FI104215B - Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa - Google Patents

Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa Download PDF

Info

Publication number
FI104215B
FI104215B FI952156A FI952156A FI104215B FI 104215 B FI104215 B FI 104215B FI 952156 A FI952156 A FI 952156A FI 952156 A FI952156 A FI 952156A FI 104215 B FI104215 B FI 104215B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat transfer
chamber
solid
zones
fluidized bed
Prior art date
Application number
FI952156A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI104215B1 (fi
FI952156A0 (fi
FI952156A (fi
Inventor
Timo Hyppaenen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
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
Priority claimed from US07/973,396 external-priority patent/US5341766A/en
Priority claimed from US08/041,571 external-priority patent/US5332553A/en
Priority claimed from US08/066,277 external-priority patent/US5540894A/en
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Priority to FI952156A priority Critical patent/FI104215B/fi
Publication of FI952156A0 publication Critical patent/FI952156A0/fi
Publication of FI952156A publication Critical patent/FI952156A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI104215B1 publication Critical patent/FI104215B1/fi
Publication of FI104215B publication Critical patent/FI104215B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/388—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or 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
    • F22B31/0092—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or 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 with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised 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
    • F23C10/04—Fluidised 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
    • F23C10/08—Fluidised 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
    • F23C10/10—Fluidised 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044—Temperature measurement
    • B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00079—Fluid level measurement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00088—Flow rate measurement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00132—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00327—Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B01J2208/00336—Controlling the temperature by direct heat exchange adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B01J2208/00353—Non-cryogenic fluids
    • B01J2208/00371—Non-cryogenic fluids gaseous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00477—Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2208/00495—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed
    • F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed
    • F23C2206/103—Cooling recirculating particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

104215
MENETELMÄ JA LAITE LÄMMÖN TALTEENOTTAMISEKSI LEIJUKERROS-REAKTORISSA
FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR ÄTERVINNING AV VÄRME I EN REAKTOR MED FLUIDISERAD BÄDD
Esillä oleva keksintö kohdistuu jäljempänä esitettyjen ' itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osien määrittele mään menetelmään ja laitteeseen lämmön talteenottamiseksi 5 kiintoainehiukkasista leijukerrosreaktorissa.
Leijukerrosreaktorissa on tällöin prosessikammio, jossa on kiintoainehiukkasista koostuva leijupeti. Lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktori hyödyntää prosessikammioon 10 liitettyä lämmönsiirtokammiota, jonka sisään on sijoitettu lämmöns i irtopintoj a.
Lämpöä otetaan talteen syöttämällä jatkuvasti kuumia kiin-toainehiukkasia prosessikammiosta lämmönsiirtokammioon, 15 syöttämällä kaasua lämmönsiirtokammioon kiinto-ainehiukkasten virtauksen säätämiseksi lämmönsiirtokam-miossa, ottamalla lämpöä talteen lämmönsiirtokammioon sijoitettujen lämmönsiirtopintojen avulla, ja kierrättämällä jatkuvasti lämmönsiirtokammiosta poistettuja kiin-20 toainehiukkasia prosessikammioon. Laite käsittää syöttö-elimet kuumien kiintoainehiukkasten syöttämiseksi jatkuvana virtana prosessikammiosta lämmönsiirtokammioon, laitteet . kiintoainehiukkasten kierrättämiseksi jatkuvasti lämmön siirtokammiosta prosessikammioon, ja suutinelimet kaasun 25 syöttämiseksi lämmönsiirtokammioon.
Leijukerrosreaktoreita, kuten kiertomassatyyppisiä leiju-kerrosreaktoreita käytetään moniin eri poltto- ja lämmön- * ' siirtoprosesseihin sekä kemiallisiin ja metallurgian pro- 30 sesseihin. Tyypillisesti lämpöä otetaan talteen leijuker- * rospolttoprosesseista lämmönsiirtopintojen avulla, jotka on sijoitettu polttokammioon ja/tai polttokammion jälkeisessä kaasukanavassa olevaan konvektio-osaan. On myös ehdotettu, että lämmönsiirtopinnat järjestettäisiin erillisiin lämmön- 35 siirtimiin, jotka on yhdistetty polttokammion ulkopuoliseen , 104215
M
erilliseen kiintoainekiertoon.
On ehdotettu, että kiertomassatyyppisissä leijukerros (CFB) reaktoreissa yhdistettäisiin erillinen lämmönsiirrin tai 5 kierrätystä varten tarkoitettu lämmönsiirrin palautus-kanavaan, jolloin lämpöä otetaan talteen systeemissä kierrätettävästä kuumasta kiintoaineesta. Lämmönsiirtopintoja on sijoitettu erilliseen lämmönsiirtimeen kiertoaineesta koostuvaan leijukerrokseen. Erillisessä lämmönsiirtimessä 10 lämmönsiirtoa voidaan jossain määrin säätää säätämällä lämmönsiirtopintojen ympärillä kulkevaa leijutuskaasun virtausta.
Erillisessä lämmönsiirtimessä, joka on liitetty systeemiin, 15 joka tuottaa jatkuvasti kuumaa kiintoainetta, kuten esim. CFB-reaktorin palautuskanavaan, leijutuskaasu säätää myös kiintoaineen siirtoa lämmönsiirtimen kautta. Sen vuoksi lämmönsiirtoa ei ole mahdollista säätää erillisessä lämmönsiirtimessä erikseen lämmönsiirtimen läpi kulkevasta kiin-20 toainevirrasta. Ei ole esimerkiksi mahdollista katkaista lämmönsiirtoa kokonaan, esimerkiksi käynnistyksen tai matalan kuormituksen ajaksi, vaikka lämmönsiirtoa ei tapahtuisi lainkaan tai vain hyvin vähän, koska leijutuskaasuvirran katkaiseminen katkaisisi myös kiintoainevirtauksen.
25
Systeemeissä, joissa käytetään erillisiä lämmönsiirtimiä, on sen vuoksi ehdotettu kiintoainevirtauksen jakamista kahteen osaan, joista yksi virtaa lämmönsiirtimeen ja toinen ohittaa lämmönsiirtimen. Lämmönsiirtoa säädetään 30 säätämällä sitä kiintoainevirtauksen osaa, joka kulkee lämmönsiirtimen kautta. Systeemi vaatii lisäksi mekaanisia « . venttiileitä kahden kiintoainevirtauksen säätämiseksi.
Rakenne on melko monimutkainen, haavoittuva ja tilaa vievä, ja lisää systeemin kustannuksia.
