, viesť v súprúdc alebo protiprúde k pevným látkam. Na reguláciu množstva pevných látok vstupujúcich do fluidného lôžka, sa môže v prítoku 2 usporiadať potrubie 13, pre napájanie riadiaceho plynu. Chladiaca komora 1 a ukľudňovací priestor 10 sú uzatvorené nádržou 12 odolnou voči tlaku.The cooling chamber 1 is designed such that the fluidized bed contained therein has a bed height of 2 to 20 m, and preferably at least 3 m. The solid, granular substances to be cooled move from the solid inlet 2 under the action of a fluidizing gas, for example air, in the cooling chamber 1 upwards and leave the fluid bed through the outlet 3. By this predetermined solids movement, the cooling fluid can be cooled. flowing in the cooling device 6, lead in co-current or countercurrent to the solids. To control the amount of solids entering the fluidized bed, a line 13 may be provided in the inlet 2 for supplying the control gas. The cooling chamber 1 and the calming chamber 10 are closed by a pressure-resistant tank 12.

Chladiace zariadenie podľa obr. 2 ukazuje prvú chladiacu komoru la a druhú chladiacu komoru lb. Medzi prvou chladiacou komorou la a druhou chladiacou komorou lb sa nachádza priehradka 7, pričom medzi roštom 5 s dýzami a spodnou hranou priehradky 7 zostáva otvor 15. Teleso 16, odolné proti tlaku uzatvára chladiace komory. Toto vykazuje prítok 22 pre pevnú látku a odtok 23 pre pevnú látku. Horná hrana 7a priehradky 7 leží vyššie než prítok 22 a odtok 23. Fluidačné plyny opúšťajú teleso 16 výstupom 11.The cooling device of FIG. 2 shows a first cooling chamber 1a and a second cooling chamber 1b. A partition 7 is provided between the first cooling chamber 1a and the second cooling chamber 1b, leaving a hole 15 between the nozzle grate 5 and the bottom edge of the partition 7. The pressure-resistant body 16 closes the cooling chambers. This has an inflow 22 for the solid and an outlet 23 for the solid. The upper edge 7a of the compartment 7 lies higher than the inlet 22 and the outlet 23. Fluidizing gases leave the body 16 through the outlet 11.

Horúce pevné látky, ktoré sa privádzajú prítokom 22 sa dostávajú najskôr do druhej chladiacej komory lb, v ktorej sa nachádza fluidné lôžko, ktoré sa tu označuje ako „predradené fluidné lôžko“. Fluidačný plyn pre predradené fluidné lôžka sa privádza potrubím 19, dostáva sa do rozdeľovacej komory 20 a prúdi potom nahor druhou chladiacou komorou lb až k výstupu 11. Pevné látky sa pohybujú v predradenom fluidnom lôžku v druhej chladiacej komore lb nahor a vstupujú otvorom 15 do fluidného lôžka prvej chladiacej komory la. Oblasť otvoru 15 má vlastný prívod fluidačného plynu potrubím 24 a rozdeľovacou komorou 25, ktorá sa nachádza pod roštom 5 s dýzami. Zmenou množstva plynu, privádzaného potrubím 24 sa môže ovplyvniť množstvo pevných látok, vstupujúcich otvorom 15. Týmto spôsobom sa môže ovládať prúd pevných látok k prvej chladiacej komore la na spôsob fluidodynamického ventilu.The hot solids which are fed through the inlet 22 first enter the second cooling chamber 1b, in which the fluidized bed is located, referred to herein as the "upstream fluidized bed". The fluidizing gas for the upstream fluidized bed is supplied via line 19, enters the manifold chamber 20 and then flows upwardly through the second cooling chamber 1b up to the outlet 11. The solids move upstream of the upstream fluid bed 1b and enter through the opening 15 into the fluidized bed. the beds of the first cooling chamber 1a. The area of the opening 15 has its own fluidizing gas supply through a line 24 and a distribution chamber 25 which is located below the grate 5 with the nozzles. By varying the amount of gas supplied through line 24, the amount of solids entering the orifice 15 can be influenced. In this way, the solids flow to the first cooling chamber 1a can be controlled in the form of a fluid flow valve.

