FI107641B - Method and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed - Google Patents
Method and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed Download PDFInfo
- Publication number
- FI107641B FI107641B FI931845A FI931845A FI107641B FI 107641 B FI107641 B FI 107641B FI 931845 A FI931845 A FI 931845A FI 931845 A FI931845 A FI 931845A FI 107641 B FI107641 B FI 107641B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cooling
- solids
- fluidized bed
- fluidized
- fasta
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01J8/36—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 through which there is an essentially horizontal flow of particles
-
- 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
- B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
107641107641
Menetelmä ja laite kuumien kiintoaineiden jäähdyttämiseksi leijupedissä Tekniikan alaMethod and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed Technical field
Keksinnön kohteena on menetelmä kuumien, raemaisten kiintoai-5 neiden jäähdyttämiseksi 2 - 50:n baarin paineessa leijupedissä, joka sijaitsee jäähdytyskammiossa, jossa on kiintoaineen tulokohta ja kiintoaineen poisto-kohta, ja jolloin kiintoaineet liikkuvat pääsääntöisesti vertikaalisessa suunnassa kiintoaineen tulokohdasta leijupedin toisesta päästä leijupedin läpi kiintoaineen poistokohtaan leijupedin vastakkaiseen päähän ja leijukaasua johdetaan 10 leijupedin ala-alueelle ja lämpö johdetaan pois epäsuorasti jäähdytyslaitteiston välityksellä, jonka läpi virtaa jäähdytysneste, ja joka ulottuu vähintään leijupedin puolen korkeuden yläpuolelle, sekä laite tätä varten. Jäähdytyslaite voi olla leijupedissä ja/tai sen yläpuolella.The present invention relates to a method for cooling hot granular solids at a pressure of 2 to 50 bar in a fluidized bed located in a cooling chamber having a solid inlet and a solid outlet, wherein the solids generally move vertically from the solid to the fluid outlet at the opposite end of the fluidized bed and the fluidizing gas of the fluidized bed 10 is passed in the lower region, and heat is removed indirectly through the cooling apparatus through which flows a cooling liquid, which extends at least over half the height of the fluidized bed, and a device for this purpose. The cooling device may be in and / or above the fluidized bed.
Tämän tyyppinen menetelmä ja laite, joka soveltuu myöskin korke-15 ämmässä paineessa tapahtuvaan työskentelyyn, tunnetaan EP-julkaisusta 0 407 730. Keksinnön tavoitteena on parantaa menetelmää ja laitetta siten, että rakennus- ja käyttökustannukset vähenevät olennaisesti. Tällöin pyritään erityisesti kiintoaineen intensiiviseen jäähdytykseen ja leijukaasun pienempään tarpeeseen.A method and apparatus of this type, also suitable for working under high pressure, is known from EP 0 407 730. The object of the invention is to improve the method and apparatus so that construction and operating costs are substantially reduced. In this case, intensive cooling of the solid and a reduced need for fluidized gas are particularly sought.
20 Tavoite saavutetaan alussa mainitun menetelmän kohdalla keksin nön mukaisesti siten, että leijupedin kylvyn korkeus on 2 - 20 m ja kylvyn kor-: keuden suhde keskimääräiseen kylvyn leveyteen on 2:1 - 10:1, että jäähdy- tysneste virtaa myötäsuunnassa tai vastasuunnassa kiintoaineen liikkeen :.0 suhteen kiintoaineen tulokohdasta kiintoaineen poistokohtaan, ja että kiintoai- ♦:*·: 25 neiden lämpötilaero leijupedin ala- ja yläalueen välillä on vähintään 80 °C.According to the invention, the object is achieved by the method mentioned above with a bath height of 2 to 20 m and a ratio of bath height to average bath width of 2: 1 to 10: 1 so that the coolant flows in a downstream or opposite direction of solid movement. : .0 relative to the solids inlet to the solids outlet, and that the solids ♦: * ·: 25 have a temperature difference of at least 80 ° C between the lower and upper area of the fluidized bed.
·*·’: Tällöin sijaitsee paineen alaisena toimiva leijukerros korkeassa, kapeassa • · jäähdytyskammiossa, mikä hyvän tilanhyödyntämisen myötä johtaa alhaiseen leijukaasun tarpeeseen. Kiintoaineen pakkosyötön avulla tulokohdasta leijupe- ^ din läpi poistokohtaan muodostuu leijupedin lämmönjohtamiselle suotuisten ]..* 30 olosuhteiden ansiosta selvä lämpötilaprofiili. Leijutustila on sama kuin kiinteäs- • · ' ···* sä leijupedissä.· * · ': This places a fluid bed under pressure in a high, narrow • • cooling chamber, which, with good space utilization, results in a low need for fluidized gas. By forced feeding of the solids, a clear temperature profile is obtained from the inlet through the fluidized bed to the outlet, due to the favorable conduction conditions of the fluidized bed. The fluidization state is the same as in the fixed fluid bed.