35
Amerikkalaisessa patentissa US-A-5140950 on ehdotettu patenttivaatimusten 1 ja 11 johdanto-osien mukainen mene- 3 104215 telmä ja laite. Patentti esittää kiertomassatyyppisen leijukerrosreaktorin, jossa on lämmöntalteenotto-osa, jossa on erilliset syöttökammiot ja varsinaiset lämmöntalteenot-tokammiot. Savukaasuista erotetut hiukkaset johdetaan uppo-5 putkella (dipleg) syöttökaininioon. Lämmöntalteenottokammios-sa on ohituskammio, joka mahdollistaa erotettujen hiukkasten viemisen suoraan polttokammioon. Lämmöntalteenottokam-miossa on lämmöntalteenottoputkia lämmön talteenottaroiseksi erotetusta materiaalista. Erotettu materiaali johdetaan 10 lämmöntalteenoton jälkeen takaisin polttokammioon. Ilmaa johdetaan syöttökammioon uppoputken alapuolelle ja sen läheisyyteen erotetun materiaalin kulun ja kierrätyksen kontrolloimiseksi.
15 Amerikkalaisessa patentissa US-A-5014652 on esitetty kier-tomassatyyppinen leijukerrosreaktori ja siinä oleva leiju-kerrosjäähdytin. Jäähdytin on ylhäältä avoin siten, että jäähdyttimeen valuu reaktorin seiniä pitkin alaspäin valuvaa materiaalia. Jäähdyttimessä on jäähdytyspintoja ja 20 poistoaukko, joka mahdollistaa materiaalin palauttamisen jäähdyttimestä reaktorikammioon.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreakto-25 reistä, jossa menetelmässä ja laitteessa yllä mainitut haitat on minimoitu.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on erityisesti aikaansaada helposti säädettävä lämmönsiirrin tai lämmön-30 siirtokammio, jonka voi liittää leijukerrosreaktorin kiin-toainekiertoon, esim. CFB-reaktorin palautuskanavaan.
^ ·
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on lisäksi aikaansaada parannettu menetelmä lämmönsiirron säätämiseksi 35 erillisessä lämmönsiirtimessä, joka on yhdistetty systeemiin, jolla syötetään kuuman kiintoaineen jatkuvaa virtaa.
4 104215
Edellä mainittujen tarkoitusperien saavuttamiseksi on tämän keksinnön mukainen menetelmä tunnettu siitä, mitä on määritelty jäljempänä esitetyn patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosassa, ja keksinnön mukainen laite tunnettu siitä, mitä 5 on määritelty jäljempänä esitetyn patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa. Yksityiskohtaisia sovellutusesimerkkejä on esitetty alivaatimuksissa.
Lämmönsiirtokammio on keksinnön erään edullisen suoritus-10 muodon mukaan jaettu useaan lämmönsiirtovyöhykkeeseen, jotka on järjestetty vaakatasoon vierekkäin ja jotka on erotettu toisistaan kiintoainehiukkasten kuljetus-vyöhykkeillä. Leijutuskaasua tai jotakin muuta siirtokaa-sua, joka pystyy säätämään hiukkasten virtausta vyöhykkeil-15 lä, syötetään erikseen lämmönsiirtovyöhykkeille ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeille, esim. lämmönsiirtokam-mion alle sijoitettujen tuulikaappien kautta tai lämmön-siirtokammion seiniin järjestettyjen suuttimien kautta.
20 Säätämällä leijutus- tai siirtokaasujen virtauksia erikseen on mahdollista säätää kiintoainehiukkasten sisäistä virtausta lämmönsiirtokammiossa. On esim. mahdollista katkaista leijutuskaasun virtaus tai vähentää sitä yhdellä lämmön-siirtovyöhykkeellä siinä määrin, että kiintoainetta ei 25 virtaa lainkaan tai lähes lainkaan lämmönsiirtopintojen . ympärillä, jolloin lämmönsiirto pinnoille vähenee minimiin.
Samaan aikaan lämmönsiirtokammion kautta tapahtuva koko-naiskiintoainevirtaus pidetään halutulla tasolla, esim. 30 vakiotasolla, leijutuskaasuvirtauksin tai siirtokaasuvir-tauksin, joita syötetään kiintoainehiukkasten kuljetus-vyöhykkeille lämmönsiirtovyöhykkeen ympäristöön, jolta lämmönsiirtoviyöhykkeeltä leijutuskaasunvirtaus on katkaistu.
35 Lämmönsiirtovyöhykkeillä tapahtuva leijutus säätää jossain määrin lämmönsiirtokammiossa tapahtuvaa kiintoainehiukkas- 5 104215 ten sisäistä virtausta, ts. se säätää uuden materiaalin määrää, jota uutta materiaalia tulee lämmönsiirtopintojen kanssa yhteydessä olevilta viereisiltä vyöhykkeiltä.
5 Säätämällä erikseen lämmönsiirtovyöhykkeille ja myös kiin-toainehiukkasten kul jetusvyöhykkeille syötettävän leijutus-tai siirtokaasun virtausta on mahdollista säätää, minkä reitin kiintoainehiukkaset ottavat lämmönsiirtokammiossa tai minkä reitin yhden tai useamman syöttöaukon ja yhden 10 tai useamman poistoaukon välissä olevat kiintoaineet ottavat lämmönsiirtokammiossa.
Kiintoainetta voidaan poistaa lämmönsiirtokammiosta yli-juoksuaukkojen kautta, joita on sijoitettu haluttuihin 15 kohtiin halutulle tasolle lämmönsiirtokammioon. Kiintoainetta voidaan myös poistaa aukoista, jotka on sijoitettu lämmönsiirtokammioon leijupetin pinnantason alapuolelle. Tällöin aukot muodostavat edullisesti kiintoaineen vir-tauslukkoja, joilla aikaansaadaan yksi tapa kiintoaineen 20 poiston säätämiseksi. Leijutus- tai siirtokaasuvirtauksia syötetään aukkojen läpi virtaavan kiintoaineen säätämiseksi.
Poistoaukot, jotka muodostavat kiintoaineen virtauslukon, 25 voivat käsittää useita vaakatasoisia, pystysuunnassa kapei-/ ta rakomaisia kanavia, jotka on järjestetty päällekkäin kehysmäiseksi rakenteeksi. Raon korkeuden pitäisi olla vähemmän kuin puolet kanavan pituudesta, jotta kiintoaine estyy virtaamasta painovoiman vaikutuksesta kanavan läpi. 30 Lämmönsiirtokammiossa lämmönsiirtopinnat on edullisesti k '[ sijoitettu kiintoainehiukkasten muodostamaan petiin, mutta ne voivat ulottua petin pinnan yläpuolelle. Lämpöä voidaan myös ottaa talteen lämmönsiirtokammion seiniin järjeste-35 tyillä lämmönsiirtopinnoilla.
