UA55430C2 - Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром - Google Patents

Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром Download PDF

Info

Publication number
UA55430C2
UA55430C2 UA99063123A UA99063123A UA55430C2 UA 55430 C2 UA55430 C2 UA 55430C2 UA 99063123 A UA99063123 A UA 99063123A UA 99063123 A UA99063123 A UA 99063123A UA 55430 C2 UA55430 C2 UA 55430C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
chamber
secondary air
reactor
air
built
Prior art date
Application number
UA99063123A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Фелікс Белін
Феликс БЕЛИН
Дейвід Дж. Уолкер
Дейвид Дж. Уолкер
Original Assignee
Макдермотт Текноледжи, Інк.
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 Макдермотт Текноледжи, Інк. filed Critical Макдермотт Текноледжи, Інк.
Publication of UA55430C2 publication Critical patent/UA55430C2/uk

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007Modifications 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
    • F22B31/0084Modifications 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 with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Dairy Products (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Реактор 1 з циркулюючим псевдозрідженим шаром має камеру 2 реактора, яка, принаймні, частково визначена передньою стінкою 3 та задньою стінкою 4, яка знаходиться на відстані від передньої стінки 3. Повітророзподільна подина 5 розташована між передньою стінкою 3 та задньою стінкою 4 та з'єднана з ними, а форсунки 6 постачають первинне повітря крізь повітророзподільну подину 5 для псевдозріджування циркулюючого шару у камері 2 реактора. Засоби рециркуляції частинок 8 забезпечують рециркуляцію шару з верхньої частини камери 2 реактора назад до її нижньої частини. Одна або більше камер 11 для вторинного повітря знаходяться у камері 2 реактора між передньою 3 та задньою 4 стінками для подачі вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною 5 для того, щоб вторинне повітря проникло глибоко усередину шару. Камера(и) утворюється(ються) за допомогою водоохолоджуваної перегородки 12, яка має численні отвори, які сприяють сполучанню крізь них газів та твердих частинок від одного боку водоохолоджуваної перегородки 12 до іншого.

Description

Цей винахід відноситься, взагалі, до пічних конструкцій для котлів, реакторів або камер згоряння з циркулюючим псевдозрідженим шаром (ЦПШ) та, зокрема, до нової конструкції печі для таких саме реакторів, котлів або камер згоряння, яка підвищує можливість вводити вторинне повітря, потрібне для горіння, у центральну частину печі з ЦПШ.
Зокрема, цей винахід є особливо придатним для котлів або парогенераторів, які використовують камери згоряння з ЦПШ як засоби для нагрівання. Проте, цей винахід також охоплює пристрої, у яких простір реактора з ЦПШ використовують для хімічних реакцій, відмінних від процесів згоряння або там, де суміш газу/твердих частинок, яка виникає будь-де внаслідок процесу згоряння, поступає до реактора для подальшої обробки, або там, де реактор лише містить камеру, у якій частинки або тверді частинки вводяться у газ, який необов'язково є побічним продуктом процесу згоряння. Отже, до терміна реактор з
ЦПШ належать як камери згоряння з ЦПШ, так і реактори з ЦПШ, які використовуються з різною метою, включаючи хімічні та фізичні процеси.
Внаслідок того, що розмір котлів, реакторів або камер згоряння з ЦПШ (далі реактори ЦПШ) все більше зростає, виникає декілька проблем, які пов'язані з підвищенням фізичного розміру камери згоряння печі або камери реактора. Патент США Ме 3921590, авторами якого є Міїснеї! та інші, пропонує розділену камеру згоряння з псевдозрідженим шаром, яка має суміжний прохід між двома частинами псевдозрідженого шару.
Патент США Ме 4517162, автором якого є Моз, пропонує реактор з псевдозрідженим шаром, у якому шар розділяється на численні частини за допомогою твердих стінок без отворів у них. Дивись також патент США
Мо 4917028, авторами якого є Сапвіег та інші. Приклади циркулюючих псевдозріджених шарів з зонами розділеного шару також можна знайти у патентах США Мо 4938170 та Мо 5138982, авторами яких є О5пйа та інші. Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який використовує систему перегородок, запропоновано у патенті США Ме 5218932, автором якого є Арашапйу.
У реакторах ЦПШ, взагалі, використовують етап зменшення виділення МОХ під час процесу згоряння.
Це досягається шляхом вдування частини повітря, яке надходить у зону горіння та яке називають первинним повітрям, через повітророзподільну подину в камеру згоряння печі, де розпочинається згоряння.
Решта кількості повітря, яке називають вторинним повітрям або повітрям гострого дуття, потім вдувається у камеру згоряння на більш високих рівнях для того, щоб забезпечити баланс повітря, що є необхідним для повного згоряння. У випадку з реакторами ЦПШ, що мають більш великий розмір, один з найбільш значних факторів включає підтримання здатності вдувати вторинне повітря, або повітря гострого дуття, вище нижньої зони, або зони первинного згоряння (реакційної зони). Ця проблема виникає через те, що, внаслідок збільшення глибини печі, здібність вторинного повітря проникати у центр камери згоряння досягає межі практично максимального рівня довжини факела, який дорівнює приблизно від 4,5 до 6 метрів, та межі швидкості струменя, які є необхідними для того, щоб повітря проникало у псевдозріджений шар скрізь у центрі печі. Інші вирішили цю проблему шляхом розділення нижньої печі на дві частини, створив так звану конфігурацію "штанців". Така конструкція має дві частини, кожна з яких має зменшену глибину печі, що забезпечує належне проникнення вторинного повітря завдяки тому, що загальна ефективна глибина печі зменшується приблизно удвічі. Недоліком цього підходу є фізично роздільне знаходження псевдозріджених твердих частинок в одному боці (одній "штанині") печі та твердих частинок в іншому боці (іншій "штанині") печі, що ускладнює регулювання рівномірності згоряння та регулювання температури.
Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу, що заявляється, є обраний прототипом реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром (патент США Мо 5343830, МПК 5 Е 22 В 1/00, 1994, авторами якого є
АІехапаєг та інші, та права на який передано Дзе Бебкок енд Уілкокс Компані). Реактор містить камеру згоряння реактора, що має, принаймні, передню стінку і задню стінку, яка знаходиться на відстані від передньої стінки, та повітророзподільну подину, яка розміщена між передньою і задньою стінками та з'єднана з ними. Реактор також має засоби для постачання первинного повітря крізь повітророзподільну подину для псевдозріджування циркулюючого шару в камері реактора та засоби для рециркуляції шару від верхньої частини камери реактора назад до її нижньої частини. У камері реактора зроблені численні впускні отвори у для вторинного повітря, або повітря гострого дуття.
У об'єкта, що заявляється, і прототипу збігаються такі суттєві ознаки: ці реактори з циркулюючим псевдозрідженим шаром містять камеру реактора, що має, принаймні, передню стінку і задню стінку, яка знаходиться на відстані від передньої стінки, та повітророзподільну подину, яка розміщена між передньою і задньою стінками та з'єднана з ними, засоби для постачання первинного повітря крізь повітророзподільну подину для псевдозріджування циркулюючого шару в камері реактора, засоби для рециркуляції шару від верхньої частини камери реактора назад до її нижньої частини.
Аналіз технічних властивостей прототипу, обумовлених його ознаками, показує, що одержанню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини. В обраному прототипом реакторі з циркулюючим псевдозрідженим шаром не забезпечується проникнення повітря крізь всю глибину камери реактора для підтримання єдиного псевдозрідженого шару та належного регулювання функціональних параметрів хімічних і фізичних процесів, що відбуваються в камері реактора.
В основу винаходу поставлено задачу створити такий реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, у якому удосконалення шляхом введення нових конструктивних елементів та нового розташування елементів з новою формою, дозволило б при використанні винаходу забезпечити досягнення технічного результату, що полягає в підвищенні ефективності проникнення повітря крізь глибину камери реактора для підтримання єдиного псевдозрідженого шару та належного регулювання функціональних параметрів хімічних і фізичних процесів, що відбуваються в камері реактора.
Винахід, що заявляється, характеризується такими суттєвими ознаками, які виражені визначеними поняттями, достатніми для їхньої ідентифікації, спрямовані на рішення поставленої задачі і достатні для досягнення очікуваного технічного результату в усіх випадках, на які поширюється обсяг правової охорони.
Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який заявляється як винахід, містить камеру реактора, що має, принаймні, передню стінку і задню стінку, яка знаходиться на відстані від передньої стінки, та повітророзподільну подину, яка розміщена між передньою і задньою стінками та з'єднана з ними.
Реактор також містить засоби для постачання первинного повітря крізь повітророзподільну подину для псевдозріджування циркулюючого шару в камері реактора та засоби для рециркуляції шару від верхньої частини камери реактора назад до її нижньої частини. Від прототипу цей реактор відрізняється тим, що він містить засоби із водоохолоджуваних перегородок для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною. При цьому згадані засоби із водоохолоджуваних перегородок розташовані практично вертикально у камері реактора та мають численні отвори у них, які сприяють належному сполучанню газів та твердих частинок крізь них від одного боку водоохолоджуваних перегородок до іншого боку між передньою та задньою частинами камери реактора у її верхній та нижній частинах.
В окремих випадках виконання реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що: - камера реактора містить бокові стінки, при цьому, принаймні, одна вбудована камера для вторинного повітря розташована між боковими стінками; - він містить вертикально розташовані проміжні повітряні канали, які розміщені від поду камери реактора і з'єднані з, принаймні, однією вбудованою камерою для вторинного повітря; - в поперечному перерізі, принаймні, одна вбудована камера для вторинного повітря та проміжні повітряні канали виконані в формі квадрата, або прямокутника, або овалу, або кільця, або еліпса або ромба; - засоби для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною, включають численні вбудовані камери для вторинного повітря та проміжні повітряні канали, які сполучені з вбудованими камерами для вторинного повітря; - численні вбудовані камери для вторинного повітря розміщені одна над другою; - численні вбудовані камери для вторинного повітря розміщені бік о бік; - засоби для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною, включають численні пари вбудованих камер для вторинного повітря та проміжні повітряні канали, які сполучені з, принаймні, однією з вбудованих камер для вторинного повітря у кожній парі; - вбудовані камери для вторинного повітря у кожній з численних пар розташовані одна над другою.