: Leijupedin jäähdyttimiä, jotka toimivat ilmakehän olosuhteissa tai alle 2:n baarin paineissa, voidaan käyttää vain alhaisilla kylvyn korkeuksilla ··· häiritsevistä puhallusyhtymistä johtuen. Keksinnön menetelmällä, jossa työs-35 kennellään 2 - 50:n baarin paineella ja ensisijassa vähintään 5 baarin paineella, on kylvyn korkeus vähintään vähintään 3 m. Näin saadaan kiinteä lei- '107641 2 jupeti sijoitetuksi mahdollisimman pienelle pohjapinnalle ja leijukaasun tarve saadaan pysymään alhaisena.: Fluid bed coolers operating at atmospheric conditions or pressures of less than 2 bar can only be used at low bath heights ··· due to annoying blowing arrangements. The method of the invention, wherein the working 35 is operated at a pressure of 2 to 50 bar and preferably at least 5 bar, has a bath height of at least 3 m. This provides a fixed float 107641 2 jet on the lowest possible surface and minimizes the need for fluidized gas.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä on kylvyn korkeuden suhde keskimääräiseen kylvyn leveyteen 2:1 -10:1 ja ensisijassa vähintään 3:1. Kyl-5 vyn keskimääräinen leveys määräytyy suurimman ja pienimmän kylvyn leveyden keskiarvosta, mitattuna horisontaalisessa, leijupedin läpi asetetussa tasossa, mikäli poikkileikkaus ei ole pyöreänmuotoinen. Mikäli kylvyn poikkileikkaus muuttuu kylvyn korkeuden matkalla, niin silloin määräytyy keskimääräinen kylvyn leveys eri kylvyn poikkileikkausten kulloistenkin leikkausten keski-10 arvojen mukaan, jotka ovat tasaisin, esim. 50 cm välein leijupedin eri korkeuksilla.In the method according to the invention, the ratio of bath height to average bath width is 2: 1 to 10: 1 and preferably at least 3: 1. The average width of the Kyl-5 bath is determined by the average of the largest and smallest bath widths measured in a horizontal plane through the fluidized bed, if the cross-section is not circular. If the bath cross-section changes along the bath height, then the average bath width is determined by the average values of the respective bath cross-sections, which are even, e.g., at 50 cm intervals at different fluid bed heights.
Leijupedissä liikkuvat jäähdytettävät kiintoaineet, kiintoaineen tulo-kohdasta ja kiintoaineen lähtökohdasta riippuen, pakonomaisesti ylös- ja alaspäin. Tällöin ei ole odotettavissa kiintoaineiden intensiivistä sekoittumista verti-15 kaalisessa suunnassa, jolloin kylvyn korkeudelle syntyy kiintoaineen lämpöti-laprofiili. Siksi voidaan jäähdytyslaitteiston putkistoissa ylös- ja alaspäin virtaa-van jäähdytysnesteen avulla säätää johdonmukainen vastavirta tai myös johdonmukainen myötävirta jäähdytysnesteen ja kiintoaineiden välille. Tämä johtaa erityisesti vastavirtaohjauksessa suureen lämmönsiirtymään kiintoaineista 20 jäähdytysnesteeseen. Myötävirtaohjauksella on etuja silloin, kun kiintoaine on jäähdytettävä välittömästi leijupedin tulon jälkeen tai jos ylöspäin suunnatun • · : kiintoainevirran kohdalla on jäähdytysnesteen höyrystyttävä.The solids moving in the fluidized bed are forced up and down, depending on the solid inlet and the starting point of the solid. In this case, intense mixing of solids in the vertical direction is not expected, resulting in a solids temperature-lap profile at bath height. Therefore, a consistent upstream flow, or also a consistent downstream flow between the coolant and solids, can be controlled by the upstream and downstream coolant in the cooling system piping. This results in high heat transfer from solids to coolant 20, particularly in countercurrent control. Co-current control has advantages when the solid has to be cooled immediately after entering the fluidized bed, or if the upstream • ·: solid has a vaporizable coolant.
Jäähdytysnesteen kohdalla voi olla kyse nesteestä tai myös kaa- • · sumaisesta tai höyrymäisestä juoksevasta aineesta. Käytettäviä, tunnettuja *♦**: 25 jäähdytysnesteitä ovat mm. vesi, öljyt tai suolasulatteet, lisäksi tulevat kysy- mykseen lämmön kuljettajina esim. vesihöyry tai erilaiset kaasut (esim. typpi).The coolant may be a liquid or a gaseous or vaporous liquid. The known, well-known * ♦ **: 25 coolants include: water, oils, or salt melts, in addition, as heat transporters, for example, water vapor or various gases (e.g., nitrogen).
Kuumat kiintoaineet saatetaan noin 300- 1 200 °C lämpötilaan ja • normaalisti ovat nämä arvot alueella 400 -1 000 °C. Myöskin on mahdollista nostaa keksinnön mukaisesti rakennetussa leijupedissä kiintoaineiden lämpö- • · ..... 30 tilaeroa leijupedin ylä-ja alaosan välillä 150 °C:lla ja vieläkin enemmän.The hot solids are brought to a temperature of about 300-1200 ° C and • normally these values are in the range of 400-1000 ° C. Also, in a fluidized bed constructed in accordance with the invention, it is possible to increase the temperature difference of the solids between the upper and lower parts of the fluidized bed by 150 ° C and even more.
