Cirkulačný reaktor s fluidným lôžkom

Číslo patentu: 282785

Dátum: 12.11.2002

Autori: Alexander Kiplin, James David, Walker David, Belin Felix

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pri cirkulačnom reaktore s fluidným lôžkom je v hornej časti (38) plášťa (32) reaktora umiestnený primárny odlučovač (58) častíc nárazového typu na odlučovanie častíc obsiahnutých v plyne prúdiacom v plášti (32) reaktora z jeho dolnej časti (36) do jeho hornej časti (38) a ich padanie do dolnej časti (36), k primárnemu odlučovaču (58) častíc je pripojená dutina (70), umiestnená úplne vnútri plášťa (32) reaktora, na zachytávanie a zhromažďovanie častíc padajúcich z primárneho odlučovača (58) častíc, pričom k dutine (70) sú pripojené prostriedky (72) spätného toku, umiestnené úplne vnútri plášťa (32) reaktora, na navrátenie častíc z dutiny (70) priamo do vnútrajška plášťa (32) reaktora na ich voľné, nebránené a neusmerňované padanie dole pozdĺž obvodových stien (34) dolnej časti (36) plášťa (32) reaktora a následnú recirkuláciu.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka cirkulačnćho reaktora s fluidným lôžkom, obsahujúceho plášť reaktora, čiastočne tvorený obvodovými stenami, a majúceho dolnú časť, homú časť a výstupný otvor, umiestnený na výstupe z homej časti. Vynález sa všeobecne týka cirkulačných reaktorov s fluidným lôžkom alebo spaľovacích zariadeni, majúcich odlučovače častíc nárazového typu a konkrétnejšie cirkulačnćho reaktora s íluidným lôžkom alebo spaľovacieho zariadenia vybaveného vnútomým primámym odlučovačom častíc nárazového typu, umožňujúcim interný spätný transport všetkých primárne oddelených častíc do spodnej časti reaktora alebo spaľovacieho zariadenia na následnú recírkuláciu bez použitia vonkajšieho alebo vnútomého recyklačného vedenia.Použitie odlučovačov častíc nárazovćho typu na odstraňovanie pevných zložiek strhnutých tokom plynu je dobre známe. Typické príklady takýchto odlučovačov častíc sú uvedené V US 2 083 764, Weisberger, US 2 163 600, How,US 3 759 014, Van Dyken, li a spol., US 4 253 425, Gamble a spol., a US 4 717 404, Fore.Odlučovače častíc na cirkulačne reaktory alebo spaľovacie zariadenia s tluidným lôžkom môžu byť kategorizované bud ako vonkajšie alebo vnútomć. Vonkajšie typy odlučovačov častíc sú umiestnené mimo reaktor alebo vlastne spaľ vacie zariadenie, pozri napríklad patent US 4 165 lll, Reh a spol., US 4 538 549, Stromberg, US 4 640 201 a 4 679 511, Holmes a spol., US 4 672 918, Engstrom a spol.,a US 4 683 840, Morin. Vnútome steny odlučovačov častíc sú umiestnené v samotnom reaktore alebo vlastnom spaľovacom zariadení, pozri napríklad patent US 4 532 871 a 4 589 352, Van Gasselt a spol., US 4 699 068, 4 708 092 a 4 732 l 13, Engstrom a US 4 730 563, Thombad.Tieto, V druhom prípade uvedené, vnútomé typy odlučovačov obsahujú bud priehradky umiestnené naprieč celým voľným priestorom, čo môže predstavovať ťažkosti pri údržbe alebo zapchávaní, alebo obsahujú vnútomé priehradky a žľabove usporiadanie, ktoré sa tesne blížia vonkajším typom odlučovačov častíc.Kotlovć systémy s fluidným lôžkom používané pri výrobe pary na priemyselné vyžitíe a/alebo výrobu elektrickej energie sú známe. Palivo a sorbent sú dodávané do spodnej časti kúreniska, umiestneného v priestore medzi obvodovými stenami kúreniska, obvykle vybavenýmí potrubím a chladiacou kvapalinou. Vzduch na spaľovanie a fluidizáciu je zaisťovaný cez veternú skriňu a vstupuje do kúreniska otvormi v distribučnej doske a strhnute častice/pevné látky prúdia hore kúreniskom za uvoľňovania