Головний аспект цього винаходу використовує конструкцію печі для реактора ЦПШ, яка має одну або більше вбудованих камер для вторинного повітря, які простягаються у печі біля центру псевдозрідженого шару для того, щоб вторинне повітря проникало глибоко в усі частини шару. Переважно, щоб вбудованакйї) камера(и) вторинного повітря складалися із труб водоохолоджуваних перегородок печі, зігнених для створення однієї або більше камер. Труби водоохолоджуваних перегородок можуть бути зробленими із окремих труб або вони можуть бути попередньо з'єднаними у вигляді мембранних водоохолоджуваних трубних панелей, які створюють просторий канал, або камеру, яка проходить від одного до іншого боку камери реактора печі. Панелі можуть утворювати камеру, що має у поперечному перерізі ромбоподібну, овальну, прямокутну, кільцеву або іншу форму - як це необхідно, щоб створити достатньо простору зону для потоку вторинного повітря, який нагнічується у форсунки для вторинного повітря, які знаходяться упоперек усієї ширини камери реактора та які, переважно, простягаються у два протилежні напрямки для того, щоб повітря проникало як до передньої, так і до задньої стінки єдиної камери реактора печі.
Мембранні стінки камери представляють собою окремі трубки, переміжні мембранні стінки (панелі) або, навіть, єдину мембранну трубну панель, яка має отвори, які сприяють сполучанню газів та твердих частинок між передньою та задньою частинами камери реактора печі. Метою цього влаштування є підтримка поведінки внутрішньою частини реактора печі як єдиної зони печі, але з підвищеною здібністю введення вторинного повітря. Задовільна конструкція водоохолоджуваних перегородок створена для забезпечення рідинного взаємозв'язку між трубами, які утворюють камеру(и) для вторинного повітря, яка має баланс водяної/парової схеми у ЦПШ, при цьому можна забезпечити один або більше колекторів як на днищі, так і у верхній частині або на одній з цих частин кожної вбудованої камери для вторинного повітря, які є необхідними для створення такого рідинного взаємозв'язку. Отвори знаходяться як вище, так і нижче однієї або більше камер для вторинного повітря для забезпечення належного переміщення твердих частинок усюди у камері реактора печі.
Отже, згідно з одним аспектом цього винаходу пропонується реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який містить влаштування камери для вторинного повітря, яка розміщена між зовнішніми стінками реактора для більш ефективного розповсюдження вторинного повітря по всій ширині камери печі/реактора, завдяки чому усувається необхідність у використанні надмірно великих форсунок, високих швидкостей та екстраординарних засобів досягнення центральних частин псевдозрідженого шару.
При використанні винаходу очікується досягнення технічного результату, що полягає в підвищенні ефективності проникнення повітря крізь глибину камери реактора для підтримання єдиного псевдозрідженого шару та належного регулювання функціональних параметрів хімічних і фізичних процесів, що відбуваються в камері реактора.
Між суттєвими ознаками винаходу і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно- наслідковий зв'язок.
Ефективність проникнення повітря крізь глибину камери реактора підсилюється за рахунок розділення відстані, необхідної для проникнення повітря крізь глибину камери реактора, приблизно наполовину усієї камери реактора, наприклад наполовину глибини камери реактора, проте без розділення нижньої (або верхньої) частини камери реактора на дві частини. Вбудовані камери для вторинного повітря простягаються у камері реактора біля центру псевдозрідженого шару і забезпечують проникання вторинного повітря глибоко в усі частини псевдозрідженого шару. Отже, цей винахід дозволяє розділити глибину камери реактора на дві частини для ефективного проникнення вторинного повітря без порушення надійної технології стосовно розміру повітряних форсунок та швидкості струменя, проте ефективно підтримуючи єдиний псевдозріджений шар для належного регулювання згоряння та інших функціональних параметрів хімічних та фізичних процесів, що відбуваються в камері реактора.
Іншим аспектом цього винаходу пропонується реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який містить камеру реактора, яка, принаймні частково, визначається передньою стінкою та задньою стінкою, яка знаходиться на відстані від передньої стінки, повітророзподільною подиною, яка розташована між передньою та задньою стінками та з'єднана з ними, засоби для постачання первинного повітря крізь повітророзподільну подину для псевдозріджування циркулюючого шару у камері та засоби для рециркуляції матеріалу шару від верхньої частини камери назад до нижньої частини камери реактора. Між передньою та задньою стінками камери знаходяться камери для вторинного повітря для подачі вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною.
Іще іншим аспектом цього винаходу є постачання вторинного повітря як крізь передню, так і крізь задню стінки, та у камеру від передньої або від задньої стінки камери або від поду камери реактора.
Іще іншим аспектом цього винаходу є засоби для створення камери із труб водоохолоджуваних перегородок, які мають отвори, які дозволяють газу та матеріалу псевдозрідженого шару проходити з однієї сторони камери реактора до іншої сторони камери реактора крізь водоохолоджувану перегородку.
Іще іншим аспектом цього винаходу пропонується реактор ЦПШ, який містить одну або більше камер для вторинного повітря, які розташовано практично у центрі, та які мають просту та міцну конструкцію, та які є економічними з точки зору виробництва.
Різні нові властивості, які характеризують цей винахід, докладно відображено у пунктах формули винаходу, яка додається до цього опису та яка є частиною цього опису.
Для найкращого розуміння винаходу, його функціональних переваг та специфічних досягнень у зв'язку з його використанням слід звернутися до ілюстративного матеріалу, який супроводжує цей опис, та у якому зображено переважний варіант здійснення винаходу.