Keksinnön mukaisesti rakennetussa korkeassa leijupedissä, jossa on pieni poikkipinta, on leijukaasun tarve suhteellisen pieni. Yhtä leijupetitila-vuus-m3 kohden ja yhtä tuntia kohden selvitään 300 - 7 500 Nm3:llä leijukaa-sua.In a high fluidized bed with a small cross-section constructed in accordance with the invention, the need for a fluidized gas is relatively small. 300 to 7,500 Nm 3 of fluidized bed is discharged per m3 of fluidized bed volume and per hour.
··· 35 Keksinnön eräs kehitelmä perustuu siihen, että kuumat kiintoaineet esijäähdytetään aluksi eteenkytketyssä toisessa jäähdytyskammiossa olevas- 3 107641 sa eteenkytketyssä leijupedissä. Myös toisessa jäähdytyskammiossa liikkuvat kiintoaineet toisen jäähdytyskammion päässä olevasta kiintoaineen tulokohdasta etupäässä vertikaalisessa suunnassa eteenkytketyn leijupedin läpi toisen jäähdytyskammion vastakkaisessa päässä olevaan kiintoaineen poisto-5 kohtaan. Eteenkytketyssä pyörrekammiossa vallitsee suunnilleen sama paine kuin perässä seuraavassa leijupedissä. Myöskin eteenkytketyssä leijupedissä johdetaan lämpöä pois epäsuorasti jäähdytyslaitteiston avulla, jonka läpi jäähdytysneste virtaa, jolloin jäähdytyslaitteista ulottuu eteenkytketyn leijupedin puolen korkeuden yli. Eteenkytketyn leijupedin leijukorkeus on alueella 2 -10 20 m ja leijukorkeus on ensisijassa vähintään 3 m. Leijukorkeuden suhde eteenkytketyn leijupedin keskimääräiseen kylvyn leveyteen on 2:1 - 10:1. Myös eteenkytketyssä leijupedissä ohjataan jäähdytysneste myötävirtaan tai vastavirtaan kiintoaineiden liikkeen suhteen kiintoaineen tulokohdasta kiintoaineen poistokohtaan ja lämpötilaero eteenkytketyn leijupedin ala- ja yläosan 15 välillä on ainakin 80 °C ja ensisijassa yli 200 °C. Eteenkytketyssä leijupedissä esijäähdytetyt kiintoaineet joutuvat kiintoaineen poistokohdasta suoraan perässä olevan leijupedin kiintoaineen tulokohtaan, jossa jäähdytys jatkuu.One development of the invention is based on the initial pre-cooling of the hot solids in a pre-activated fluid bed in the second pre-activated second cooling chamber. Also, solids in one of the cooling chambers move from the solid inlet at the end of the second chambers, through a fluidized bed fed predominantly in a vertical direction, to a solids outlet 5 at the opposite end of the second chill. The forward coupled vortex chamber is exposed to approximately the same pressure as the fluidized bed following. Also eteenkytketyssä fluidized bed heat is supplied indirectly from the cooling apparatus, through which cooling fluid flows, wherein the cooling device extends over the fluidized bed upstream side elevation. The fluidized bed height of the forward fluidized bed is in the range of 2 to 10-20 m and the fluidized bed height is preferably at least 3 m. The ratio of fluid height to the average bath width of the feed fluidised bed is 2: 1 to 10: 1. Also in the feed-in fluidized bed, the coolant is directed downstream or counter-current in relation to the movement of solids from the solid inlet to the solid outlet, and the temperature difference between the lower and upper 15 of the feed fluidized bed is at least 80 ° C. In a prefabricated fluidized bed, the pre-cooled solids enter directly from the solids outlet to the stern fluidized bed solids inlet where cooling continues.
On eduksi, mikäli kiintoaineet liikkuvat eteenkytketyssä leijupedissä kiintoaineen tulokohdan ja kiintoaineen poistokohdan välissä alaspäin ja pe-20 rässä olevassa leijupedissä jäähdytyksen jatkuessa ylöspäin leijupedin kiinto- . aineen poistokohtaan.It is advantageous if the solids move downwardly between the solid inlet and the solid outlet in the feed-in fluid bed and in the fluidized bed in the rear when cooling continues upward in the fluid bed. to the substance removal point.
• ·• ·
Keksintöön kuuluu lisäksi laite kuumien, rakeisten kiintoaineiden jäähdyttämiseksi paineessa välillä 2 - 50:n baarin jäähdytyskammiossa, joka • · sisältää kiintoaineiden leijupedin, ja jossa on kiintoaineen tulokohta ja kiintoai-*·**: 25 neen poistokohta, ja joka käsittää jäähdytyslaitteiston kiintoaineiden epäsuorii raksi jäähdyttämiseksi, ja jonka alaosassa on leijukaasun syöttölaitteistot. Täl- :*·*: löin on jäähdytyskammio rakennettu siten, että siihen mahtuu leijupeti, jonka kylvynkorkeus on 2 - 20 m, ja jossa kylvynkorkeuden suhde keskimääräiseen kylvyn leveyteen on 2:1 -10:1.The invention further includes an apparatus for cooling hot, granular solids under pressure in a cooling chamber of 2 to 50 bar having a solids fluid bed, having a solids inlet and a solids outlet, and comprising an indirect bed of solids for the cooling apparatus. and having a fluidized bed feed unit at the bottom. For this purpose: * · *: The cooling chamber is constructed to accommodate a fluidized bed with a bath height of 2 to 20 m and a bath height to average bath width ratio of 2: 1 to 10: 1.