tepla obvodovým stenám. Pri väčšine navrhnutých zariadení je do kúreniska pridávaný prídavný vzduch pomocou horných prídavných kanálov.Známych je niekoľko typov uskutočnenia separácie častíc a ich vrátenia do kúreniska. Opísaný systém je uskutočnený s vonkajším primárnym cyklónovým odlučovačom, slučkovým uzáverom a prípadným sekundárnym zachytávačom opisovaným ďalej. Ďalšie systémy obvykle zahŕňajú dvojstupňovú separáciu častíc. Jedno uskutočnenie napríklad obsahuje V prvom stupni vonkajší kolektor častíc nárazového typu, zbernú násypku a L-vcntil a ďalšie uskutočnenia využívajú nárazové separátory častíc alebo Uprvkov. U-prvky umiestnené v kúrenisku sa vracajú po zbere častice priamo do kúreniska. Zatiaľ čo vonkajšie Uprvky vracajú zhromaždené častice do kúreniska cez zbemúnásypku častíc a L-ventil, kde tento system je dohromady označený ako systém recyklácie častíc. Privodom vzduchu je dodávaný vzduch na vedenie prietoku pevných látok alebo častíc L-ventilom.Spalíny a pevné látky prúdia do konvekčnćho priechodu, ktorý obsahuje konvekčnú ohrevnú plochu. Konvekčnou ohrevnou plochou môže byť podľa potreby odparovač, ekonomizćr alebo prehrievač.V prvom opísanom systéme odoberá ďalšie teplo zo spalín a pevných látok ohrievač vzduchu pevné látky, unikajúce z vonkajšieho primárneho cyklónového odlučovača,môžu byť zhromažďované v sekundárnom kolektore alebo čističke s vrecovými íiltrami na recykláciu alebo na likvidáciu podľa požiadaviek. Všetky opísane systémy využívajú multiklonálny lapač prachu na recykláciu alebo likvidáciu podľa požiadaviek a tiež využívajú ohrievače vzduchu a čističe s vrecovými ñltrami na využitie tepla a zhromažďovanie popolčeka.V cirkulačnom reaktore s íluidným lôžkom sú reagujúce a nereagujúce pevné látky strhávanć priestorom reaktora vzostupným tokom plynu, ktorý nesie pevné látky na výstup v homej časti reaktora, kde sú tieto pevné látky oddeľovanć vnútomými a/alebo vonkajšími odlučovačmi častíc. zhromaždené častice sa vracajú na dno reaktora obvykle pomocou vnútomých alebo vonkajších kanálov. Ako súčasť vratného kanála je potrebné použiť tlakovotesníace zariadenie (obyčajne slučkový uzáver alebo L-ventil) vzhľadom na vysoké tlakové rozdiely medzi dnom reaktora a výstupom odlučovača častíc. Odlučovač na výstupe reaktora, nazývaný tiež ako primámy odlučovač, zhromažďuje väčšinu cirkulujúcich pevných látok (obyčajne 95 až 99,5 ). V mnohých prípadoch sa používa ďalší, Sekundárny, odlučovač častíc so súvisiacimi recyklačnými prostriedkami na minimalizáciu úniku cirkulujúcich pevných látok, spôsobeného nízkou účinnosťou primámeho odlučovača.V patente US 4 990 085, Belin a spol., sa uvádza vnútomý separátor častíc nárazového typu, opisovaný skôr. Zložený je z mnohých konkávnych nárazových prvkov upnutých v stenách kúreniska a vertikálne sa roüirujúcich najmenej do dvoch radov cez Výstupný otvor kúreniska,kde oddelené častice padajú voľnými a kanál netvoriacimi spodnými časťami zberných prvkov pozdĺž obvodovej steny. Tento odlučovač bol overený ako účinný pri zvýšení priememej hustoty V cirkulačnej spaľovacej komore s fluidným lôžkom bez zvyšovania toku exteme zhromaždených a recyklovaných častíc. Tohto sa dosiahlo pri jednoduchom štruktúrnom usporiadaní odlučovača, bez zapchávania odlučovača a pri rovnomernosti prietoku plynu na výstupe z kúreniska. Posledný uvedený efekt je dôležitý z hľadiska prevencie lokálnej erózie obvodových stien a ohrevných povrchov v kúrenisku ako opomých stien, spôsobené nárazom toku plyn-pevná látka vysokej rýchlosti.V tomto známom uskutočnení