Lämmönsiirtokammio voidaan edullisesti järjestää kierto- 6 104215 massatyyppisen leijukerrosreaktorin palautuskanavan alaosaan. Palautuskanavan alaosaa voi olla välttämätöntä laajentaa, jotta lämmönsiirtopinnoille tulee tarpeeksi tilaa, jolloin laajennusosalla on esim. suurempi vaaka-5 tasoinen poikkileikkaus kuin palautuskanavan yläosalla. CFB-kattiloissa höyrystys tai höyryn tulistus voi edullisesti tapahtua tällaisessa palautuskanavassa, koska CFB-systeemeissä lämpöä on helposti käytettävissä höyrystykseen ja/tai tulistukseen kuumien hiukkasten kiertomassassa. 10 Koska palautuskanavan lämmönsiirto-osalla oleva kaasutila on erittäin rajoitettu, ja se sisältää pääosassa puhdasta kaasua, se luo erittäin edulliset olosuhteet tulistukselle. Tulistimia voidaan sen vuoksi kuumentaa paljon korkeampiin lämpötiloihin kuin normaalisti polttokammiossa, varsinkin 15 kun savukaasut sisältävät syövyttäviä aineosia.
Lämmönsiirtoa hiukkasista tulistinpinnoille säädetään syöttämällä erikseen säädetty sopivan kaasun leijutusvirta ainakin osaan lämmönsiirtovyöhykettä, mikä saa aikaan 20 tulistinpintojen lähellä olevien hiukkasten liikkeen. Pintojen ympärillä lisääntynyt virtaus lisää lämmönsiirtoa pinnoille. Kaasua, esim. ilmaa tai inerttiä kaasua voidaan syöttää leijutuskaasuna lämmönsiirron säätöä varten useiden erillisten suuttimien läpi. Myös sivuseinistä syötettyä 25 kaasua voidaan käyttää lämmönsiirron säätämiseen. Lämmön-/ siirtoa voidaan säätää lämmönsiirtokammion eri osiin syöte tyn kaasun sijoittelulla ja/tai virtausnopeudella.
Joissakin tapauksissa voi olla välttämätöntä järjestää 30 kaasulukko palautuskanavaan estämään kaasuja virtaamasta ylöspäin palautuskanavan yläpäähän liitettyyn hiuk-. kaserottimeen. Kaasu voidaan sitten poistaa palautus- kanavasta yhteiden kautta prosessikammioon. Kiinto-ainehiukkaspetin korkeus lämmönsiirtokammiossa voi kuiten-35 kin monissa tapauksissa muodostaa kaasulukon, ts. vähentää riittävästi ylöspäin suuntautuvaa kaasunvirtausta palautus-kanavassa, niin että erillistä kaasulukkoa ei tarvita.
7 104215
Hyvin pieniä määriä petin läpi virtaavaa kaasua voidaan päästää virtaamaan palautuskanavan kautta hiukkaserotti-meen.
5 Esillä oleva keksinnöllä aikaansaadaan erittäin yksinkertainen CFB-kattilarakenne. Palautuskanava on edullisesti rakennettu kapeaksi pystysuoraksi kanavaksi, jolla on yksi yhteinen seinä polttokammion kanssa. Seinä on esim. tyypillinen CFB-kattiloissa käytetty membraaniseinä. Vastak-10 kainen seinä voi olla samanlainen membraaniseinä. Palautus-kanavan prosessikammioon yhdistävät aukot voidaan esivalmistaa valmiiksi seinään.
Esillä olevan keksinnön erään toisen edullisen suoritus-15 muodon mukaan prosessikammioon on järjestetty lämmönsiir-tokammio, joka on liitetty sen sisäiseen kiertoon. Pro-sessikammiossa seinää pitkin alaspäin virtaavia kiinto-ainehiukkasia tai leijupetissä liikkuvia hiukkasia voidaan ohjata lämmönsiirtokammioon. Läramönsiirtokammio voidaan 20 rakentaa esim. seinäkammioksi, joka on liitetty prosessi-kammioon yhteen sivuseinään. Lämmönsiirtokammio voidaan sijoittaa sivuseinälle välimatkan päähän prosessikammion pohjasta, tai se voi olla lähellä pohjaa tai suoraan pohjalla, esim. arinalla. Seinäkammio voi muodostaa syvennyk-25 sen prosessikammion sisään päin tai ulkoneman prosessi-kammiosta ulospäin.
Seinäkammio voidaan muodostaa samalla tavoin kuin aiemmin kuvattu pystysuora palautuskanava, jossa on kapea syöttö-30 kanava ja laajennettu alaosa, jossa on lämmönsiirtopintoja. Seinäkammion keräämien hiukkasten annetaan muodostaa seinä-:· kammion alaosaan lämmönsiirtopeti, joka on samanlainen kuin aiemmin kuvatussa palautuskanavassa oleva peti. Petissä tapahtuvaa lämmönsiirtoa säädetään samalla tavoin kuin 35 palautuskanavassa.
Suurilla kuormituksilla lämpöä voidaan pääasiallisesti 8 104215 ottaa talteen palautuskanavassa, kun taas matalilla kuormilla lämpöä voidaan pääasiallisesti ottaa talteen seinä-kammiossa, joka on liitetty prosessikammion sisäiseen kiertoon.
5 ·
Esillä olevan keksinnön erään erityisen suoritusmuodon mukaan lämmönsiirtovyöhykkeelle ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeelle voidaan järjestää tasaisesti lämmön-siirtopintoja. Kiintoainehiukkasten kuljetus vyöhykkeet ovat 10 keksinnön mukaan erittäin pieniä verrattuna lämmönsiirto-vyöhykkeisiin, jolloin myös kiintoainehiukkasten kuljetus-vyöhykkeiden yhdistetty lämmönsiirtopinta-ala on hyvin pieni verrattuna yhdistettyjen lämmönsiirtovyöhykkeiden yhdistettyyn lämmönsiirtopinta-alaan. Enimmillään vain noin 15 10 % kokonaislämmönsiirrosta voidaan saavuttaa kiinto ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä yhdistetyistä lämmön-siirtopinnoista. Noin 10 % kokonaislämmönsiirtopinta-alasta voidaan sijoittaa kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeil-le. Normaaliolosuhteissa kaikille vyöhykkeille voidaan 20 syöttää suunnilleen tasainen leijutuskaasun virta. Leiju-tuskaasu ylläpitää lämmönsiirtoa lämmönsiirtopinnoille koko lämmönsiirtokammion alueella. Lisäksi syötetty leijutuskaa-su saa aikaan pienillä kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä, joissa on poistoaukot, kiintoainehiukkasten virran 25 lämmönsiirtokammiosta viereiseen prosessikammioon. Lämmönsiirron vähentämiseksi, matalilla kuormilla tai käynnistyksessä, kaasuvirta voidaan minimoida kaikilla vyöhykkeillä, ts. lämmönsiirtovyöhykkeillä, paitsi kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä, joiden läpi kiintoaine 30 kiertää uudelleen prosessikammioon. Koska kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeet ovat hyvin pieniä lämmönsiirto-;· kammion muuhun osaan verrattuna, vain hyvin pieniä lämpö- määriä siirretään vyöhykkeillä. 1
Yksi esillä olevan keksinnön pääasiallisista eduista on mahdollisuus säätää lämmönsiirtoa erikseen lämmönsiirto-kammion läpi kulkevasta kiintoainevirtauksesta riippumatta, 9 104215 vaikka vain yksi yhdistetty lämmönsiirto- ja kierrätys-kammio on käytössä. Esillä oleva keksintö aikaansaa menetelmän, jonka mukaan lämmönsiirto voidaan jopa keskeyttää häiritsemättä saman kammion läpi kulkevaa kiintoainevir-5 tausta.