• · ..... 30 Tämän jäähdytyslaitteiston kehitelmä perustuu siihen, että jäähdy- *:* tyskammion (ensimmäinen jäähdytyskammio) rinnalla on eteenkytketty toinen jäähdytyskammio, jossa on kiintoaineen tulokohta ja kiintoaineen poistokohta, jolloin kiintoaineen poistokohta on liitetty ensimmäisen jäähdytyskammion kiintoaineen tulokohtaan.• · ..... 30 The development of this refrigeration system is based on the addition of a second refrigeration chamber with a solid inlet and a solid outlet, adjacent to the cooling chamber: the first cool chamber, whereby the solid outlet is connected to the solid inlet of the first cool chamber.
35 Menetelmän ja laitteiston toteutusmuotomahdollisuuksia selitetään piirustuksen avulla, jossa: • · 4 10764135 Embodiments of the method and apparatus are explained in the drawing, where: · · 4 107641
Kuvio 1 esittää kaavamaisesti ensimmäisen jäähdytyslaitteiston pituusleikkausta, kuvio 2 esittää pitkittäisleikkauksena toista jäähdytyslaitteistoa, kuvio 3 esittää diagrammina leijukaasun tarvetta, 5 kuvio 4 esittää pitkittäisleikkauksena erästä tunnettua leijupetijääh- dytintä.Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a first cooling apparatus, Figure 2 shows a longitudinal section of a second cooling apparatus, Figure 3 shows a diagram of the need for fluidized gas, Figure 4 shows a longitudinal section of a known fluidized bed cooler.
Kuvion 1 laitteistossa on korkea, kapea jäähdytyskammio 1, jossa on kiintoaineen tulokohta 2 ja kiintoaineen poistokohta 3. Jäähdytyskammios-sa 1 on tässä esittämättä jätetty raemaisista kiintoaineista koostuva leijupeti, 10 jotka johdetaan paikalle johtoa 4 pitkin. Leijupeti ulottuu suutinritilästä 5 aina poistokohtaan 3 saakka ja se ympäröi spiraalille taivutettua jäähdytyslaitteiston johtoa 6, jota pitkin johdetaan jäähdytysnestettä lämmön poisjohtamiseksi. Leijutuskaasua johdetaan paikalle johtoa 8 pitkin ja se joutuu aluksi jakokana-vaan 9, ennenkuin se nousee suutinritilän 5 kautta ylös ja muodostaa pyörteet 15 leijupedin. Kun leijutuskaasut ovat tulleet ylös leijupedistä, vihaavat ne aluksi laajennettuun rauhoittumistilaan 10 ja ne poistuvat jäähdytyslaitteesta poisto-laitteen 11 kautta, johon voi olla liitetty tässä esittämättä jätetyt muut käsittely-laitteistot, esim. pölynpoisto.The apparatus of Fig. 1 has a high, narrow cooling chamber 1 having a solid inlet 2 and a solid outlet 3. The cooling chamber 1 has a fluid bed (10) of granular solids not shown here, which is guided in place by line (4). The fluidized bed extends from the nozzle grate 5 all the way to the outlet 3 and surrounds the coil-bended cooling apparatus line 6 through which the coolant is conducted to remove heat. The fluidizing gas is guided in place along the conduit 8 and initially enters the manifold 9 before it rises through the nozzle grate 5 and forms a vortex 15 in the fluidized bed. Once the fluidizing gases have emerged from the fluidized bed, they initially hate the expanded sedimentation space 10 and exit the refrigeration device via a venting device 11, to which other processing equipment not shown herein, such as dust removal, may be connected.