sa vnútorný odlučovač častíc nárazového typu zložený z dvoch radov nárazových prvkov obvykle používa v kombinácii s vonkajším poprúdovým odlučovačom častíc nárazového typu, z ktorého sú zhromaždené pevné látky vrátene vonkajším kanálom do kúreniska. Vonkajší odlučovač častíc nárazovćho typu a s nim spojené prostriedky na recykláciu, napríklad zásobník zhromaždených častíc a L-ventil, je potrebný, pretože účinnosť vnútomćho odlučovača častíc nárazového typu, obsahujúceho obvykle dva rady nárazových prvkov, nie je dostatočná na zabránenie toho, aby nadmerné množstvo pevných látok prechádzalo s tokom plynu do konvekčného pásma, kde môže pôsobiť eróziu konvekčných plôch a zvýšenie požiadaviek na kapacitu sekundárnych prostriedkov na separáciu/recykláciu.le známe, že účinnosť odlučovača častíc nárazového typu sa zvyšuje, ak sa zvýši počet radov nárazových prvkov z dvoch na štyri alebo sedem. Jedno umiestnenie vnútomého odlučovača častíc narazovćho typu je uvedené V patente US 4 891 052, Belina a spol. Jednako účinnosť vnútomćho odlučovača častíc nárazového typu podľa patentu US 4 891 052 nemôže byť zvýšená prostým zvýšením počtu radov, pretože a) s prudko sa zvyšujúcou rýchlosťou toku plynu v smere do centra kúreniska sa zvyšuje opätovné strhávanie už oddelených pevných látok plynmi a b) sa zvyšuje obtok plynov výstupnou plochou nárazových prvkov.Je zrejmé, že cirkulačný reaktor s fluidným lôžkom alebo spaľovacia komora by mohli byť vyrobené omnoho jednoduchšie a s menšími nákladmi za predpokladu úplnej primárnej separácie častíc a recyklácie, čím by došlo na elimináciu potreby vonkajších prostriedkov na recykláciu častíc.Hlavnou úlohou tohto vynalezu je vytvoriť cirkulačný reaktor s fluídným lôžkom alebo spaľovaciu komoru s vnútomým primámym odlučovačom častíc umiestneným v plášti reaktora a vnútomý spätný tok všetkých primárne zhromaždených častíc do spodnej častí reaktora alebo spaľovacej komory na následnú recykláciu bez vonkajších a vnútomých recyklačných kanálov.Uvedenú úlohu spĺňa cirkulačný reaktor s tluidným lôžkom, obsahujúci plášť reaktora, čiastočne tvorený obvodovými stenami, a majúci dolnú časť, homú časť a výstupný otvor, umiestnený na výstupe z homej časti, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že v homej časti plášťa reaktora je umiestnený primárny odlučovač častíc nárazovćho typu na odlučovanie častíc obsiahnutých v plyne prúdiacom V plášti reaktora z jeho dolnej časti do jeho homej časti a ich padanie do dolnej časti, k primárnemu odlučovaču častíc je pripojená dutina, umiestnená úplne vnútri plášťa reaktora, na zachytávanie a zhromažďovanie častíc padajúcich z primámeho odlučovača častíc, pričom k dutine sú pripojené prostriedky spätného toku, umiestnené úplne vnútri plášťa reaktora, na navrátenie častíc z dutiny priamo do vnútrajška plášťa reaktora na ich voľné, nebránene a neusmerňované padanie dole pozdĺž stien dolnej časti plášťa reaktora a následnú recirkuláciu, Podľa výhodného uskutočnenia je cirkulačný reaktor vybavený prostriedkom na prívod paliva a sorbentu do dolnej časti plášťa reaktora.K dolnej časti plášťa reaktora je výhodne pripojená vetemá skriňa.Primámy odlučovač častíc obsahuje výhodne rady konkávnych nárazových prvkov. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sú všetky rady konkávnych nárazových prvkov umiestnene a skonštruované na spôsobenie padania častíc odlúčených z plynu priamo do dutiny.