Суть винаходу пояснюють графічні зображення, на яких:
Фіг. 1 - це схематичне зображення збоку розрізу реактора з циркулюючим псевдозрідженим шаром згідно з першим прикладом здійснення цього винаходу;
Фіг. 2 - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг. 1, іншого приклада здійснення винаходу;
Фіг. З - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг.1, іще іншого приклада здійснення винаходу;
Фіг.4 - це вигляд зверху горизонтального розрізу частини проміжних повітряних каналів, крізь які вторинне повітря постачається у камеру, який виконано уздовж площини 0-0 на фіг. З;
Фіг. 5 - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг. 1, іще іншого приклада здійснення винаходу, у якому використовують численні камери для вторинного повітря.
Фіг. б - це вигляд зверху горизонтального розрізу частини проміжних повітряних каналів, крізь які вторинне повітря постачається у камеру, який виконано уздовж площини Е-Е на фіг. 5.
Фіг. 7 - це зображення розрізу іще іншого приклада здійснення з використанням численних камер для вторинного повітря, який виконано уздовж площини РЕ-Е на фіг. 5;
Фіг.8 - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг. 1, іще іншого приклада здійснення винаходу;
Фіг.9 - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг. З, іще іншого приклада здійснення винаходу, у якому численні камери для вторинного повітря розташовані бік о бік; та
Фіг. 10 - це схематичне зображення збоку розрізу, яке є подібним до фіг. 5, іще іншого приклада здійснення винаходу, у якому численні пари камер для вторинного повітря розташовані бік о бік.
На графічних зображеннях, що наведені на фіг. 1 - фіг. 10, елементи позначенні такими позиціями:
Пози- -
Сезонне повітря 8 |Засобирециркуляцічастинок./-/-:/ ///С 9 |Сепаратори./:/ /: /77:С:К«ДрГЗГ/Г( повітря конфігурацію стінки камери реактора
Звернемося зараз, взагалі до ілюстративного матеріалу, у якому подібні числові позначення репрезентують такі саме або функціонально подібні елементи скрізь на декількох фігурах, та, зокрема, на фіг. 1. Приклад здійснення винаходу, який зображено на фіг.1, включає реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром (ЦПШ), який взагалі позначається 1. Цей реактор містить камеру 2 реактора печі, яка має передню стінку З, виготовлену у вигляді водоохолоджуваної панелі, та задню стінку 4, також у вигляді водоохолоджуваної панелі. Водоохолоджувана панель або мембранна стінка є відомою конструкцією із трубок та проміжних елементів для камер згоряння або котлів, які діють для огороджування простору, а також як теплообмінний пристрій для видалення тепла із простору. Незважаючи на те, що стінки камери 2 реактора зроблені у вигляді водоохолоджуваних панелей звичайної конструкції, для зовнішніх передніх, задніх та бокових стінок можна використовувати інші конструкції, такі як вогнетривке влаштування, яке не охолоджується рідиною. Камера 2 реактора печі також містить повітрярозподільну подину 5, яка має численні форсунки б для вдування первинного повітря із повітряної камери 7, яка знаходиться під повітряирозподільною подиною 5, для забезпечення горіння та псевдозріджування над повітрярозподільною подиною 5 камери 2 реактора печі. Засоби рециркуляції частинок 8 у формі трубопроводу рециркуляції та додаткові пристрої, такі як сепаратори 9 та їм подібні, які зв'язані з верхньою частиною камери 2 реактора печі та із зворотним трубопроводом 10 для повернення, принаймні, частини твердого матеріалу із верхньої частини камери 2 реактора печі назад до нижньої частини камери 2 реактора печі, тим саме утворюючи механізм циркулюючого псевдозрідженого шару (ЦПШ).
На фіг. 1 - 3, фіг. 5 та фіг. 8 - 10 лівий бік кожної фігури є передньою стінкою, правий бік є задньою стінкою, а бокові стінки проектуються у площину фігур.
Цим винаходом пропонується одна або більше камер 11 для вторинного повітря, які знаходяться суттєво уздовж центру камери 2 реактора печі, які є вбудованими в нього без розділення камери 2 реактора печі на дві окремі частини. Камеру 11 для вторинного повітря переважно зроблено із водоохолоджуваних перегородок 12, переважно виготовлених у вигляді мембранних перегородок, або трубних панелей, які утворюють просторий канал, або камеру 11, від одного боку до другого боку камери 2 реактора печі. Панелі можуть утворювати камеру 11 для вторинного повітря, яка може мати ромбоподібну, квадратну, прямокутну, овальну, еліптичну або кільцеву або іншу форму у поперечному перерізі - як це необхідно -3з достатньо просторою зоною для вторинного повітря. З кожною камерою 11 сполучені форсунки 13 для вторинного повітря, які розташовані упоперек усієї ширини камери 2 реактора печі у двох протилежних напрямках, так щоб вторинне повітря проникало як до передньої стінки 3, так і до задньої стінки 4 єдиної камери 2 реактора печі. На усіх фігурах вторинне повітря подається від камери 11 за стрілками В, а від колекторів 14 від передньої стінки З та задньої стінки 4 - за стрілками С.