Jäähdytyskammio 1 on rakennettu siten, että siinä olevan leijupedin 20 kylvyn korkeus on 2 - 20 m ja ensisijassa vähintään 3 m. Jäähdytettävät rae-maiset kiintoaineet liikkuvat kiintoaineen tulokohdasta 2 leijukaasun, esim. il- • · man vaikutuksesta jäähdytyskammiossa 1 ylöspäin ja poistuvat leijupedistä »»» ···: poistokohdassa 3. Jäähdytettävät raemaiset kiintoaineet liikkuvat kiintoaineen • · tulokohdasta 2 leijukaasun, esim. ilman vaikutuksesta jäähdytyskammiossa 1 25 eteenpäin ja poistuvat leijupedistä poistokohdassa 3. Kiintoaineiden ennalta määrätyn liikkeen avulla voidaan ohjata jäähdytyslaitteistoon 6 vihaavaa jääh-dytysnestettä myötävihaan tai vastavihaan kiintoaineiden suhteen. Leijupedin tulevien kiintoaineiden määrän säätämiseksi voi tulokohdassa 2 olla johto 13 ohjauskaasun sisäänsyöttämiseksi. Jäähdytyskammio 1 ja rauhoitustila 10 • · ..... 30 ovat suljetut painesäiliön 12 sisälle.The cooling chamber 1 is constructed such that the bath 20 of the fluidized bed 20 has a bath height of 2 to 20 m and preferably at least 3 m. The granular solids to be cooled move from the solid inlet 2 to the upstream exit of the fluid chamber, e.g. »» ···: at exit 3. Cooled granular solids move solids • · from inlet 2 through a fluidized gas, e.g. solids. To control the amount of solids in the fluidized bed, there may be a conduit 13 at the inlet 2 for supplying a control gas. The cooling chamber 1 and the cooling chamber 10 • · ..... 30 are enclosed within the pressure vessel 12.
*:* Kuvion 2 jäähdytyslaite esittää ensimmäistä jäähdytyskammiota 1a ja toista jäähdytyskammiota 1b. Jäähdytyskammioiden 1a ja 1b välissä on vä-liseinä 7, jolloin suutinritilän 5 ja väliseinän 7 alareunan väliin jää aukko 15.*: * The cooling apparatus of Fig. 2 shows a first cooling chamber 1a and a second cooling chamber 1b. Between the cooling chambers 1a and 1b there is an baffle 7, leaving an opening 15 between the nozzle grate 5 and the lower edge of the baffle 7.
\i. Paineastia 16 sulkee sisäänsä jäähdytyskammiot, ja siinä on kiintoaineen tulo- 35 kohta 22 sekä kiintoaineen poistokohta 23. Väliseinän 7 yläreuna 7a on kor- • · 5 107641 keammalla kuin tulokohta 22 sekä poistokohta 23. Leijukaasut poistuvat astiasta poistokohdassa 11.\ I. The pressure vessel 16 encloses the cooling chambers and has a solids inlet 35 and a solids outlet 23. The upper edge 7a of the septum 7 is higher than the inlet 22 and the outlet 23. The fluid gases are discharged from the vessel at the outlet 11.
Kuumat kiintoaineet, jotka on johdettu sisään tulokohdasta 22, joutuvat aluksi toiseen jäähdytyskammioon 1b, jossa leijupeti sijaitsee, ja jota täs-5 sä kutsutaan "eteenkytketyksi leijukylvyksi". Eteenkytkettyä leijupetiä varten tuleva leijukaasu johdetaan paikalle johtoa 19 pitkin, joutuen sitten jakokam-mioon 20, josta se virtaa ylöspäin toisen jäähdytyskammion 1b läpi poisto-kohtaan 11. Kiintoaineet liikkuvat toisessa jäähdytyskammiossa 1 b olevassa eteen kytketyssä leijupedissä alaspäin ja kulkeutuvat aukon 15 läpi ensimmäi-10 sessä jäähdytyskammiossa 1a olevaan pyörrekammioon. Aukon 15 alueella on oma leijukaasun syöttö johdon 24 ja jakokammion 25 välityksellä, jotka sijaitsevat suutinritilän 5 alapuolella. Muuttamalla johtoa 24 myöten paikalle johdetun kaasun määrää voidaan vaikuttaa aukon 15 läpi tulevien kiintoaineiden määrään. Tällä tavoin voidaan ohjata kiintoainevirtaa ensimmäiseen jäähdy-15 tyskammioon 1a hydrodynaamisen venttiilin lailla.The hot solids introduced from the inlet 22 initially enter the second cooling chamber 1b where the fluidized bed is located, which is referred to herein as the "feed-in fluidized bed". The fluidized gas for the prefabricated fluidized bed is guided in place by a conduit 19, then enters a distribution chamber 20, from where it flows upwardly through a second cooling chamber 1b to an outlet 11. The solids move downwardly through the first fluidized bed 15 and in the vortex chamber in the cooling chamber 1a. The opening 15 has its own fluidized gas supply through a conduit 24 and a distribution chamber 25 located below the nozzle grate 5. By changing the amount of gas introduced along the line 24, the amount of solids passing through the opening 15 can be affected. In this way, a solid stream can be directed to the first cooling chamber 1a like a hydrodynamic valve.
Aukko 15 toimii kiintoaineiden tulokohtana ensimmäisessä jäähdytyskammiossa 1a olevaan leijupetiin, jossa kiintoaineet liikkuvat ylöspäin pysyvässä leijupedissä, kunnes ne poistuvat jäähdytyslaitteesta poistokohdassa 23. Leijukaasu johdetaan paikalle johdon 26 avulla ja se kulkee jakokammion 20 27 sekä ritilän 5 kautta leijupetiin. Kuvion 2 esityksestä poiketen voivat mo- . lemmat jäähdytyskammiot 1a ja 1b olla sijoitetut suojukseen, jota ei ole suun- niteltu korkeampia paineita varten, ja joka sijaitsee erillisessä paineastiassa, • · · ···: kuten kuviossa 1 esitetään.Aperture 15 serves as a solids entry point for the fluidized bed in the first cooling chamber 1a, where the solids move upwardly in the stationary fluidized bed until they leave the cooling device at outlet 23. Fluid gas is introduced through line 26 and passes through the manifold 20. Unlike the representation of Figure 2, mo-. The refrigeration chambers 1a and 1b are disposed in a shield not designed for higher pressures and located in a separate pressure vessel, as shown in Figure 1.
