Способ и устройство для регенерации тепла в реакторе с псевдоожиженным слоем - RU2005135429A

Реферат

1. Реактор (10) с псевдоожиженным слоем, содержащий печь (16), имеющую слой материала в виде частиц и дно (24), снабженное соплами (26) для газа для псевдоожижения, причем дно ограничивает печь снизу, камеру (40) теплообмена, снабженную теплообменными поверхностями (48) для регенерации тепла из материала в виде частиц, и выпускной канал (52), соединенный с нижней частью камеры теплообмена для удаления материала в виде частиц из камеры (40) теплообмена в печь (16), отличающийся тем, что он содержит по существу вертикальный вспомогательный канал (62) для перемещения материала в виде частиц из камеры (40) теплообмена в печь (16) и из печи (16) в камеру (40) теплообмена, причем нижняя часть вспомогательного канала (62) снабжена соплами (68) для газа для псевдоожижения, которые регулируются независимо от других сопел для псевдоожижения реактора, и трубой (64) для потока для соединения вспомогательного канала с печью (16), и верхняя часть вспомогательного канала (62) снабжена трубой (66) для потока для соединения вспомогательного канала (62) с камерой (40) теплообмена.

2. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что выпускной канал (52) является по существу вертикальным, нижняя часть выпускного канала снабжена соплами (58) для газа для псевдоожижения, и нижняя часть выпускного канала снабжена трубой (50) для потока для соединения камеры (40) теплообмена с выпускным каналом (52), и верхняя часть снабжена трубой (60) для потока для соединения выпускного канала (52) с печью (16).

3. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.2, отличающийся тем, что печь (16), камера (40) теплообмена, выпускной канал (52) и вспомогательный канал (62) образуют единую конструкцию, имеющую выпускной канал (52) и вспомогательный канал (62), расположенные примыкающими между печью (16) и камерой (40) теплообмена.

4. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.2, отличающийся тем, что он содержит два выпускных канала (52), и вспомогательный канал (62) расположен между двумя выпускными каналами.

5. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.2, отличающийся тем, что выпускной канал (52) и вспомогательный канал (62) по меньшей мере частично расположены на одном и том же уровне высоты.

6. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.5, отличающийся тем, что труба (66) для потока в верхней части вспомогательного канала (62) расположена на уровне высоты самое большее примерно на 500 мм выше, чем труба (60) для потока в верхней части выпускного канала (52).

7. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.6, отличающийся тем, что труба (66) для потока в верхней части вспомогательного канала (62) расположена на уровне высоты самое большее примерно на 300 мм выше, чем труба (60) для потока в верхней части выпускного канала (52).

8. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.2, отличающийся тем, что труба (64) для потока в нижней части вспомогательного канала (62) расположена на уровне высоты, более высоком, чем труба (50) для потока в нижней части выпускного канала (52).

9. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что труба (64) для потока в нижней части вспомогательного канала (62) расположена на уровне высоты по меньшей мере на 200 мм выше, чем дно (24) печи.

10. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть вспомогательного канала (62) расположена на уровне дна (24) печи, и труба (64) для потока в нижней части вспомогательного канала содержит сопла (86) для газа для псевдоожижения, причем сопла направляют газ для псевдоожижения в печь (16).

11. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что труба (64) для потока в нижней части вспомогательного канала (62) снабжена соплами (86) ступенчатой решетки.

12. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что сопла для газа для псевдоожижения расположены на различных уровнях высоты вспомогательного канала (62).

13. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что реактор содержит средства (70) для измерения температуры печи (16), камеры (40) теплообмена или выпускного канала (52), или материала в виде частиц в одном из них, или теплообменной среды, проходящей через теплообменные поверхности (48), расположенные в камере теплообмена, и средства для регулирования скорости потока газа для псевдоожижения, который подается в нижнюю часть вспомогательного канала (62) на основе измеренной температуры.

14. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающийся тем, что камера (40) теплообмена содержит первые средства (72, 30, 36) для подачи материала в виде частиц из реактора с псевдоожиженным слоем в камеру (40) теплообмена.

15. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.14, отличающийся тем, что печь (16) и камера (40) теплообмена имеют часть (14а) общей стенки, и первые средства для подачи материала в виде частиц в камеру (40) теплообмена содержат по меньшей мере одно отверстие (72) в части (14а) общей стенки.

16. Реактор с псевдоожиженным слоем по п.14, отличающийся тем, что он представляет собой реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, верхняя часть печи которого снабжена выпускным отверстием (28) для выпуска отработавших газов и частиц, унесенных с ними из печи (16), и первые средства для подачи материала в виде частиц в камеру (40) теплообмена содержат сепаратор (30) для отделения частиц от отработавших газов печи и канал (36) возврата для направления по меньшей мере части отделенных частиц в камеру (40) теплообмена.

17. Способ регенерации тепла в реакторе (10) с псевдоожиженным слоем, включающий следующие стадии:

(а) подают содержащее углерод топливо (18) и кислородсодержащий газ (20) для псевдоожижения в печь реактора,

(b) подают частицы горячего материала слоя из печи (16) в верхнюю часть камеры (40) теплообмена,

(с) регенерируют тепло из частиц горячего материала слоя в камере (40) теплообмена, посредством чего производят частицы охлажденного материала слоя,

(d) выпускают частицы охлажденного материала слоя из нижней части камеры (40) теплообмена,

отличающийся тем, что содержит следующую стадию:

(е) выпускают частицы горячего материала слоя в первом рабочем положении реактора (10) с псевдоожиженным слоем как слив из верхней части камеры теплообмена в печь вниз вдоль по существу вертикального вспомогательного канала (62) и перемещают во втором рабочем положении реактора (10) с псевдоожиженным слоем частицы горячего материала слоя из печи (16) в камеру (40) теплообмена вверх вдоль по существу вертикального вспомогательного канала (62) посредством газа для псевдоожижения, подаваемого в нижнюю часть вспомогательного канала (62) через сопла (68) внутри вспомогательного канала, которые регулируют независимо от других сопел для псевдоожижения реактора.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что количество горячего материала слоя, перемещаемого из печи (16) в камеру теплообмена, регулируют посредством изменения количества газа для псевдоожижения, подаваемого в нижнюю часть вспомогательного канала (62).

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что включает следующую стадию:

(f) измеряют температуру печи (16), камеры (40) теплообмена или выпускного канала (52), или материала в одном из них, или температуру теплообменной среды, проходящей через теплообменные поверхности (48), расположенные в камере теплообмена, и регулируют количество газа для псевдоожижения, подаваемого в нижнюю часть вспомогательного канала на стадии (е), на основе температуры, измеренной на стадии (f).

20. Способ по п.17, отличающийся тем, что при высоких нагрузках реактора с псевдоожиженным слоем частицы горячего материала слоя выпускают как слив из верхней части камеры (40) теплообмена вниз вдоль по существу вертикального вспомогательного канала (62), и при низких нагрузках реактора с псевдоожиженным слоем частицы горячего материала слоя перемещают посредством газа для псевдоожижения, подаваемого в нижнюю часть вспомогательного канала (62) из печи (16) в камеру теплообмена вверх вдоль по существу вертикального вспомогательного канала (62).

21. Способ по п.17, отличающийся тем, что реактор (10) с псевдоожиженным слоем представляет собой реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, при этом стадию (b) выполняют посредством подачи частиц, отделенных посредством сепаратора (30) из горячей циркуляции реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в камеру (40) теплообмена.

22. Способ по п.17, отличающийся тем, что стадию (b) осуществляют посредством подачи материала в виде частиц прямо из печи (16) в камеру (40) теплообмена через отверстие (72) в ее части (14а) общей стенки.

23. Способ по п.17, отличающийся тем, что во втором рабочем положении на стадии (е) газ для псевдоожижения подают во вспомогательный канал (62) больше, чем на одном уровне высоты.