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sú rady konkávnych nárazových prvkov usporiadané do dvoch skupín,do protiprúdovej skupiny a poprúdovej skupiny, pričom každá skupina má aspoň dva rady konkávnych nárazových prvkov.Podľa ďalšieho výhodnćho uskutočnenia sú konkávne nárazove prvky protiprúdovej skupiny uskutočnené na oddeľovaníe častíc obsiahnutých v plyne a umiestnené na umožnenie ich voľného padania dovnútra a priamo do dolnej časti plášťa reaktora.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sú konkávne nárazové prvky poprúdovej skupiny uskutočnené na odde ľovanie častíc obsiahnutých v plyne a umiestnené na umožnenie ich voľného padania priamo do dutiny.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia má plášť reaktora zadnú stenu, ktorá má vertikálnu os, a dutina je umiestnená v plášti reaktora dovnútra od vertikálnej osi.Dutina je výhodne vymedzená zadnou stenou plášťa reaktora, ochrannými doskami a prednou stenou.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je spodný koniec prednej steny ohnutý k zadnej stene na vytvorenie dutiny v tvare líevika, ktorej výstup je umiestnený pri zadnej stene.Pritom ,prostriedky spätného toku sú výhodne vytvorené ako obdlžniková štrbina alebo rad primerane veľkých od seba vzdialených otvorov, rozkladajúcich sa medzi spodným okrajom prednej steny a zadnou stenou po šírke plášťa reaktora.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je zadná stena vytvorená z rúrok, chladených kvapalinou, a predná stena je tvorená niektorými z týchto rúrok, chladených kvapalínou, ktoré sú vyhnuté z roviny zadnej steny tak, že dutina má tvar líevika, ktorej výstup je umiestnený pri zadnej stene.Prostriedky spätného toku majú výhodne formu otvorov primeranej veľkosti medzi susednými rúrkami po šírke plášťa reaktora v mieste, v ktorom sú vyhnuté z roviny zadnej steny.Plášť reaktora má výhodne zadnú stenu, ktorá má vertikálnu os, a dutina je umiestnená vnúni plášťa reaktora, ale z vonkajšej strany vertikálnej osi.Dutina je výhodne vymedzená zadnou stenou, ochrannými doskami a prednou stenou.Predná stena je výhodne priama a zadná stena je vyhnutá od vertikálnej osi zadnej steny na vytvorenie dutiny v tvare líevika, ktorej výstupje umiestnený na zadnej stene.Pritom prostriedky spätného toku sú výhodne vytvorené ako obdĺžniková štrbina alebo rad primerane veľkých od seba vzdialených otvorov, rozkladajúcich sa medzi spodným okrajom prednej steny a zadnou stenou po šírke plášťa reaktora.Zadná stena je výhodne vytvorená z rúrok chladených kvapalinou a predná stena je priama a je tvorená niektorými z týchto rúrok chladených kvapalinou, rozkladajúcich sa pozdĺž vertikálnej osi hore k stropu plášťa reaktora. Prostriedky spätného toku sú výhodne tvorené otvormi medzi susednými rúrkami po šírke plášťa reaktora v mieste, kde sú niektoré rúrky, chladené kvapalinou, vyhnuté z roviny zadnej steny.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia obsahuje primámy odlučovač častíc rady konkávnych nárazových prvkov umiestnených do dvoch skupín, do protiprúdovej skupiny, majúeej najmenej dva rady konkávnych nárazových prvkov, vytvorených na odlučovanie častíc obsiahnutých V plyne a umiestnených na spôsobenie ich voľného padania dovnútra a priamo do dolnej časti plášťa reaktora, pričom protiprúdová skupina má ochrannú dosku uskutočnenú na zabránenie priechodu plynu a na jeho usmemenie priamo hore pozdĺž konkávnych nárazových prvkov, a do protiprúdovej skupiny, majúcej najmenej dva rady konkávnych nárazových prostriedkov, uskutočnených na odlučovanie častíc obsiahnutých v plyne a umiestnených na spôsobenie voľného padanía častíc priamo do dutiny, pričom ochranná