Труби, що утворюють мембранні перегородки 12 камери, йдуть або від окремих труб, або від переміжних мембранних перегородок (панелей), або від єдиної мембранної панелі, що має численні отвори для належного сполучання газів та твердих частинок між передньою та задньою частинами камери 2 реактора печі. Ця конструкція водоохолоджуваних перегородок 12 з'єднує подавальний колектор 15, який знаходиться нижче поду 16 печі, з нижньою частиною 17 (днищем) камери 11 для вторинного повітря.
Випускні мембранні труби 18 після створення камери 11 можуть знов представляти собою окремі труби, переміжні мембранні перегородки (панелі) або єдину мембранну панель, що має численні отвори для належного сполучання газів та твердих частинок між передньою та задньою частинами камери 2 реактора печі. Стрілки А схематично зображують це рухливе сполучання газів та твердих частинок від одного боку цих труб мембранних перегородок до іншого боку.
Ця конструкція мембранних перегородок з'єднує верхню частину камери 11 з випускним колектором або колекторами (не зображено) над пічним склепінням (також не зображено). Завдяки цьому камераци) 11 для вторинного повітря складена із елементів, які охолоджуються рідиною та які можуть протистояти високим температурам середовища у межах камери 2 реактора печі, а численні отвори у цих перегородках (між цими трубами) забезпечать належне сполучання або рух твердих частинок між передньою та задньою частинами камери 2 реактора печі як у її верхній, так і у нижній частинах.
Завдяки цьому винаходу підсилюється проникнення вторинного повітря за рахунок розділення відстані, необхідної для проникнення повітря крізь глибину печі, приблизно наполовину усієї глибини печі, проте без розділення нижньої (або верхньої) частини камери 2 реактора печі на дві частини. Отже, цей винахід дозволяє розділити глибину печі на дві частини для ефективного проникнення вторинного повітря без порушення надійної технології стосовно розміру повітряних форсунок та швидкості струменя, проте ефективно підтримуючи єдиний псевдозріджений шар для належного регулювання згоряння та інших функціональних параметрів.
Фіг. 2 ілюструє альтернативну конфігурацію камери 11 для вторинного повітря. Тут камера 11 має подовжену ромбоподібну форму та може мати випускні колектори 19 та впускні колектори 20. Зрозуміло, що колектор 19 може бути без колектора 20 або навпаки, та у певних конструкціях обидва колектори 19 та 20 можуть використовуватися. Це може сприяти різним варіантам розташування труб над або нижче камери (камер) 11.
У головному прикладі винаходу з фіг. 1 вторинне повітря постачається до вбудованої камери 11 з її кінців. У більш широких печах довжина камери 11 для вторинного повітря може перебільшувати межі розміру, який є бажаним для того, щоб підтримувати швидкість повітря уздовж та крізь усю камеру 11, що є необхідним для належного розповсюдження повітря до форсунок 13, які розташовано упоперек ширини реактора 1 ЦПШ. Завдяки спеціальній конструкції мембранних перегородок, які зображено на фіг. З та 4 (та фіг. 5 - 7, які обговорюють нижче), проміжні повітряні канали 21, які також виготовлено із труб, що охолоджуються рідиною, розташовано з інтервалами уздовж ширини камери 2 реактора печі. Цей додатковий варіант здійснення дозволяє підтримувати придатні значення швидкості вторинного повітря у камері 11 для належного розповсюдження повітря з камери 11, яка має менший поперечний переріз зони повітряного потоку ніж, якщо б повітря камери 11 постачалося лише з кінців. Тобто, завдяки додатковим повітряним каналам 21, за необхідністю, площа поперечного перерізу повітряного потоку камери 11 та форма камери 11 може залишатися постійною для печі будь-якої ширини, забезпечуючи підтримання належного розповсюдження вторинного повітря, що призводить до стандартизації конструкцій камери 11 для вторинного повітря.
Фіг. 5 - 7 ілюструють інший аспект цього винаходу з численними камерами 11 для вторинного повітря.
Як зображено на фіг. 7, проміжні повітряні канали 21 проходять угору крізь камеру 2 реактора печі для подачі вторинного повітря до кожної камери 11. Колектори 19 і 20 можуть, але необов'язково, знаходитися на верхньому та нижньому кінцях кожної камери 11 залежно від обставин. Як зображено, вторинне повітря переважно постачається до проміжних повітряних каналів 21 крізь впускну камеру 22, розташовану біля поду 16 (фіг. 7), а невеликі подовження проміжних повітряних каналів 21 з нижньої камери 11 будуть забезпечувати постачання вторинного повітря до верхньої камери 11. Фіг. 7 також ілюструє, як слід влаштувати проміжні повітряні канали 21 для варіанта з фіг. 3: слід лише не брати до уваги верхню камеру 11 для вторинного повітря та невеликі подовження проміжних повітряних каналів 21 для того, щоб уявити собі те саме.
Фіг. 8 демонструє інший приклад здійснення винаходу, у якому передня стінка З та задня стінка 4 камери 2 реактора печі є зігненими під кутом у середину, так щоб нижня частина камери 2 реактора печі була меншою ніж верхня частина. Цей варіант можна використовувати, якщо необхідно змінити динаміку циркулюючого псевдозрідженого шару. Іншу альтернативну конфігурацію стінок зображено переривчастою лінією 23.