Lämmönsiirtoa voidaan säätää muuttamalla eri suutinten läpi syötettävän kaasun suhdetta, muuttamatta kammion läpi kulkevaa kiintoaineen kokonaisvirtausta. Kaasun kokonais-10 virtaus voidaan pitää vakiona. Lämmönsiirtoa voidaan lisätä lisäämällä kaasun virtausta lämmönsiirtopintojen alapuolelle tai niiden lähelle sijoitettujen suuttimien läpi ja vähentää lisäämällä kaasun virtausta kauemmas lämmönsiirto-pinnoista sijoitettujen suuttimien läpi.
15
Esillä oleva keksintö antaa myös mahdollisuuden kompaktin lämmönsiirtokammio- ja prosessikammiorakenteen muodostamiseen, joka on erityisen edullinen paineistetuissa sovellutuksissa.
20
Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin, esimerkkien avulla, viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 kuvio 1 on pystyleikkaus kiertomassatyyppisestä leijuker- 2 ' . rosreaktorista, jonka palautuskanavassa on lämmön 3 siirtokammio; 4 kuvio 2 on osittainen poikkileikkaus kuvion 1 palautus- 5 kanavan alaosasta linjalta AA; 6 kuvio 3 on pystyleikkaus leijukerrosreaktorin alaosasta, 7 jossa on prosessikammion sisällä lämmönsiirtokam- 8 ' ;· mio; ja 9 kuvio 4 on osittainen poikkileikkaus kuvion 3 lämmönsiir- 10 tokammiosta linjalta BB.
11
Kuviossa 1 esitetään kiertomassatyyppinen leijukerros( CFB) kattila 10, jossa on poltto- tai prosessikammio 12, jonka 10 104215 sisällä on nopea, hiukkasista koostuva leijupeti. Poltto-kammion 12 yläosaan on yhdistetty hiukkaserotin 14 poltto-kammiosta poistettavan, savukaasuista ja kiintoaineesta koostuvan seoksen mukana kulkeutuneiden hiukkasten erotta-5 miseksi. Pystysuora kanavan kaltainen palautuskanava 16 kierrättää erotettua kiintoainetta erottimesta 14 uudelleen polttokammion 12 alaosaan. Erottimen 14 yläosaan sijoitettuun kaasunpoistoaukkoon 20 on yhdistetty konvektio-osa 18.
10 Polttokammion seinät 22, 24 voivat olla membraaniseiniä, joista yksi seinä 24 on polttokammion 12 ja palautuskanavan 16 yhteinen.
Palautuskanavan 16 alaosalla 26 on laajempi vaakasuuntainen 15 poikkileikkaus kuin palautuskanavan yläosalla. Alaosaan 26 on sijoitettu ainakin osittain leijutetuista kiinto-ainehiukkasista koostuva peti 28. Petiin 28 on sijoitettu lämmönsiirtopintoja 30 lämmön talteenottamiseksi CFB-katti-lasysteemissä kierrätettävästä kiintoaineesta. Palautus-20 kanavan 16 alaosa 26 muodostaa näin ollen lämmönsiirtokam-mion 26. Lämpöä otetaan talteen myös lämmönsiirtopinnoilla 32, 34 konvektio-osalla 18.
Poistoaukkoja 36, jotka muodostavat kiintoaineen virtaus-25 lukon, joka estää kiintoaineiden painovoiman vaikutuksesta tapahtuvan hallitsemattoman virtauksen, on sijoitettu lämmönsiirtokammioon 26 yhteiseen seinään 24 kiinto-ainehiukkasten kierrättämiseksi petistä 28 polttokammioon 12. Poistoaukot 36 on sijoitettu siten, että ne avautuvat 30 petiin 28 sen yläpinnan 38 tason alapuolella. Petin korkeus poistoaukkojen 36 ja petin pinnan 38 välillä muodostaa kaasulukon, joka estää kaasua virtaamasta polttokammiosta 12 palautuskanavaan 16 poistoaukkojen 36 kautta. 1
Leijutuskaasua syötetään petiin 28 tuulikaapista 40 palautuskanavan 16 pohjassa sijaitsevan arinan 41 läpi petin leijuttamiseksi ainakin osittain. Siirtokaasua voidaan w 104215 lisäksi syöttää suuttimien 42 kautta, jotka on järjestetty siirto- tai leijutuskaasun syöttämistä varten, lämmönsiir-tokammion 26 sivuseinän 44 läpi. Leijutuskaasua ja/tai siirtokaasua käytetään lämmönsiirtokammion 26 kiintoaineen 5 ainakin osittaiseksi leijuttamiseksi. Leijutus- tai siirto-kaasua voidaan myös käyttää kiintoainehiukkasten sisäisen virtauksen ylläpitämiseksi petissä, esim. kiintoainehiukkasten kuljettamiseksi vaakatasossa petissä. Leijutus- tai siirtokaasua käytetään myös kiintoainehiukkasten siirtämi-10 seen poistoaukkoja 36 kohti ja niiden läpi.
Kuviossa 2 esitetään, että lämmönsiirtokammio 26 on jaettu ainakin kahteen lämmönsiirtovyöhykkeeseen 46, 46' ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeeseen 48, joka sijaitsee 15 lämmönsiirtovyöhykkeiden välissä. Lämmönsiirtovyöhykkeet 46, 46' muodostetaan sijoittamalla lämmönsiirtopintoja 30, 30' vyöhykkeiden sisään. Lämmönsiirtovyöhykkeet 46, 46' ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhyke 48 leijutetaan erikseen säädetyillä kaasuvirroilla 50, 50', 50'', jotka on 20 syötetty aukkojen 40, 40', 40'1 kautta. Kaasuvirtoja säädetään venttiileillä 50, 52', 52''. Kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeen 48 seinään 24 on sijoitettu kiintoainehiukkasten poistoaukkoja 36.