Ensimmäisen jäähdytyskammion 1a ja toisen jäähdytyskammion 1b '·”·* 25 kohdalla sekä niissä olevien leijupetien kohdalla pätee se, mitä on sanottu yk- V\: sittäisten leijupetien kohdalla kylvyn korkeuden suhteen, kylvyn korkeuden ja ; keskimääräisen kylvyn leveyden suhteen ja siihen lämpötilaeroon, joka vallit see leijupedin ala- ja yläosan välillä. Kuten havaitaan, voidaan sekä eteenkyt-ketyssä leijupedissä että myös ensimmäisessä jäähdytyskammiossa 1a ole-.···. 30 vassa perään kytketyssä leijupedissä säätää myötävirta tai myös vastavirta * T kiintoaineiden ja jäähdytysnesteen välille, jolloin jäähdytysneste virtaa jäähdy- tyslaitteiston 6a ja 6b läpi.For the first cooling chamber 1a and the second cooling chamber 1b '·' · * 25 and for the fluidized beds therein, what is said for the single fluidized beds for bath height, bath height and; average bath width and the temperature difference between the bottom and the top of the fluidized bed. As will be seen, both the front-link fluidized bed as well as the first cooling chamber 1a may be. In a fluidized bed connected aft, the downstream current or also the counter current * T between the solids and the coolant is controlled, whereby the coolant flows through the cooling apparatus 6a and 6b.
Monissa käyttötapauksissa ovat leijukaasun nopeudet alueella 0,2 -0,8 m/s ja niitä voidaan pitää likipitäen paineesta riippumattomina. Kuvion 3 ”*[. 35 diagrammissa esitetään leijukaasun nopeudelle 0,5 m/s ja lämpötilassa 500 °CIn many applications, fluidized gas velocities are in the range of 0.2 to 0.8 m / s and can be considered to be approximately pressure independent. 3 ”* [. The 35 graphs show the fluidized gas at a speed of 0.5 m / s and a temperature of 500 ° C
sekä kiintoaineiden raekokojen ollessa leijupedissä 100- 400 mm leijukaasu- 6 107641 tarpeeksi V (Nm3 tunnissa ja m3 leijupetitilavuutta kohden) sen todettu riippuvuus paineesta p kylvyn eri korkeuksilla h (h = 1, 2, 5, 10 ja 20 m). Tällöin osoittaa esim. piste A, että kun p = 10 baaria ja kun korkeus h = 1 m, niin silloin on työskenneltävä arvolla V = 6 500, mutta sitä vastoin tarvitaan V:ksi vain 5 noin 1 300, kun paine on sama, mutta kylvyn korkeus on h = 5 m (piste B).and, with solids grain sizes in the fluidized bed 100-400 mm of fluidized gas 6 107641 is enough V (Nm3 per hour and m3 per fluidized bed volume) its observed dependence on pressure p at various bath heights h (h = 1, 2, 5, 10 and 20 m). In this case, for example, point A shows that when p = 10 bars and height h = 1 m, then V = 6,500 has to be worked, but on the other hand, only V is about 5,300 when the same pressure is bath height h = 5 m (point B).
VertailuesimerkkiComparative Example
Seuraavassa selitetyssä, osittain laskennallisesti esitetyssä vertailussa verrataan tavanomaista, tunnettua leijupetijäähdytintä, jolla on kuvion 4 mukaan laaka rakennemuoto, kuvion 1 mukaiseen korkeaan leijupetijäähdyt-10 timeen. Kuvion 4 mukaisessa leijupetijäähdyttimessä on kuori 30, jossa on kiintoaineen tulokohta 31, kiintoaineen poistokohta 32, syöttöjärjestelmä 33 leijukaasua varten ja se on jaettu suojaavilla väliseinillä neljään kammioon 35, 36, 37 ja 38. Jokaisessa kammiossa on leijupeti, jolloin kiintoaineet liikkuvat seinien 34 yli tulokohdasta 31 leijupetien läpi poistokohtaan 32 saakka. Jo-15 kaista leijupetiä jäähdytetään epäsuorasti jäähdytysvedellä syötetyn jäähdy-tyslaitteiston 39 avulla, ja leijukaasu poistuu johtoa 40 pitkin.The following comparison, partially computationally illustrated, compares a conventional known fluidized bed cooler having a flat design according to Figure 4 with the high fluidized bed cooler 10 shown in Figure 1. The fluidized bed cooler of Figure 4 has a housing 30 having a solid inlet 31, a solid outlet 32, a feed system 33 for fluidized gas and is divided by protective partitions into four chambers 35, 36, 37 and 38. Each chamber has a fluidized bed where the solids move over walls 34 31 through fluidized beds up to outlet 32. The Jo-15 fluidized bed bed is indirectly cooled by cooling water supplied with cooling water 39, and the fluidized gas is discharged along line 40.