Фіг. 9 та 10 демонструють іще інші приклади здійснення, у яких концепцію вбудованої камери для вторинного повітря цього винаходу можна використовувати стосовно навіть більш великих та глибоких конструкцій реакторів ЦПШ. фіг. 9 є варіантом та комбінацією варіантів здійснення з фіг. З та 5. Як зображено на фіг. 9, численні вбудовані камери 11 для вторинного повітря можна розташовувати бік о бік, замість їхнього розташування однієї над другою, як на фіг. 5. До кожної вбудованої камери 11 для вторинного повітря вторинне повітря постачається крізь її власний набір незалежних проміжних повітряних каналів 21.
Подібним чином, фіг. 10 є варіантом з фіг. 5 та ілюструє, що можливо також розташувати бік о бік численні пари вбудованих камер 11 для вторинного повітря, при цьому кожна пара включає нижню та верхню вбудовану камеру. Знов, як у випадку з фіг. 5, повітря до нижньої вбудованої камери 11 для вторинного повітря буде постачатися крізь проміжні повітряні канали 21, а повітря до верхньої вбудованої камери 11 для вторинного повітря, у кожній парі, буде постачатися крізь вищезгадані короткі подовження проміжних повітряних каналів 21, які з'єднуються з нижньою вбудованою камерою 11 для вторинного повітря, як зображено та описано стосовно фіг. 7.
У процесі роботи реактора 1 з циркулюючим псевдозрідженим шаром тверді частки захоплюються потоком первинного повітря, яке вдувається через численні форсунки 6 повітрярозподільної подини 5, до яких первинне повітря поступає із повітряної камери 7, яка знаходиться під повітрярозподільною подиною 5.
Це забезпечує горіння та псевдозріджування над повітрярозподільною подиною 5 камери 2 реактора печі.
Вторинне повітря постачається в кожну камеру 11 для вторинного повітря крізь бокові стінки через кінці камер 11 для вторинного повітря, а у варіантах, показаних на фіг. 3, 5, 7, 9 та 10, ще й через просторі проміжні повітряні канали 21, до яких вторинне повітря постачається через впускну камеру 22. Вторинне повітря розповсюджується уздовж просторої зони камери 11 до форсунок 13 для вторинного повітря. Через форсунки 13 вторинне повітря вдувається приблизно на половині усієї глибини печі упоперек усієї ширини камери 2 реактора печі у двох протилежних напрямках, так що воно проникає як до передньої стінки 3, так і до задньої стінки 4 єдиної камери 2 реактора печі. На фігурах графічних зображень вторинне повітря подається від камери 11 за стрілками В. Через відповідні форсунки в передній стінці З та задній стінці 4 камери 2 реактора від колекторів 14 в камеру 2 реактора додатково вдувається вторинне повітря за стрілками С, як це показано на фіг. 1. Завдяки численним отворам в мембранних перегородках 12 забезпечується належне сполучання твердих частинок та повітря між передньою та задньою частинами камери 2 реактора печі як у її верхній, так і у нижній частинах. На графічних зображеннях стрілки А схематично показують це рухливе сполучання газів та твердих частинок від одного боку мембранних перегородок 12 до іншого боку. Таким чином вторинне повітря проникає у псевдозріджений шар скрізь, починаючи з центру камери 2 реактора печі, ефективно підтримуючи єдиний псевдозріджений шар по всій ширині камери 2 реактора печі для належного регулювання згоряння та інших функціональних параметрів реактора.
Суміш газів і твердих часток проходить нагору усередині камери 2 реактора на вихід із її верхньої частини. Після взаємодії з засобами рециркуляції З та сепараторами 9, принаймні, частина твердого матеріалу із верхньої частини камери 2 реактора печі по зворотному трубопроводу 10 повертається для наступної рециркуляції назад до нижньої частини камери 2 реактора печі, тим саме утворюючи механізм циркулюючого псевдозрідженого шару (ЦПШ).
При численних камерах 11 вторинне повітря подається до кожної камери 11 (фіг. 5 - 7) через проміжні повітряні канали 21 Як зображено, вторинне повітря переважно постачається до проміжних повітряних каналів 21 крізь впускну камеру 22 (фіг. 7), а невеликі подовження проміжних повітряних каналів 21 з нижньої камери 11 забезпечують постачання вторинного повітря до верхньої камери 11.
До кожної вбудованої камери 11 для вторинного повітря, які розташовані бік о бік (фіг. 9, фіг. 10), вторинне повітря постачається з впускних камер 22 крізь власний набір незалежних проміжних повітряних каналів 21. Це призводить до більш ефективного розповсюдження вторинного повітря по всій ширині камери печі/реактора, завдяки чому усувається необхідність у використанні надмірно великих форсунок, високих швидкостей та екстраординарних засобів досягнення центральних частин псевдозрідженого шару.
Завдяки цьому винаходу підсилюється проникнення повітря крізь камеру реактора за рахунок розділення глибини камери приблизно на дві частини, забезпечуючи без порушення надійної технології ефективну підтримку єдиного псевдозрідженого шару та належне регулювання згоряння та інших функціональних параметрів хімічних і фізичних процесів, що відбуваються в камері реактора.