Otvor 15 slúži ako prítok pevných látok pre fluidné lôžko v prvej chladiacej komore la, v ktorej sa pevné látky pohybujú v stacionárnom fluidnom lôžku smerom nahor, až opustia chladiace zariadenie odtokom 23. Fluidačný plyn sa privádza potrubím 26 a vstupuje rozdeľovacou komorou 27 a roštom 5 s dýzami do fluidného lôžka. Ustupujúc od zobrazenia na obr. 2 môže sa prvá chladiaca komora la a druhá chladiaca komora lb usporiadať aj v telese, ktoré nie je dimenzované pre vyšší tlak, ktoré sa nachádza v oddelenom tlakovom telese, ako je to znázornené na obr. 1.The aperture 15 serves as a solids inflow for the fluidized bed in the first cooling chamber 1a in which the solids move upwardly in the stationary fluidized bed until they leave the cooling device through the outlet 23. The fluidizing gas is supplied via line 26 and enters the manifold chamber 27 and the grate 5 with fluidized bed nozzles. Referring to FIG. 2, the first cooling chamber 1a and the second cooling chamber 1b can also be arranged in a body which is not dimensioned for a higher pressure which is located in a separate pressure body, as shown in FIG. First

Pre prvú chladiacu komoru la a druhú chladiacu komoru 1 b, ako aj pre fluidné lôžka, ktoré sa v nich nachádzajú, platí to, čo už bolo predtým povedané pre jednotlivé lôžka, s ohľadom na výšku lôžka, pomer výšky lôžka k priemernej širke lôžka a teplotnému rozdielu medzi dolnou a hornou oblasťou fluidného lôžka. Ako je zrejmé, môže sa ako v predradenom fluidnom lôžku, tak aj v nasledujúcom fluidnom lôžku nastaviť v prvej chladiacej komore la medzi pevnými látkami a chladiacim fluidom súprúd alebo protiprúd, pričom chladiace fluidum prúdi zariadením 6a a 6b.For the first cooling chamber 1a and the second cooling chamber 1b, as well as the fluidized beds therein, what has been said previously for the individual beds, with respect to the bed height, the bed height to average bed width ratio, and the temperature difference between the lower and upper regions of the fluidized bed. As can be seen, a co-current or a counter-current can be set in the first cooling chamber 1a between the solids and the cooling fluid, both in the upstream fluid bed and in the subsequent fluidized bed, the cooling fluid flowing through the device 6a and 6b.

V mnohých prípadoch použitia sa rýchlosti fluidačného plynu pohybujú v rozmedzí 0,2 až do 0,8 m/s a môžu sa považovať za približne nezávislé od tlaku.In many applications, fluidizing gas velocities are in the range of 0.2 to 0.8 m / s and can be considered approximately independent of pressure.

Na diagrame na obr. 3 je znázornená pre rýchlosť fluidačného plynu 0,5 m/s a teplotu 500 °C, ako aj pre veľkosť zrna pevných látok vo fluidnom lôžku 100 až 400 pm pri spotrebe fluidačného plynu V (v Nm3 za hodinu a pre m3 fluidného lôžka (zistená závislosť tlaku p pre rôzne výšky lôžka h) h = 1, 2, 5, 10 a 20 m). Pričom napríklad bod A ukazuje, že sa musí pracovať pri tlaku p -10 barov a výške h = 1 m a V = 6500, oproti čomu sa pri rovnakom tlaku a výške lôžka h = 5 m (bod B) spotrebuje iba V = asi 1300.In the diagram of FIG. 3 is shown for a fluidizing gas velocity of 0.5 m / s and a temperature of 500 ° C, as well as a particle size of the solids in a fluidized bed of 100 to 400 µm with fluidized gas consumption V (in Nm 3 per hour and m 3 of fluidized bed). the observed pressure dependence p for different bed heights h) h = 1, 2, 5, 10 and 20 m). For example, point A shows that a pressure of p -10 bar and a height of h = 1 m and V = 6500 must be operated, whereas at the same pressure and bed height h = 5 m (point B) only V = about 1300 is consumed.