doska tvorí homú časť dutiny.Dutina je výhodne vymedzená zadnou stenou, ochrannou doskou a prednou stenou, a prostriedky spätného toku sú tvorené výstupnými otvormi umiestnenými po šírke plášťa reaktora, ktorých prietoková plocha poskytuje tok pevných častíc i 00 až 500 kg/mzs.Prostriedky spätného toku ďalej výhodne obsahujú kanály vytvorené V zadnej stene v kombinácii s výstupnými otvormi.Podľa ďalšieho výhodnćho uskutočnenia je dutina vymedzená zadnou stenou, ochrannou doskou a prednou stenou, pričom prostriedky spätného toku sú tvorené výstupnými otvormi, umiestnenými po šírke plášťa reaktora medzi koncom prednej steny a zadnou stenou, a krátkym vertikálnym kanálom pripojeným k prednej stene, umiestneným priamo proti výstupnému otvoru a uskutočneným na zabránenie priechodu plynu do dutiny a umiestneným na zvýšenie spätného toku pevných častíc do dolnej časti plášťa reaktora voľným podaním vertikálne pozdĺž zadnej steny.Dutina je výhodne vymedzená zadnou stenou, ochrannou doskou a prednou stenou, pričom prostriedky spätného toku sú tvorené výstupnými otvom 1 i, umiestnenými po šírke plášťa reaktora medzi koncom prednej steny a zadnou stenou, a klapkovým ventilom umiestneným cez každý výstupný otvor, otočne pripojený k prednej stene.Konkávne nárazové prvky majú výhodne tvar písmen U, E, W alebo inú podobnú konkávnu konfiguráciu.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia do dutiny zasahujú dýzy na udržanie hladiny častíc v dutine na požadovanej úrovni a na ich udržiavanie vo fluidnom stave a na ich kontinuálne odvádzanie z dutiny.Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je k prednej stene pripojená druhá ochranná doska a zasahuje do dutiny pri vytvorení tesnenia slučkového typu, majúceho vstupnú komoru a výstupnú komoru, ohraničené prednou stenou,dnom dutiny, druhou ochrannou doskou a stenou.Touto konštrukciou sa docieli požadovaná hustota prúdiacej zmesi plyn/pevné látky v kúrenisku, čo vedie na vyššie rýchlosti prenosu tepla v kúrenisku, zlepšenie účinnosti konverzie uhlíka a zlepšenému využitiu sorbentu. Tieto efekty sa docielia za súčasnej eliminácie hlavneho investičného nákladu, ktorý sa týka primámeho recyklačného systemu častíc (zásobník zhromaždených častíc, L-ventil a súvisiace kontrolne prvky). Významné úspory môžeme takto docieliť v použití konštrukčnej ocele a ďalších prvkov, súvisiacich s cirkulačným reaktorom s iluidným lôžkom rovnako ako v prevádzkovej ploche a objeme vyžadovaných na cirkulačný reaktor s fluidným lôžkom.Prehľad obrázkov na výkresochNa lepšie porozumenie tohto vynálezu, prevádzkovým výhodám a špecifickým výhodám získaným využitím vynálezu sú uvedené pripojené výkresy a opisy, znázorňujúce výhodné uskutočnenie vynálezu, kdeobr. l znázorňuje schematícký bočný rez cirkulačným kotlom s tluidným lôžkom, majúcim spaľovaciu komoru,alebo plášť reaktora podľa jedného uskutočnenia podľa vynálezu, obr. 2, 3 a 4 schematické bočné rezy hornou časťou cirkulačného reaktora s Íluidným lôžkom podľa ďalších uskutočnení podľa vynálezu, obr. 5 a 6 detailné schematickć nákresy uskutočnenia na obr. 4, pričom obr. 6 je znázomený v smere A obr. 5, obr. 7, 8 a 9 schematícké nákresy ešte ďalších uskutočnení podľa vynálezu, pričom obr. 8 predstavuje nákres V smere A obr. 7 a obr. 9 pôdorys obr. 7, obr. 10, ll a 12 schematické nákresy ešte ďalších uskutočnení podľa vynálezu, pričom obr. ll predstavuje rez I - i obr. 10 a obr. 12 predstavuje pôdorys obr. l 0, obr. 13 a 14 schematické nákresy ďalších uskutočnení vynálezu, pričom obr. 14 predstavuje nákres v