Vertailuesimerkissä on kuvion 4 mukaisen laitteiston jokaisen kammion horisontaalinen poikkipinta 0,88 m2, samoin on kuvion 1 mukaisen leiju-pedin horisontaalinen poikkipinta 0,88 m2. Muut tiedot selviävät seuraavasta 20 taulukosta: . Kuvio 4 Kuvio 1 • · • · · • · · · t ··· •••j Leijupedin korkeus 0,5 m 2,0 m v.: Leijupedin koko tilavuus 1,76 m3 1,76 m3 T*: 25 Jäähdytyslaitteiston pinta-ala 36 m2 36 m2In the comparative example, each chamber of the apparatus of Figure 4 has a horizontal cross-section of 0.88 m2, as well as a horizontal cross-section of the hover-bed of Figure 1 of 0.88 m2. Other information is given in the following 20 tables:. Figure 4 Figure 1 Height of fluidized bed 0.5 m 2.0 m v: Total volume of fluidized bed 1.76 m3 1.76 m3 T *: 25 Cooling equipment area 36 m2 36 m2
Paine 10 baaria 10 baaria • · :T: Kiintoainetuotanto 2 500 kg/h 2 500 kg/h Jäähdytysveden tarve 8 000 kg/h 8 000 kg/hPressure 10 bar 10 bar • ·: T: Solids production 2500 kg / h 2500 kg / h Cooling water requirement 8 000 kg / h 8 000 kg / h
Leijukaasun kulutus 48 000 kg/h 12 000 kg/h .···. 30 Lämpötilat:Fluid gas consumption 48,000 kg / h 12,000 kg / h ···. 30 Temperatures:
T Kiintoaineet sisään 700 °C 700 °CT Solids in 700 ° C 700 ° C
Kiintoaineet ulos 126 °C 123 °CSolids out 126 ° C 123 ° C
Jäähdytysvesi sisään 30 °C 30 °CCooling water in 30 ° C 30 ° C
Jäähdytysvesi ulos 92 °C 98 °CCooling water out 92 ° C 98 ° C
\\\\: 35 Leijukaasu sisään 150 °C 150 °C\\\\: 35 Fluidized gas in 150 ° C 150 ° C
Leijukaasu ulos 146 °C 123 °CFluidized gas out 146 ° C 123 ° C
7 107641 Nämä tiedot, jotka on osittain laskettuja, pohjautuvat niihin kiintoaineisiin, jotka muodostuvat hiilituhkasta, ja joiden raekoot ovat alueella 0,1 -1 mm. Leijukaasuna on ilma, joka johdetaan kaikissa tapauksissa nopeudella 0,4 - 0,7 m/sek leijupetien läpi.7 107641 This information, which is partially calculated, is based on solids consisting of carbon ash with grain sizes in the range of 0.1 to 1 mm. The fluidized gas is air which is passed in all cases at a rate of 0.4-0.7 m / sec through the fluidized bed.
5 Taulukko esittää, että samalla leijupetitilavuudella, samalla jäähdy- tyslaitteistolla, samalla jäähdytysveden tarpeella ja samalla leijukaasun nopeudella selvitään kuvion 1 mukaisella korkealla leijukylvyllä yhdellä neljänneksellä kuvion 4 mukaisesta leijukaasun tarpeesta, jolloin myöskin rakenteelliset kustannukset ovat alhaisemmat. Tällöin ei laskelmiin ole huomioitu kuolleita 10 kulmia, joita kokemuksen mukaan ilmenee ensisijassa kuvion 4 mukaisissa laakamaisissa leijupetijäähdyttimissä ja joiden tehokkuus lisäksi huononee.The table shows that with the same fluidized bed volume, the same cooling equipment, the same cooling water requirement and the same fluidized gas velocity, the high fluidized bed bath of Figure 1 will meet one quarter of the fluidized gas need of Figure 4, thus also reducing structural costs. In this case, the dead angles, which experience has shown primarily in the flat-bed fluidized-bed coolers of Figure 4, and whose efficiency is further reduced, are not taken into account in the calculations.