Porovnávací príkladComparative example

V nižšie opísanom, sčasti vypočítanom porovnaní, sa porovnáva známy chladič fluidného lôžka plochej konštrukcie, podľa obr. 4, s vysokým chladičom fluidného lôžka, podľa obr. 1. Chladič fluidného lôžka podľa obr. 4 máIn the comparison, partially calculated, described below, the known fluid bed cooler of the flat construction, as shown in FIG. 4, with a high fluid bed cooler of FIG. 1. The fluid bed cooler of FIG. 4 has

SK 282384 Β6 teleso 30 s prítokom 31 pevnej látky, odtokom 32 pevnej látky, prívodným systémom 33 pre prívod fluidačného plynu a je rozdelený troma predeľovacími stenami 34 na spôsob hati, na štyri komory 35, 36, 37 a 38. Vo všetkých komorách 35, 36,37, 38 sa nachádza fluidné lôžko, pričom sa pevné látky pohybujú cez steny 34 od prítoku 31 cez priechod fluidnými lôžkami až k odtoku 32. Všetky fluidné lôžka sú nepriamo ochladzované chladiacim zariadením 39, napájaným chladiacou vodou, fluidačný plyn sa odvádza potrubím 40.A body 30 with a solids inflow 31, a solids outlet 32, a fluidized-gas supply system 33 and is divided into three hollow partition walls 34 into four chambers 35, 36, 37 and 38. In all chambers 35, 36,37,38 there is a fluidized bed, wherein the solids move through the walls 34 from the inlet 31 through the fluid bed passage to the outlet 32. All fluidized beds are indirectly cooled by a cooling device 39 supplied with cooling water, the fluidizing gas being discharged via line 40 .

V porovnávacom príklade tvorí vodorovný prierez plochy každej komory zariadenia podľa obr. 4 0,88 m2, fluidné lôžko podľa obr. 1 má taktiež vodorovný prierez plochy 0,88 m2. Ďalšie dáta vyplývajú z nasledujúcej tabuľky.In a comparative example, the horizontal cross-sectional area of each chamber of the apparatus of FIG. 4 0.88 m 2 , fluid bed according to FIG. 1 also has a horizontal cross-sectional area of 0.88 m 2 . Further data can be found in the following table.

obr. 4 Fig. 4 obr. 1 Fig. 1 výška fluidného lôžka fluidized bed height 0,5 m 0.5 m 2,0 m 2,0 m celkový objem total volume 1,76 m3 1.76 m 3 1,76 m3 1.76 m 3 fluidného lôžka fluid bed povrch chladiaceho zariadenia surface of the cooling device 36 m2 36 m 2 36 m2 36 m 2 tlak pressure 10 barov 10 bar 10 barov 10 bar vsádzka pevnej látky solid charge 2500 kg/h 2500 kg / h 2500 kg/h 2500 kg / h spotreba chladiacej vody cooling water consumption 8000 kg/h 8000 kg / h 8000 kg/h 8000 kg / h spotreba fluidačného plynu fluidization gas consumption 48 000 kg/h 48,000 kg / h 12 000 kg/h 12,000 kg / h Teplotv: Teplotv: pevné látky do solids to 700 °C 700 ° C 700 °C 700 ° C pevné látky z solids from 126 °C 126 [deg.] C 123 °C Mp 123 ° C chladiaca voda do cooling water to 30 °C Deň: 29 ° C 30 °C Deň: 29 ° C chladiaca voda z cooling water from 92 °C 92 ° C 98 °C 98 ° C fluidačný plyn do fluidizing gas to 150 °C 150 [deg.] C 150 °C 150 [deg.] C fluidančý plyn z Fluid gas from 146°C 146 ° C 123 °C Mp 123 ° C