25 Lämmönsiirtoa voidaan säätää lämmönsiirtokammiossa 26, joka v on esitetty kuviossa 2, säätämällä eri vyöhykkeille, var sinkin lämmönsiirtovyöhykkeille 46 ja/tai 46', syötetyn leijutuskaasun virtaa. On esim. mahdollista vähentää lämmönsiirtoa vähentämällä joko molempia kaasuvirtoja 50, 50' 30 tai toista niistä, jolloin kiintoainehiukkasten leijutus lämmönsiirtopintojen 30 ja/30' ympärillä vähenee samoin kuin lämmönsiirto vyöhykkeillä 46 ja/tai 46'.
Lämmönsiirron säätö ei vaikuta lämmönsiirtokammion 26 läpi 35 kulkevaan kiintoaineen virtaukseen lämmönsiirtokammiosta polttokammioon 12 niin kauan kuin leijutuskaasua syötetään kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeelle 48.
104215
Kiintoainetta voidaan syöttää lämmönsiirtokammioon 2 6 tasaisesti tai epätasaisesti palautuskanavan 16 koko leveydeltä, esim. sivuseinän 24 koko leveydeltä. Kiintoaine-hiukkasten sisääntulokohdalla ei ole suurta merkitystä, 5 koska kiintoainehiukkaset voivat virrata vapaasti kaikkiin suuntiin kammiossa. Sisääntulokohta voi olla lämmönsiirto-vyöhykkeen 46, 46' yläpuolella tai kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeen 48 yläpuolella. Lämmönsiirtokammioon 26 syötetty kiintoaine voi siten virrata eri kohdista pois-10 toaukkoja 36 kohti ja polttokammioon 12, vaikka lämmönsiirto vähenee vähentämällä leijutusta lämmönsiirto-vyöhykkeillä 46, 46'. Mikäli halutaan, poistoaukkojen 36 kautta tapahtuva kiintoainevirtaus erityisellä kuljetus-vyöhykkeellä 48 voidaan estää vähentämällä kaasunvirtausta 15 aukkojen 41’' läpi tälle nimenomaiselle kuljetusvyöhyk-keelle.
Esillä olevan keksinnön mukainen lämmönsiirtokammio 26 päästää kiintoaineen virtaamaan vapaasti eri vyöhykkeiden 20 46, 46', 48 läpi, koska väliseiniä ei käytetä ko. virtauk sen estämiseksi. Leijutus- tai siirtokaasuvirtoja voidaan käyttää kiintoainehiukkasten ohjaamiseen tai siirtämiseen eri vyöhykkeillä ja niiden välillä. Kiintoainehiukkasia voi virrata vapaasti vyöhykkeeltä, jossa petin pinnantaso on 25 korkeampi kuin viereisellä vyöhykkeellä, tähän alempaan, viereiseen vyöhykkeeseen melkein ilman leijutus- tai siir-tokaasun apua.
Kuviossa 3 esitetään leijukerrosreaktorin alempi osa, jossa 30 on seinäkammio 54, joka kerää kiintoainehiukkasia poltto-kammion 12 leijupetin sisäisestä kierrosta ja ottaa lämpöä talteen kerätystä materiaalista.
Seinäkammion 54 yläosassa on sisääntulokanava 56 ja ala-35 osassa lämmönsiirtokammio 58, johon on järjestetty läm-mönsiirtopintoja 30. Seinäkammio 54 voi ulottua osalle polttokammion 12 sivuseinää 221 tai olla koko sivuseinän 13 104215 22' mittainen. Väliseinä 60 erottaa seinäkammion poltto-kammiosta.
Lämmönsiirtokammion yläosaan on järjestetty ylijuoksuaukko 5 62, josta kiintoainehiukkaset pääsevät virtaamaan ylivir-tauksena polttokammioon 12. Petin pinnan 38 tason alapuolelle voidaan haluttaessa järjestää lisää poistoaukkoja ja kiintoaineen virtauslukko.
10 Kuviossa 4 esitetään osittainen poikkileikkaus lämmönsiir-tokammiosta 54 linjalta BB. Lämmönsiirtokammio on jaettu kahteen lämmönsiirtovyöhykkeeseen 46, 46' ja yhteen kiinto-ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeeseen 48 näiden välillä. Lämmönsiirtovyöhykkeille 46, 46' on sijoitettu lämmönsiir-15 topinnat 30, 30'.
Kolme ylijuoksuaukkoa 62, 62', 62'1, joista aukko 62'1 on kahta muuta korkeammalla tasolla, sijaitsevat siten, että kunkin erillisen vyöhykkeen 46, 46' yläpuolella on yksi 20 ylijuoksuaukko. Erikseen säädetyt leijutuskaasuvirrat 50, 50', 50'' syötetään erillisten tuulikaappien 66, 66·, 66'' kautta.
Lämmönsiirtokammiossa tapahtuvaa lämmönsiirtoa voidaan 25 vähentää vähentämällä kaasunvirtauksia 50 ja 50', jolloin : kiintoainehiukkasten leijutus lämmönsiirtopintojen ympä rillä vähenee samoin kuin lämmönsiirto. Lämmönsiirtokammi-oon syötetyt kiintoainehiukkaset voivat kuitenkin jatkaa virtausta ylijuoksuaukkojen 62, 62' läpi. Jos petin pinta 30 lämmönsiirtokammiossa nousee, kiintoainehiukkasia voidaan poistaa ylivirtauksena aukosta 62''.
Joissakin erikoistilanteissa voi olla välttämätöntä pysäyttää leijutus kokonaan lämmönsiirtokammion pohjaosassa, 35 ja tällöin kiintoainehiukkasia voidaan vielä kierrättää polttokammioon ylijuoksuna, leijutus- tai siirtokaasun avulla, jota syötetään suuttimien 51 kautta (ks. kuvio 3), 14 104215 jotka on sijoitettu kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkei-den ja lämmönsiirtovyöhykkeiden yläpuolelle. Näin ollen kiintoainehiukkasten siirto-osa on sijoitettu pystysuoraan lämmönsiirtovyöhykkeen 46, 46' yläpuolelle.
5
Vaikka keksintöä on kuvattu nykyään käytännöllisimpinä ja edullisimpina pidettyjen keksinnön suoritusmuotojen yhteydessä, on selvää, että keksintöä ei ole tarkoitus rajata esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan päinvastoin, tarkoitus 10 on kattaa oheisten patenttivaatimusten suojapiiriin kuuluvien ratkaisujen eri muunnelmat ja vastaavat ratkaisut.