Незважаючи на те, що специфічні варіанти здійснення винаходу було продемонстровано та описано докладно для того, щоб проілюструвати застосування принципів винаходу, зрозуміло, що винахід може мати інші варіанти здійснення у межах цих принципів. 9 8 1 нн 2 18 11 3 и 4
А о й (с
Св оду ж 13 С 14 14
А
ІННИ і Щі 1 - і (І 16 1
Фіг. 1
1 2 й ї
З 18 4
А - 14 (З ВЕ и баки в- й ивВ т роль
А
6 ик, о 15 7 16
Фіг. 2 18 1 2 А -к 19
Ули 14 о и до. - 14 ГИ фо 7 4
КІ о, м
НИ А НИ я 16 щей 15 1 до
Фіг. З і А сї-Нт .!
Фіг. 4
Е т-е-
А
18 7 19 11 3 ЖК в 4 ку А 20 2 12 21 19 и Ти АБУ
Ж м еп Кет , " т
І СИ
Чу»
Мой 15 де шк
Фіг. 5 іс " 21. 12 ї;ЩиИШЄТ у
Фіг. 6 еАТС| Я в р чн у Інь ту лу ТИ 1
КК 12: кни ши ше !
Б- 5 «45.5 -- 16 22
Фіг. 7 4 3 я 18 ри 2
А
14 5" ! 13
С- щ що с й-- ле
Ї: і м
І в і 20 в х А !
І 6 !
І і
І І І
Ин о 71 16
Фіг. 8
З
А 18 18 1. А .
Ко ї 19 4 ( «є ї м 11. Ки о: щ ре вв ЮК в риф 14 14 я 20
А А і мі мі
Ше й
А АС
Фіг. 9
А А
719 18 С 18 ій ех зх |: «в уч с у 4 Щ 3 А 20 А 2 24 21 - 4 1 12. 19 12 19 - 11 9411
М
(- х х В у «В - м т-во м ее м 20
А Й А і мі 21 і
АОС щи
Фіг. 10

Claims (9)

1. Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який містить камеру реактора, що має, принаймні, передню стінку і задню стінку, яка знаходиться на відстані від передньої стінки, та повітророзподільну подину, яка розміщена між передньою і задньою стінками та з'єднана з ними, засоби для постачання первинного повітря крізь повітророзподільну подину для псевдозріджування циркулюючого шару в камері реактора, засоби для рециркуляції шару від верхньої частини камери реактора назад до її нижньої частини, який відрізняється тим, що він містить засоби із водоохолоджуваних перегородок для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною, при цьому згадані засоби із водоохолоджуваних перегородок розташовані практично вертикально у камері реактора та мають численні отвори у них, які сприяють належному сполучанню крізь них газів та твердих частинок від одного боку водоохолоджуваних перегородок до іншого боку між передньою та задньою частинами камери реактора у її верхній та нижній частинах.
2. Реактор за п. 1, який відрізняється тим, що камера реактора містить бокові стінки, при цьому, принаймні, одна вбудована камера для вторинного повітря розташована між боковими стінками.
3. Реактор за п. 2, який відрізняється тим, що він містить вертикально розташовані проміжні повітряні канали, які розміщені від поду камери реактора і з'єднані з, принаймні, однією вбудованою камерою для вторинного повітря.
4. Реактор за п. 3, який відрізняється тим, що в поперечному перерізі, принаймні, одна вбудована камера для вторинного повітря та проміжні повітряні канали виконані в формі квадрата або прямокутника, або овалу, або кільця, або еліпса, або ромба.
5. Реактор за п. 1, який відрізняється тим, що засоби для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною, включають численні вбудовані камери для вторинного повітря та проміжні повітряні канали, які сполучені з вбудованими камерами для вторинного повітря.
б. Реактор за п. 5, який відрізняється тим, що численні вбудовані камери для вторинного повітря розміщені одна над одною.
7. Реактор за п. 5, який відрізняється тим, що численні вбудовані камери для вторинного повітря розміщені бік у бік.
8. Реактор за п. 1, який відрізняється тим, що засоби для створення, принаймні, однієї камери для вторинного повітря, вбудованої у камеру реактора для постачання вторинного повітря у псевдозріджений шар над повітророзподільною подиною, включають численні пари вбудованих камер для вторинного повітря та проміжні повітряні канали, які сполучені з, принаймні, однією з вбудованих камер для вторинного повітря у кожній парі.
9. Реактор за п. 8, який відрізняється тим, що вбудовані камери для вторинного повітря у кожній з численних пар розташовані одна над одною.