odtoku (23) pevných látok, a pričom sa do dolnej oblasti oboch fluidných lôžok zavádza fluidizačný plyn a teplo sa nepriamo odvádza chladiacimi zariadeniami (6a, 6b), ktorými sa vedie chladiace fluidum, vyznačujúci sa tým, že sa použijú fluidné lôžka, ktoré obidve majú výšku 3 až 20 m a pomer výšky fluidných lôžok k priemernej šírke fluidných lôžok je 3 : 1 až 10 ; 1 a v obidvoch fluidných lôžkach sa udržuje tlak 0,5 až 5 MPa, pričom chladiace fluidum sa vedie v oboch chladiacich zariadeniach (6a, 6b), zaujímajúcich aspoň polovicu výšky príslušného fluidného lôžka, v súprúde alebo protiprúde k zvislému pohybu pevných látok a rozdiely teplôt pevných látok medzi dolnými a hornými oblasťami obidvoch fluidných lôžok sa udržujú na hodnote aspoň 200 °C.and a fluidizing gas is introduced into the lower region of the two fluidized beds and heat is indirectly removed by cooling means (6a, 6b) through which the cooling fluid is guided, characterized in that fluidized beds are used, both of which are used. they have a height of 3 to 20 m and the ratio of the height of the fluidized beds to the average width of the fluidized beds is 3: 1 to 10; 1 and in both fluidized beds a pressure of 0.5 to 5 MPa is maintained, the cooling fluid being conducted in both cooling devices (6a, 6b) occupying at least half the height of the respective fluidized bed, upstream or countercurrent to vertical movement of solids and temperature differences The solids between the lower and upper regions of the two fluidized beds are maintained at at least 200 ° C.

výkresydrawings

Pri dátach, ktoré sú sčasti vypočítané, sa vychádza z pevných látok, ktoré pozostávajú z popola a z uhlia a vykazujú veľkosť zrna v rozmedzí 0,1 až 1 mm. Ako fluidačný plyn slúži vzduch, ktorý je vo všetkých prípadoch vedený fluidačným lôžkom rýchlosťou 0,4 až 0,7 m/sec.Data, which is partially calculated, is based on solids consisting of ash and coal and having a grain size in the range of 0.1 to 1 mm. The fluidizing gas is air, which is in all cases guided through the fluidized bed at a velocity of 0.4 to 0.7 m / sec.

Tabuľka ukazuje, že sa pri rovnakom objeme fluidného lôžka, rovnakom chladiacom zariadení, rovnakej spotrebe chladiacej vody a rovnakej rýchlosti fluidačného plynu pri vysokom fluidnom lôžku, podľa obr. 1, vystačí so štvrtinou spotreby fluidačného plynu oproti usporiadaniu, podľa obr. 4, pričom sa zníži aj náklad na konštrukciu. Pritom neoblo nutné brať pri výpočtoch ohľad na mŕtve kúty, ktoré sa podľa skúseností výhodne objavujú pri plochých chladičoch fluidného lôžka podľa obr. 4 a ďalej zhoršujú účinnosť.The table shows that with the same fluidized bed volume, the same cooling device, the same cooling water consumption and the same fluidizing gas velocity at the high fluidized bed, as shown in FIG. 1, a quarter of the fluidization gas consumption is sufficient than that of FIG. 4, while also reducing the construction cost. In the calculations, it is not necessary to take into account the dead corners, which, in experience, advantageously appear in the flat bed fluid coolers of FIG. 4 and further impair the efficiency.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS Spôsob chladenia horúcich, granulovaných, pevných látok za tlaku vyššieho ako je atmosférický tlak až do 5 MPa v prvej chladiacej komore (la) a druhej chladiacej komore (lb), medzi ktorými sa nachádza priehradka (7), ktorá má v dolnej oblasti otvor (15) spájajúci obidve chladiace komory (la, lb), pričom pevné látky, ktoré sa chladia, tvoria v oboch chladiacich komorách (la, lb) fluidné lôžka, ktoré sa stýkajú s chladiacimi zariadeniami (6a, 6b) umiestnenými v obidvoch chladiacich komorách (la, lb), pričom pevné látky, ktoré sa chladia, sa vedú prítokom (22) pevných látok, hore na fluidné lôžko druhej chladiacej komory (lb) a v druhej chladiacej komore (lb) sa pevné látky ďalej vedú prevažne v zvislom smere dole k otvoru (15) v priehradke (7), hneď potom sa pevné látky vedú v prvej chladiacej komore (la) prevažne v zvislom smere hore kA method of cooling hot, granulated, solids at a pressure higher than atmospheric pressure up to 5 MPa in a first cooling chamber (1a) and a second cooling chamber (1b) between which there is a partition (7) having an opening in the lower region ( 15) connecting the two cooling chambers (1a, 1b), wherein the solids to be cooled form fluid beds in the two cooling chambers (1a, 1b) which contact the cooling devices (6a, 6b) located in the two cooling chambers (1a, 1b) 1a, 1b), wherein the solids to be cooled are led through the solids inflow (22) upwards to the fluidized bed of the second cooling chamber (1b) and in the second cooling chamber (1b), the solids are further led predominantly downwards to opening (15) in the compartment (7), immediately thereafter the solids are led in the first cooling chamber (1a) predominantly in the vertical direction up to the
SK360-93A 1992-04-24 1993-04-19 Process for cooling hot granulated solid materials SK282384B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4213475A DE4213475A1 (en) 1992-04-24 1992-04-24 Method and device for cooling hot solids in a fluidized bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK36093A3 SK36093A3 (en) 1993-11-10
SK282384B6 true SK282384B6 (en) 2002-01-07