smere A obr. 13, obr. 15 a 16 schematicke nákresy ešte ďalšieho uskutočnenia vynálezu, pričom obr. 16 predstavuje nákres v smere A obr. 15, aobr. 17 a 18 schematické nákresy ešte ďalšieho uskutočnenia vymálezu, pričom obr. 18 predstavuje nákres v smere A obr. 17.V zmysle tu použitom sa výraz cirkulačná spaľovacia komora s fluidným lôžkom týka cirkulačneho reaktora s tluidným lôžkom, v ktorom prebieha spaľovací proces. Napriek tomu, že predložený vynález je zameraný predovšetkýnn na kotly alebo generátory, ktoré používajú cirkulačná spaľovacie komory s fluidným lôžkom ako prostriedky na výrobu tepla, je treba chápať, že predložený vynález môžeme ľahko použiť pri rôznych typoch cirkulačných reaktorov s fluidným lôžkom. Napriklad môžeme vynález aplikovať pri reaktore, ktorý je používaný na chemické reakcie íné, ako je spaľovací proces, alebo V prípade zmesi plyn/pevné látky, pochádzajúce zo spaľovacieho procesu na inom mieste a dodávané do reaktora na ďalšie spracovanie alebo tam, kde reaktor poskytuje len kryt, v ktorom sú častice alebo pevnć látky strhávané do plynu, ktorý nie je nutným vedľajším produktom spaľovacieho procesu. Pokial ide o výkresy všeobecne, predstavujú rovnaké vzťahové značky rovnaké prvky pre niekoľko obrázkov, pokial ide o obr. l, znázorňuje cirkulačný kotol s fluidným lôžkom podľa prvého uskutočnenia tohto vynálezu. V nasledujúcom opise predná časť cirkulačného kotla 30 s Íluidným lôžkom alebo plášťa 32 reaktora je definovaná ľavou stranou nákresu na obr. l, zadná časť cirkulačnćho kotla 30 s Íluídným lôžkom alebo plášťa 32 reaktora je definovaná pravou stranou nákresu na obr. l. Šírka cirkulačnćho kotla 30 s tluidným lôžkom alebo plášťa 32 reaktora je kolmá na rovinu papiera, na ktorom je obr. l znázomený. Na ostatných nákresoch, pre ktore sa to hodí, je použitá rovnaká konvencia.Cirkulačný kotol 30 s fluidným lôžkom má kúrenisko alebo plášť 32 reaktora obvykle v priečnom reze pravouhle a čiastočne vymedzené obvodovými stenami 34 chladenými kvapalinou. Obvodovć steny 34 sú obvykle vytvorené rúrkami vzájomne od seba oddelenými oceľovými membránami na dosiahnutie plynotesného uzavretia plášťa 32 reaktora. Plášť 32 reaktora je ďalej definovaný dolnou časť ou 36, hornou časťou 38 a výstupným otvorom 40 umiestnenýnn na výstupe homej časti 38. Palivo 42 ako uhlie a sorbent ako vápence je dodávané do dolnej časti 36 regulovaným a dávkovým spôsobom akýmikoľvek konvenčnými spôsobmi, známymi v odbore. Typickými zariadeniami,ktoré môžeme uviesť ako príklady, ale bez obmedzenia len na ne, ktore môžeme použiť, sú odvažovací dávkovač, rotačné posúvače a injektážne skrutky. Primámy vzduch 44 je dodávaný do dolnej časti 36 cez vetemú skriňu 46 a na ňu pripojenú distribučnú dosku 48. Odpad lôžka 50 odstraňuje popol a ďalší odpad z dolnej časti 36 podľa potreby a prívodnými otvormi 52 na homý vzduch je vyrovnávaný privod vzduchu potrebný na spaľovanie. Zmes 56 spa|ín/pevných látok, produkovaná v cirkulačnom spaľovacom procese s tluidným lôžkom, prúdi smerom hore plášťom 32 reaktora z dolnej časti 36 do hornej častí 38 za súčasného prenosu časti obsiahnutćho tepla do chladiacej kvapaliny obvodových stien 34.Primárny odlučovač 58 častíc nárazového typu je umiestnený V homej časti 38 plášťa 32 reaktora. Vo výhodnom uskutočnení obsahuje primámy odlučovač 58 častíc nárazového typu štyri až šesť radov konkávnych nárazových prvkov 60 umiestnených do dvoch radov, skupiny 62 protiprúdového usporiadania, majúce dva rady, a skupiny 64 poprúdového usporiadania, majúce dva až štyri rady,výhodne