UA99063123A 1996-12-03 1997-02-12 Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром UA55430C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/759,885 US5836257A (en) 1996-12-03 1996-12-03 Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum
PCT/US1997/022257 WO1998025074A2 (en) 1996-12-03 1997-12-02 Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA55430C2 true UA55430C2 (uk) 2003-04-15

Family

ID=25057325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA99063123A UA55430C2 (uk) 1996-12-03 1997-02-12 Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5836257A (uk)
KR (1) KR100463865B1 (uk)
CN (1) CN1166890C (uk)
AU (1) AU6432498A (uk)
BG (1) BG63703B1 (uk)
CA (1) CA2272888C (uk)
CZ (1) CZ293409B6 (uk)
ES (1) ES2189574B2 (uk)
ID (1) ID17712A (uk)
PL (1) PL334085A1 (uk)
RU (1) RU2217660C2 (uk)
TW (1) TW418311B (uk)
UA (1) UA55430C2 (uk)
WO (1) WO1998025074A2 (uk)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI117635B (fi) * 1997-02-25 2006-12-29 Kvaerner Power Oy Soodakattila
US6029612A (en) * 1997-07-07 2000-02-29 Foster Wheeler Energia Oy Fluidized bed reactor
JP3595435B2 (ja) * 1997-08-04 2004-12-02 三菱重工業株式会社 粒子移動量制御装置
FI105499B (fi) 1998-11-20 2000-08-31 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa
DE10051465A1 (de) 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
TWI289944B (en) 2000-05-26 2007-11-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-diode-element with a light-emitting-diode-chip
FR2837561B1 (fr) 2002-03-25 2004-05-21 Alstom Switzerland Ltd Foyer de chaudiere a lit fluidise comprenant deux soles separees par un entrejambe
US8114359B2 (en) * 2004-11-12 2012-02-14 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. SNCR distribution grid
FR2884900B1 (fr) * 2005-04-26 2007-11-30 Alstom Technology Ltd Reacteur a lit fluidise avec double extension de paroi
CN101225954B (zh) * 2008-01-07 2010-06-23 西安热工研究院有限公司 内凹式循环流化床锅炉二次风供风方法及其装置
US8622029B2 (en) * 2009-09-30 2014-01-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Circulating fluidized bed (CFB) with in-furnace secondary air nozzles
CN102466223B (zh) * 2010-10-29 2014-08-20 中国科学院工程热物理研究所 一种循环流化床锅炉
CN102605171B (zh) * 2012-03-13 2013-10-09 彭武星 一种用于提炼五氧化二钒的脱碳及焙烧装置
CN102997231B (zh) 2012-12-31 2015-06-24 中国科学院工程热物理研究所 大型循环流化床锅炉、布风装置和布风装置组件
WO2014166533A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-16 Outotec (Finland) Oy Gas slide heat exchanger
CN104344401B (zh) * 2013-08-09 2016-09-14 中国科学院工程热物理研究所 带变截面水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
CN104728856B (zh) * 2013-12-20 2017-03-01 中国科学院工程热物理研究所 梳齿型水冷柱及具有该水冷柱的炉膛
CN105417871A (zh) * 2015-12-11 2016-03-23 广西南宁绿泽环保科技有限公司 一种设有中心回流管的旋流式一体化污水处理装置
CN105485671A (zh) * 2016-01-20 2016-04-13 枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿 一种循环流化床风帽增强装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2715881A (en) * 1954-02-03 1955-08-23 Robert J O Hare Incinerator
US4330502A (en) * 1980-06-16 1982-05-18 A. Ahlstrom Osakeyhtio Fluidized bed reactor
FI84855C (fi) * 1986-04-30 1992-01-27 Ahlstroem Oy Virvelbaeddsreaktor.
US4947803A (en) * 1989-05-08 1990-08-14 Hri, Inc. Fludized bed reactor using capped dual-sided contact units and methods for use
DE4005305A1 (de) * 1990-02-20 1991-08-22 Metallgesellschaft Ag Wirbelschichtreaktor

Also Published As

Publication number Publication date
CZ293409B6 (cs) 2004-04-14
CN1239541A (zh) 1999-12-22
BG103463A (en) 1999-12-30
WO1998025074A2 (en) 1998-06-11
KR100463865B1 (ko) 2004-12-29
RU2217660C2 (ru) 2003-11-27
BG63703B1 (bg) 2002-09-30
PL334085A1 (en) 2000-01-31
US5836257A (en) 1998-11-17
ES2189574A1 (es) 2003-07-01
WO1998025074A3 (en) 1998-10-22
ES2189574B2 (es) 2004-03-16
TW418311B (en) 2001-01-11
CA2272888C (en) 2004-04-27
CZ195299A3 (cs) 2000-01-12
AU6432498A (en) 1998-06-29
ID17712A (id) 1998-01-22
KR20000069269A (ko) 2000-11-25
CA2272888A1 (en) 1998-06-11
CN1166890C (zh) 2004-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA55430C2 (uk) Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром
ES2239863B2 (es) Una caldera de lecho fluidificado circulante (cfb) con intercambiador de calor en lecho controlable.
FI84855B (fi) Virvelbaeddsreaktor.
EP0289281B1 (en) Fluidized bed reactor
EP0246503B1 (en) Fluidized bed steam generator including a separate recycle bed
JP3091245B2 (ja) 流動床反応装置
EP2361148B1 (en) A circulating fluidized bed boiler
JP2657863B2 (ja) 非機械的固形物制御装置付きの再循環熱交換器を有する流動床燃焼装置および方法
JPH04227403A (ja) 流動床燃焼装置及びその操作方法
JP2704700B2 (ja) 多数の炉区域及び循環区域を有する流動床燃焼装置
BG110761A (bg) Циркулиращ втечнен слой към дюзи за вторичен въздух в пещ
EP2884169B1 (en) Fluidized bed apparatus
US10900660B2 (en) Fluidized bed heat exchanger
KR100296370B1 (ko) 노(盧)스트립-에어시스템을가진유동층반응기및배출된노고체물질의연소효율을높이고열용량을줄이는유동층작동방법
US20160356488A1 (en) Fluidized Bed Apparatus and its Components
EP3054215B1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884165A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
JPH01217194A (ja) 流動床熱交換器