Family

ID=6457374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK360-93A SK282384B6 (en) 1992-04-24 1993-04-19 Process for cooling hot granulated solid materials

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0567167B1 (en)
JP (1) JP3358632B2 (en)
CA (1) CA2091654A1 (en)
CZ (1) CZ288550B6 (en)
DE (2) DE4213475A1 (en)
ES (1) ES2092744T3 (en)
FI (1) FI107641B (en)
HU (1) HUT65400A (en)
SK (1) SK282384B6 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2723186B1 (en) * 1994-07-28 1996-09-13 Gec Alsthom Stein Ind DEVICE FOR COOLING SOLID PARTICLES AT THE OUTPUT OF A TREATMENT ARRANGEMENT
JP3595435B2 (en) * 1997-08-04 2004-12-02 三菱重工業株式会社 Particle movement control device
US6138377A (en) * 1999-07-21 2000-10-31 United States Gypsum Company Apparatus and process for cooling and de-steaming calcined stucco
DE10153452B4 (en) * 2001-11-04 2006-11-30 Fritz Curtius Heat exchanger for cooling systems
US9335100B2 (en) 2010-08-09 2016-05-10 Southern Company Ash and solids cooling in high temperature and high pressure environment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8810390D0 (en) * 1988-05-03 1988-06-08 Shell Int Research Apparatus & process for exchanging heat between solid particles & heat exchange medium
FR2667061B1 (en) * 1990-09-25 1993-07-16 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR CONVERSION INTO A FLUID BED OF A LOAD CONTAINING A MAJOR PART OF AT LEAST ONE OXYGEN COMPOUND.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0567167B1 (en) 1996-10-09
ES2092744T3 (en) 1996-12-01
CZ288550B6 (en) 2001-07-11
DE59304075D1 (en) 1996-11-14
JPH0626613A (en) 1994-02-04
CA2091654A1 (en) 1993-10-25
HU9301202D0 (en) 1993-08-30
FI107641B (en) 2001-09-14
SK36093A3 (en) 1993-11-10
FI931845A0 (en) 1993-04-23
EP0567167A1 (en) 1993-10-27
DE4213475A1 (en) 1993-10-28
CZ65993A3 (en) 1993-11-17
HUT65400A (en) 1994-06-28
FI931845A (en) 1993-10-25
JP3358632B2 (en) 2002-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9527104B2 (en) Method and device for processing of granules
US3457336A (en) Method of forming granules from molten droplets
US3253650A (en) Heat-exchange apparatus
CN102574087A (en) Flow distribution device for downflow catalytic reactors
FI97424C (en) Method and apparatus for treating or recovering hot gas
KR100519027B1 (en) Method for separating vaporous phthalic acid anhydride from a gas stream
CN101883629B (en) Fluidized beds and methods of fluidizing
SK282384B6 (en) Process for cooling hot granulated solid materials
RU2060433C1 (en) Method of cooling gases and cooler of circulating fluidized bed
KR20030046508A (en) Method for producing melamine
US4585051A (en) Heat exchange between solids
JP7128968B2 (en) Urea granulator
CA1083951A (en) Stripping column
AU554499B2 (en) Heat exchange between solids
FI87148C (en) Method and apparatus for treating hot gases in a circulating fluidized bed reactor
MXPA97006276A (en) Apparatus for oxychloration and its

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20090419