tri rady. Prvky 60 sú vedené zo stropu 66 plášťa 32 reaktora a sú navrhnuté podľa poznatkov patentu US 4 992 085, ktorého opisje tu začlenený pre úplnosť.Ako bolo uvedené v patente US 4 992 085, sú nárazové prvky 60 neplanárne môžu byť v tvare písmena U, tvare písmena E, tvare písmena W alebo akomkoľvek inom tvare,pokiaľ tento má konkávny povrch. Prvé dva rady prvkov 60 sú umiestnené vzájomne striedavo tak, aby plynné spaliny/pevné látky zmesi 56 prúdili cez ne a strhávané pevné častice mohli naraziť na konkávny povrch druhé dva až štyri rady nárazových prvkov sú umiestnene tiež striedavo. Vo výhodnom uskutočnení nárazových prvkov 60 v skupine 62 protiprúdové usporiadanie zhromažďuje častice strhávané v plyne a pôsobí tak, aby častice padali voľne priamo a vnútorne dole smerom na dolnú časť 36 plášťa 32 reaktora proti pricčnemu toku plynných spalín/pevných látok. Nárazové prvky 60 sú umiestnené v homej častí 38 plášťa 32 reaktora proti a úplne cez prvý Výstupný otvor 40. Okrem toho, že prvky pokrývajú prvý Výstupný otvor 40, každý nárazový prvok 60 v skupine 64 poprúdového usporiadania je tiež predĺžený pod spodné pracovné miesto 68 prvého výstupného otvoru 40 o približne asi 30 cm. Vo výhodnom uskutočnení však, na rozdiel od nárazových prvkov 60 skupiny 62 protiprúdového usporiadania, dolné konce nárazových prvkov 60 skupiny 64 poprúdového usporiadania sú pretiahnuté do dutiny 70, umiestnenej úplne v pláští 32 reaktora, a slúžiacej na diromažďovanie zachytených častíc pri ich spáde z prvkov skupiny 64 poprúdového usporiadania. Rôzne uskutočnenia dutiny 70 podľa vynálezu a ich prepojenie s nárazovými prvkami 60 sú opisované ďalej.Častice, oddelené skupinou 64 poprúdového usporiadania, musia byť tiež vrátené do dolnej časti 36 plášťa 32 reaktora. Pre toto sú poskytnuté prostriedky 72 spätného toku pripojené na dutinu 70 a tiež sú úplne umiestnené v plášti 32 reaktora. Prostriedky 72 spätného toku vracajú častice z dutiny 70 vnútome a priamo do plášťa 32 reaktora tak, že padajú voľne a bezkanálovo dole pozdĺž obvodových stien 34 plášťa 32 do dolnej časti 36 plášťa 32 reaktora na nasledujúcu recykláciu. V tomto uskutočnení pôsobí dutina 70 skôr prevodným, transportným mechanizmom, ale nie ako priestor na uskladnenie častíc na nejakú významnejšiu časovú periódu. Tým, že častice padajú pozdĺž obvodových stien 34 plášťa 32 je minimalizovaná možnosť ich opätovnćho strhnutia do vzostupného toku zmesi 56 plynu/pcvných látok plášťom 32 reaktora. Rôzne uskutočnenia prostriedkov spätného toku 72 podľa vynálezu a ich pripojenie na dutinu 70 sú opisované neskôr.Ako je zrejmé, umožňuje predchádzajúca konštrukcia primámu separáciu častíc z prúdiacej zmesi 56 plynu/pevných látok bez potreby vonkajšieho zásobníka častíc,spájacich kanálov alebo L-ventilov, ktoré sú obvykle požadované v doterajších uskutočneniach.Na prvý Výstupný otvor 40 plášťa 32 reaktora je pripojený konvekčný priechod 74. Po priechode najprv cez skupinu 62 protiprúdového usporiadania a potom cez skupinu 64 poprúdového usporiadania, zmes 56 plynných spalín/pevných látok, kde obsah pevných látok bol významne znížený, ale kde sú ešte prítomné jemné častice, ktore neboli odstránené V primárnom odlučovači 58 častíc nárazo vého typu, opúšťa plášť 32 reaktora a vstupuje do konvekčného priechodu 74. V konvekčnom priechode 74 je umiestnená plocha 75 prenosu tepla, požadovaná najmä pri návrhu cirkulačného kotla 30 s fluidným lôžkom. Možné sú rôzne usporiadania. Jeden typ usporiadania je znázomený na obr. l. V konvekčnom priechode 74 však