Claims (17)

1. Menetelmä lämmön talteenottamiseksi kiintoainehiukka-sista leijukerrosreaktorissa, joka käsittää prosessikam-5 mion, jonka sisällä on kiintoainehiukkasista koostuva leijupeti, ja joka leijukerrosreaktori hyödyntää lämmön-siirtokammiota, joka on liitetty prosessikammioon, jonka sisällä on kiintoainehiukkasista koostuva leijupeti, jossa on lämmönsiirtopintoja, joka menetelmä käsittää vaiheet 10 - syötetään jatkuvasti kuumia kiintoainehiukkasia proses-sikammiosta kiintoainehiukkasista koostuvaan leijupetiin lämmöns i irtokammioon, - syötetään kaasua lämmönsiirtokammioon kiintoainehiukkas-ten virtauksen säätämiseksi lämmönsiirtokammiossa, 15. otetaan lämpöä talteen lämmönsiirtokammioon sijoitetuilla lämmönsiirtopinnoilla, - järjestetään lämmönsiirtokammioon, kiintoainehiukkasista koostuvaan leijupetiin ainakin yksi lämmönsiirtovyöhyke ja ainakin yksi kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhyke olennai- 20 sesti samalle vaakatasolle, - säädetään lämmönsiirtoa lämmönsiirtovyöhykkeellä syöttämällä erikseen säädetty kaasuvirta lämmönsiirtovyöhykkeelle ja säädetään kiintoainehiukkasten kierrätystä syöttämällä erikseen säädetty kaasuvirta kiintoainehiukkasten kuljetus- 25 vyöhykkeelle, ja : - kierrätetään kiintoainehiukkasia jatkuvasti poistoelimil- lä kiintoainehiukkasista koostuvan leijupetin hiukkasten kuljetusvyöhykkeeltä lämmönsiirtokammiosta prosessikammioon, 30 tunnettu siitä, että - prosessikammiosta lämmönsiirtokammioon syötettäviä kiintoainehiukkasia syötetään jatkuvasti lämmönsiirtokammiossa olevan kiintoainehiukkasista koostuvan leijupetin yläpinnalle, ja 35. sallitaan vapaa kiintoainehiukkasten virtaus ainakin yhden lämmönsiirtovyöhykkeen ja ainakin yhden kuljetus-vyöhykkeen välillä, sillä että lämmönsiirtovyöhykettä ei 16 104215 ole erotettu kuljetusvyöhykkeestä väliseinällä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään erikseen säädettyä leijutuskaasua 5 lämmönsiirto- ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeille kiintoainehiukkasten sisäisen virtauksen säätämiseksi niiden välillä.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että syötetään kiertomassatyyppisen leijukerros- reaktorin palautuskanavaan järjestetyssä lämmönsiirtokam-miossa erikseen säädettyjä kaasuvirtoja lämmönsiirto- ja hiukkastenkuljetusvyöhykkeille kiintoainehiukkasten kulun säätämiseksi lämmönsiirtokammion yhden tai useamman syöt-15 töaukon ja yhden tai useamman poistoaukon välissä.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään prosessikammioon sijoitetussa läm-mönsiirtokammiossa erikseen säädettyjä kaasuvirtoja läm- 20 mönsiirtovyöhykkeille ja kiintoainehiukkasten kuljetus-vyöhykkeille, kiintoainehiukkasten kulun säätämiseksi lämmönsiirtokammion yhden tai useamman syöttöaukon ja yhden tai useamman poistoaukon välillä.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään erikseen säädettyä leijutuskaasua lämmönsiirtovyöhykkeille ja kiintoainehiukkasten kuljetus-vyöhykkeille kiintoainehiukkasten sisäisen vaakatasoisen virtauksen säätämiseksi lämmönsiirtovyöhykkeillä ja hiuk-30 kastenkuljetusvyöhykkeillä, jotka lämmönsiirtovyöhykkeet on erotettu toisistaan kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkei-den avulla ja sijoitettu olennaisesti samalle vaakatasolle kuin kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeet. 1
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään leijutuskaasua lämmönsiirtovyöhykkeille lämmönsiirtokammiossa ja säädetään lämmönsiirtoa 17 104215 säätämällä leijutuskaasun virtausta.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään kuljetuskaasuvirtoja kiintoaineiden 5 kuljetusvyöhykkeille lämmönsiirtokammiossa ja säädetään lämmönsiirtoa säätämällä kuljetuskaasuvirtoja.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiintoaineita poistetaan lämmönsiirtokammiosta 10 ylivirtauksena.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiintoaineita poistetaan lämmönsiirtokammiosta leijukerroksen pinnantason alapuolelle sijoitetuista au- 15 koista, jotka edullisesti muodostavat kiintoaineen virtaus-lukon .
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumia kiintoainehiukkasia prosessikammiosta 20 syötetään olennaisesti lämmönsiirtokammion koko vaakasuoran poikkileikkauksen yli. 1 2 Laite lämmön talteenottamiseksi kiintoainehiukkasista leijukerrosreaktorissa, joka käsittää prosessikammion (12) , 25 jonka sisällä on kiintoainehiukkasista koostuva leijuker-ros, joka laite käsittää - lämmönsiirtokammion (26, 58), joka on liitetty prosessi-kammioon (12) ja jonka sisällä on kiintoainehiukkasista koostuva leijukerros (28), 30. lämmönsiirtopintoja (30, 30'), jotka on sijoitettu läm- mönsiirtokammioon (26, 58), 2 - syöttöelimet (16, 56) kuumien kiintoainehiukkasten syöttämiseksi jatkuvana virtana prosessikammiosta (12) lämmön-siirtokammioon (26, 58), 35. poistoelimet (36, 62, 62', 62'') kiintoainehiukkasten kierrättämiseksi jatkuvasti lämmönsiirtokammiosta (26, 58) prosessikammioon (12), 18 104215 - suutinlaitteet (40, 40', 40'', 41, 41', 41'', 42, 50, 50', 50'', 51, 66, 66', 661') kaasun syöttämiseksi lämmön-siirtokammioon (26, 58), - ainakin yhden lämmönsiirtovyöhykkeen (46, 46') ja ainakin 5 yhden kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeen (48) olennaisesti samalla horisontaali tasolla toistensa kanssa kiinto-ainehiukkasista koostuvassa leijupetissä (28) lämmönsiirto-kammiossa (26, 58) ja - elimet lämmönsiirron säätämiseksi lämmönsiirtokammiossa, 10 jotka elimet käsittävät erikseen säädetyt elimet (52, 52', 52'') kaasuvirtojen syöttämiseksi lämmönsiirtovyöhykkeelle (46, 46') ja kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeelle (48) kiintoainehiukkasista koostuvaan leijukerrokseen, tunnettu siitä, että 15. syöttöelimet (16, 56) kuumien kiintoainehiukkasten syöttämiseksi jatkuvana virtana on järjestetty lämmönsiirtokam-mion (26, 58) yläpuolelle siten, että kuumat kiinto- ainehiukkaset virtaavat kammiossa kiintoainehiukkasista muodostetun leijupetin (28) yläpinnalle, ja että 20 - mainittu ainakin yksi lämmönsiirtovyöhyke (46, 46') ja mainittu ainakin yksi kuljetusvyöhyke (48) on järjestetty siten, että ne sallivat välillään vapaan kiintoainehiukkasten virtauksen, sillä että lämmönsiirto- ja kuljetusvyöhykkeitä (46, 46', 48) ei ole erotettu toisistaan millään vä-25 liseinällä. *
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi tai useampia lämmönsiirtovyöhykkeitä (46, 46') on sijoitettu samalle vaakatasolle lämmönsiirtokammioon 30 (26, 58) ja että lämmönsiirtovyöhykkeet (46, 46') on ero tettu toisistaan kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä (48). 1 Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, 35 että poistoelimet (36, 62, 62', 62'') käsittävät aukot kiintoainehiukkasten poistamiseksi yläjuoksuna. 19 104215
14. Patenttivaatimuksen li mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoelimet (36, 62, 62', 62'1) käsittävät useita kapeita, vaakatasoisia, rakomaisia aukkoja, jotka sijaitsevat lämmönsiirtokammiossa (26, 58) leijukerroksen pinnan- 5 tason (38) alapuolella ja muodostavat kiintoaineen virtaus-lukon lämmönsiirtokammiossa (26, 58) .