• · • · · • · · · • · · • · · · • · • · · • · · • · • · • · · • · · ♦ ♦ • · ··» • · · • · « • · • · «·« * · • · · • · · • · · * · · • · s· * ♦ · · ««· • ·• • ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ · «·« * · • • • • • • • • • • • • • ••••••••••••••••••••
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4213475A DE4213475A1 (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Method and device for cooling hot solids in a fluidized bed |
DE4213475 | 1992-04-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI931845A0 FI931845A0 (en) | 1993-04-23 |
FI931845A FI931845A (en) | 1993-10-25 |
FI107641B true FI107641B (en) | 2001-09-14 |
Family
ID=6457374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI931845A FI107641B (en) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | Method and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0567167B1 (en) |
JP (1) | JP3358632B2 (en) |
CA (1) | CA2091654A1 (en) |
CZ (1) | CZ288550B6 (en) |
DE (2) | DE4213475A1 (en) |
ES (1) | ES2092744T3 (en) |
FI (1) | FI107641B (en) |
HU (1) | HUT65400A (en) |
SK (1) | SK282384B6 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2723186B1 (en) * | 1994-07-28 | 1996-09-13 | Gec Alsthom Stein Ind | DEVICE FOR COOLING SOLID PARTICLES AT THE OUTPUT OF A TREATMENT ARRANGEMENT |
JP3595435B2 (en) * | 1997-08-04 | 2004-12-02 | 三菱重工業株式会社 | Particle movement control device |
US6138377A (en) * | 1999-07-21 | 2000-10-31 | United States Gypsum Company | Apparatus and process for cooling and de-steaming calcined stucco |
DE10153452B4 (en) * | 2001-11-04 | 2006-11-30 | Fritz Curtius | Heat exchanger for cooling systems |
EP2603313B1 (en) * | 2010-08-09 | 2018-11-14 | Southern Company | Ash and solids cooling in high temperature and high pressure environment |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8810390D0 (en) * | 1988-05-03 | 1988-06-08 | Shell Int Research | Apparatus & process for exchanging heat between solid particles & heat exchange medium |
FR2667061B1 (en) * | 1990-09-25 | 1993-07-16 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR CONVERSION INTO A FLUID BED OF A LOAD CONTAINING A MAJOR PART OF AT LEAST ONE OXYGEN COMPOUND. |
-
1992
- 1992-04-24 DE DE4213475A patent/DE4213475A1/en not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-03-11 ES ES93200703T patent/ES2092744T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-11 EP EP93200703A patent/EP0567167B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-11 DE DE59304075T patent/DE59304075D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-15 CA CA002091654A patent/CA2091654A1/en not_active Abandoned
- 1993-04-16 CZ CZ1993659A patent/CZ288550B6/en not_active IP Right Cessation
- 1993-04-19 SK SK360-93A patent/SK282384B6/en not_active IP Right Cessation
- 1993-04-23 FI FI931845A patent/FI107641B/en active
- 1993-04-23 JP JP12088693A patent/JP3358632B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-23 HU HU9301202A patent/HUT65400A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ65993A3 (en) | 1993-11-17 |
FI931845A (en) | 1993-10-25 |
HU9301202D0 (en) | 1993-08-30 |
SK36093A3 (en) | 1993-11-10 |
DE4213475A1 (en) | 1993-10-28 |
EP0567167B1 (en) | 1996-10-09 |
EP0567167A1 (en) | 1993-10-27 |
SK282384B6 (en) | 2002-01-07 |
JP3358632B2 (en) | 2002-12-24 |
FI931845A0 (en) | 1993-04-23 |
CA2091654A1 (en) | 1993-10-25 |
DE59304075D1 (en) | 1996-11-14 |
HUT65400A (en) | 1994-06-28 |
JPH0626613A (en) | 1994-02-04 |
ES2092744T3 (en) | 1996-12-01 |
CZ288550B6 (en) | 2001-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI110205B (en) | Method and apparatus in a fluidized bed heat exchanger | |
FI93274B (en) | Method and apparatus for treating or utilizing a hot gas stream | |
US9890341B2 (en) | Gasification reactor and process for entrained-flow gasification | |
US7350318B2 (en) | Continuous thermal treatment of bulk material | |
FI104215B (en) | Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor | |
FI97424C (en) | Method and apparatus for treating or recovering hot gas | |
FI107641B (en) | Method and apparatus for cooling hot solids in a fluidized bed | |
CN1759066B (en) | Process and plant for producing metal oxide from metal compounds | |
CN101155631A (en) | Method of operating a fluid bed reactor | |
FI93701C (en) | Method and apparatus for handling hot gases | |
JP3330173B2 (en) | Method and apparatus for cooling high temperature solids | |
PL185302B1 (en) | Exhaust gas treating method and apparatus | |
US5478544A (en) | Method for producing sodium perborate monohydrate | |
Gaddis et al. | The impinging—stream reactor: a high performance loop reactor for mass transfer controlled chemical reactions | |
RU2060433C1 (en) | Method of cooling gases and cooler of circulating fluidized bed | |
US4419966A (en) | Fluidized bed combustion | |
US4585051A (en) | Heat exchange between solids | |
EP1819740B1 (en) | Method for preventing or inhibiting fouling in a gas-phase polyolefin polymerization process | |
CN210128641U (en) | Ash cooler and waste heat utilization system | |
FI87148C (en) | Method and apparatus for treating hot gases in a circulating fluidized bed reactor | |
CN104220565B (en) | Apparatus and process for gasification of solid hydrocarbonaceous fuels in dust form in entrained flow | |
FI107292B (en) | Swirling bed reactor system and method for its use | |
JP2613737B2 (en) | Structure of high-pressure bubbling cooler and operating method thereof | |
SU980805A1 (en) | Gas-lift apparatus | |
SU731249A1 (en) | Cooling tower |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: LENTJES GMBH Free format text: LENTJES GMBH |