môžu byť umiestnené iné typy plôch 75 tepelného prenosu, ako sú odparovacie plochy, ekonomizér, predhrievač alebo ohrievač vzduchu a podobne, obmedzené len požiadavky výroby a využiteľnosti pary alebo energie a termodynamickými obmedzeniami známymi v odbore.Po priechode cez celú ohrevnú plochu alebo jej časť v konvekčnom priechode 74 prechádza zmes 56 plynných spalín/pevných látok sekundárnym odlučovačom 78 častíc,obvykle multiklonálnym lapačom prachu, s cieľom odstrániť väčšinu častíc 80 zostávajúcich v plyne. Tieto častice 80 sú tiež vrátené do spodnej časti 36 plášťa 32 reaktora pomocou sekundárneho systému spätného toku 82. Vyčistené plynnć spaliny potom prechádzajú ohrievačom 84 vzduchu, slúžiacemu na predhriatie vstupného vzduchu na spaľovanie, dodávaného ventilátorom 86. Ochladene a vyčistené plynnć spaliny 88 sa potom vedú konečným zberačom 89 častíc, akým je elektrostatický odlučovač alebo čistička s vrecovými filtrami, nasávacím ventilátorom 90 a komínom 91.V nasledujúcom opise sú opisované rôzne uskutočnenia dutiny 70 a prostriedkov 72 na spätný tok podľa vynálezu. Na obr. 2, 3 a 4 sú schematické rezy homej časti cirkulačného reaktora s fluidným lôžkom rôznych uskutočnení podľa vynálezu. Hlavné rozdiely medzi týmito uskutočneniami zahŕňajú presné umiestnenie dutiny 70 s ohladom na vertikálnu os 92 zadnej steny 94 plášťa, či jedna alebo obidve skupiny 62 a 64 nárazových prvkov 60 odvádzajú častice oddelené nárazovými prvkami 60 do dutiny 70 a počet nárazových prvkov 60 v každej zo skupín 62 a 64.Ako sme skôr uviedli, obvodové steny 34 plášťa vrátane zadnej steny 94 plášťa, sú obvykle vytvorené rúrkami chladenými kvapalinou, oddelenými vzájomne od seba oceľovou membránou na docielenie plynotesnosti plášťa 32. Cirkulačné kotly 30 s fluidným lôžkom typu uvedenom v tomto opise sú obvykle zhora závesné pomocou neznázornených prvkov z konštrukčnej ocele, spojených s vertikálnymi obvodovými stenami 34 plášťa. Obvodové steny 34 plášťa sú teda kvapalinou chladené nosné prvky. Niektore rúrky 100, tvoriace zadnú stenu 94 plášťa, teda musia smerovať hore a prechádzať stropom 66 a musia byť pripojené závesmi na prvky z konštrukčnej ocele. Zostatok rúrok,tvoriacich zadnú stenu 94 plášťa, je v pracovnom mieste 68 zakrivený a tvorí kvapalinou chladené dno konvekčného priechodu 74.Na obr, 2 je dutina 70 umiestnená úplne v plášti 32 reaktora a smerom dovnútra od vertikálnej osi 92 a ďalej je vymedzená zadnou stenou 94 plášťa, ochrannými doskamí 96 a prednou stenou 98, a tieto prostriedky zhromažďujú všetky častice oddelené tak protiprúdovým, ako i poprúdovým usporiadanim skupín 62 a 64 nárazových prvkov 60. Na hornom okraji predná stena 98 presahuje spodné okraje nárazových prvkov 60 o 30 cm alebo viac. Predná stena 98 je v miestach A a B zahnutá tak, že jej spodným okrajom E je dutina 70 sformovaná do lievikovitého tvaru, ktorého výstup tesne súvisí so zadnou stenou 94 plášťa a predstavuje prvé uskutočnenie prostriedkov 72 spätného toku. Vo výhodnom uskutočnení môže byť predná stena 98 vyrobená z kovovej dosky a jednoduchým uskutočnením prostriedkov 72 spätného toku môže byť pravouhlá štrbina alebo séria rovnakých oddelených otvorov rozložených cez šírku plášťa 32 reaktora. Jednako môže byť predná stena 98 vytvore

MPK / Značky

MPK: F22B 3/00

Značky: cirkulačný, reaktor, fluidným, lôžkom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-282785-cirkulacny-reaktor-s-fluidnym-lozkom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Cirkulačný reaktor s fluidným lôžkom</a>

Podobne patenty