15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiertomassatyyppisessä leijukerrosreaktorissa sijaitio seva lämmönsiirtokammio (26, 58) on sijoitettu palautus- kanavan (16) pohjaosaan (26).
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautuskanava (16, 56) on muodostettu kahden olennai- 15 sesti tasaisen putkiseinän väliin, jotka putkiseinät ovat yhdensuuntaisia prosessikammion (12) seinän kanssa ja että palautuskanavassa (16, 56) on olennaisesti suorakulmainen rakomainen poistoaukko, joka muodostaa lämmönsiirtokammion (26, 58) syöttöaukon.
17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämmönsiirtokammio (58) on sijoitettu polttokammion (12) sisään.
18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, • että lämmönsiirtopintoja (30, 30', 30'·) on sijoitettu tasaisesti lämmönsiirtovyöhykkeille (46, 46') ja kiinto- ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeille (48) ja että kiinto-ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeet (48) ovat olennaisesti 30 pienemmät kuin lämmönsiirtovyöhykkeet (46, 46'), jolloin yhdistetty lämmönsiirtopinta-ala yhdistetyillä lämmönsiir- r · tovyöhykkeillä (46, 46') on olennaisesti suurempi kuin yhdistetty lämmönsiirtopinta-ala yhdistetyillä kiinto-ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä (48). 1 35 Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdistetty lämmönsiirtopinta-ala kiintoainehiukkasten 20 104215 Iculjetusvyöhykkeillä (48) on hyvin pieni verrattuna yhdistettyyn lämmönsiirtopinta-alaan lämmönsiirtovyöhykkeillä (46, 46').
20. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lämmönsiirtokammioon (26, 58) kuuluu lämmönsiirto- pintoja (30, 30', 30''), jotka on sijoitettu tasaisesti sekä lämmönsiirtovyöhykkeille (46, 46') että kiinto- ainehiukkasten kuljetusvyöhykkeille (48) ja että yhdistetyt 10 lämmönsiirtovyöhykkeet (46, 46') ovat olennaisesti pienempiä kuin yhdistetyt kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeet (48) , siten että yhdistetty lämmönsiirto kiintoainehiukkasten kuljetusvyöhykkeillä (48) on < 10 % yhdistetystä lämmönsiirrosta lämmönsiirtovyöhykkeillä (46, 46'). 2l 104215
FI952156A 1992-11-10 1995-05-05 Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa FI104215B (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI952156A FI104215B (fi) 1992-11-10 1995-05-05 Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97339692 1992-11-10
US07/973,396 US5341766A (en) 1992-11-10 1992-11-10 Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
US08/041,571 US5332553A (en) 1993-04-05 1993-04-05 Method for circulating solid material in a fluidized bed reactor
US4157193 1993-04-05
US6627793 1993-05-26
US08/066,277 US5540894A (en) 1993-05-26 1993-05-26 Method and apparatus for processing bed material in fluidized bed reactors
US08/131,852 US5406914A (en) 1992-11-10 1993-10-05 Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
US13185293 1993-10-05
PCT/FI1993/000467 WO1994011672A1 (en) 1992-11-10 1993-11-09 Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor
FI9300467 1993-11-09
FI952156A FI104215B (fi) 1992-11-10 1995-05-05 Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa
FI952156 1995-05-05

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI952156A0 FI952156A0 (fi) 1995-05-05
FI952156A FI952156A (fi) 1995-07-06
FI104215B1 FI104215B1 (fi) 1999-11-30
FI104215B true FI104215B (fi) 1999-11-30

Family

ID=27488734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI952156A FI104215B (fi) 1992-11-10 1995-05-05 Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5406914A (fi)
EP (1) EP0682761B1 (fi)
JP (1) JP3084064B2 (fi)
KR (1) KR100338694B1 (fi)
CN (1) CN1042499C (fi)
AT (1) ATE163218T1 (fi)
CA (1) CA2149047C (fi)
DE (1) DE69317002T2 (fi)
DK (1) DK0682761T3 (fi)
ES (1) ES2114074T3 (fi)
FI (1) FI104215B (fi)
PL (1) PL176693B1 (fi)
WO (1) WO1994011672A1 (fi)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5570645A (en) * 1995-02-06 1996-11-05 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed system and method of operating same utilizing an external heat exchanger
FI102316B (fi) * 1996-06-05 1998-11-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite kiintoainesuspensioiden haitallisten komponenttien lämmönsiirtopinnoille aiheuttaman korroosion vähentämiseksi
FR2803020B1 (fr) * 1999-12-22 2002-04-12 Abb Alstom Power Comb Procede pour reduire les emissions d'oxydes d'azote dans une installation de combustion en lit fluidise circulant
US8117974B2 (en) * 2007-08-03 2012-02-21 The Mcburney Corporation Biomass energy recovery apparatus
DK2181288T3 (da) * 2007-08-03 2012-02-27 Europ Sugar Holdings S A R L Forbedret fremgangsmåde til effektiv energigenvinding fra biomasse
US9163829B2 (en) * 2007-12-12 2015-10-20 Alstom Technology Ltd Moving bed heat exchanger for circulating fluidized bed boiler
US7806090B2 (en) * 2008-01-28 2010-10-05 Mcburney Sr John Curtis Boiler apparatus for combusting processed agriculture residues (PAR) and method
US8434430B2 (en) * 2009-09-30 2013-05-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. In-bed solids control valve
FI123548B (fi) 2010-02-26 2013-06-28 Foster Wheeler Energia Oy Leijupetireaktorijärjestely
US9759483B1 (en) * 2011-08-24 2017-09-12 Arizona Board Of Regents Acting For And On Behalf Of Northern Arizona University Biomass drying system
US9651265B2 (en) * 2012-09-13 2017-05-16 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Oven appliance with dual opening and closing doors
US8968669B2 (en) 2013-05-06 2015-03-03 Llang-Yuh Chen Multi-stage system for producing a material of a battery cell
JP6695163B2 (ja) * 2016-02-17 2020-05-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 微粉燃料供給装置及び方法、ガス化複合発電設備
US10907757B2 (en) * 2017-07-11 2021-02-02 General Electric Technology Gmbh System and method for connecting duct components in a boiler
US11331637B2 (en) 2018-08-24 2022-05-17 Sumitomo SHI FW Energia Oy Arrangement for and a method of controlling flow of solid particles and a fluidized bed reactor
US11376559B2 (en) 2019-06-28 2022-07-05 eJoule, Inc. Processing system and method for producing a particulate material
US11121354B2 (en) 2019-06-28 2021-09-14 eJoule, Inc. System with power jet modules and method thereof
US11673112B2 (en) 2020-06-28 2023-06-13 eJoule, Inc. System and process with assisted gas flow inside a reaction chamber
US12011163B2 (en) 2021-01-22 2024-06-18 Cilag Gmbh International Prediction of tissue irregularities based on biomarker monitoring
US11694533B2 (en) * 2021-01-22 2023-07-04 Cilag Gmbh International Predictive based system adjustments based on biomarker trending
US12100496B2 (en) 2021-01-22 2024-09-24 Cilag Gmbh International Patient biomarker monitoring with outcomes to monitor overall healthcare delivery
US11983498B2 (en) * 2021-03-18 2024-05-14 Augmented Intelligence Technologies, Inc. System and methods for language processing of document sequences using a neural network
CN116182181B (zh) * 2023-03-08 2023-08-25 泰山集团股份有限公司 一种循环流化床锅炉用物料分离器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457289A (en) * 1982-04-20 1984-07-03 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
US4594967A (en) * 1985-03-11 1986-06-17 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating solids fluidized bed reactor and method of operating same
SE457661B (sv) * 1986-06-12 1989-01-16 Lars Axel Chambert Saett och reaktor foer foerbraenning i fluidiserad baedd
SE455726B (sv) * 1986-12-11 1988-08-01 Goetaverken Energy Ab Forfarande vid reglering av kyleffekten i partikelkylare samt partikelkylare for pannor med cirkulerande fluidiserad bedd
DK120288D0 (da) * 1988-03-04 1988-03-04 Aalborg Boilers Fluidbed forbraendigsreaktor samt fremgangsmaade til drift af en fluidbed forbraendingsreaktor
DK633488D0 (da) * 1988-11-11 1988-11-11 Risoe Forskningscenter Reaktor
FR2661113B1 (fr) * 1990-04-20 1993-02-19 Stein Industrie Dispositif de realisation d'une reaction entre un gaz et un materiau solide divise dans une enceinte.
US5069171A (en) * 1990-06-12 1991-12-03 Foster Wheeler Agency Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with a transverse outlet chamber
US5054436A (en) * 1990-06-12 1991-10-08 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and process for operating same
US5040492A (en) * 1991-01-14 1991-08-20 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a recycle heat exchanger with a non-mechanical solids control system
US5140950A (en) * 1991-05-15 1992-08-25 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with recycle rate control and backflow sealing

Also Published As

Publication number Publication date
PL308954A1 (en) 1995-09-04
ATE163218T1 (de) 1998-02-15
WO1994011672A1 (en) 1994-05-26
CN1088477A (zh) 1994-06-29
JP3084064B2 (ja) 2000-09-04
ES2114074T3 (es) 1998-05-16
DE69317002D1 (de) 1998-03-19
FI104215B1 (fi) 1999-11-30
EP0682761A1 (en) 1995-11-22
PL176693B1 (pl) 1999-07-30
FI952156A0 (fi) 1995-05-05
US5406914A (en) 1995-04-18
DE69317002T2 (de) 1998-08-13
EP0682761B1 (en) 1998-02-11
FI952156A (fi) 1995-07-06
CA2149047A1 (en) 1994-05-26
CA2149047C (en) 2000-01-11
JPH08503291A (ja) 1996-04-09
KR100338694B1 (ko) 2002-10-18
DK0682761T3 (da) 1998-09-23
CN1042499C (zh) 1999-03-17
KR950704644A (ko) 1995-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104215B (fi) Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa
FI104213B (fi) Menetelmä ja laite kiertomassaperiaatteella toimivan leijukerrossysteemin käyttämiseksi
FI119917B (fi) Kiertoleijureaktori ja menetelmä sen käyttämiseksi
FI110205B (fi) Menetelmä ja laite leijupetilämmönsiirtimessä
KR100828108B1 (ko) 내부에 제어가능한 열교환기를 갖춘 순환유동상 보일러
CN1041016C (zh) 流化床反应器系统
KR101485477B1 (ko) 고온의 고형물 유동을 위한 두 개의 외부 열 교환기를 갖는 순환 유동층 보일러
RU2122681C1 (ru) Реакторное устройство с псевдоожиженным слоем и способ его осуществления
EP0698765B1 (en) Fluidized bed combustion system and method, having a multi compartment variable duty recycle heat exchanger
FI92249C (fi) Leijukerrosjäähdytin, leijukerrospolttoreaktori ja menetelmä tällaisen reaktorin käyttämiseksi
JPH05133505A (ja) 再循環率制御および逆流封止を持つ一体的再循環熱交換器を有する流動床燃焼装置および方法
FI104214B (fi) Menetelmä ja laite kiertomassatyyppisen leijukerrosreaktorisysteemin käyttämiseksi
FI91220B (fi) Menetelmä ja laite kaasulukon toteuttamiseksi palautusputkessa ja/tai kiertomateriaalin virtauksen säätämiseksi kiertoleijureaktorissa
JPH07301401A (ja) 一体的再循環熱交換器を備える加圧流動床燃焼装置及びその操作方法
EP0801592B1 (en) Fluidized bed assembly with flow equalization
EP1442253B1 (en) A circulating fluidized bed reactor device
KR102605385B1 (ko) 루프시일 열 교환기를 갖춘 순환식 유동층 보일러
US5772969A (en) Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor
EP2884163B1 (en) Fluidized bed apparatus with a fluidized bed heat exchanger
FI102855B (fi) Menetelmä ja laitteisto kiintoainehiukkasten siirtämiseksi kammiosta t oiseen
FI119974B (fi) Leijukerrosreaktorijärjestelmä ja menetelmä sen valmistamiseksi
FI85416C (fi) Foerfarande och anordning foer reglering av funktionen hos en virvelbaeddsreaktor med cirkulerande baedd.

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY

MA Patent expired