176745. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluidizált ágyas rendszer előállítására és üzemeltetésére
7 176745 8 olyan mennyiséget alkalmazunk, ami elegendő a reagáló szemcsék mozgásának korlátozásához, amely korlátozás nyomán a sűrű ágyban való tartózkodási idő létrejön; amely idő alatt a reagáló-anyagok legalább egyikének nagyobb része a korlátozottabb térben teljes reakcióba lép. A reagáló-anyagok egyike egy széntartalmú tüzelőanyag lehet és az eljárás során a fluidizált ágy rendszerből egy energiát nyerünk vissza. A széntartalmú tüzelőanyagot a fluidizált ágy rendszerben elégetve egy energiát állítunk elő, amely hő alakjában jelenik meg. A hőenergiát azáltal nyerjük vissza, hogy az első térben levő kazáncsöveken hőátadó közeget áramoltatunk keresztül. Az eljárás során a visszaáramoltatás, recirkuláció útjának legalább egy részén hőátvivő közeget bocsátunk át, miáltal az első szemcse komponensben levő hőt a közegre visszük át. Amely esetben a szilárd reagáló-anyag gyakorlatilag szén szemcséket és a gáznemű reagáló-anyag gyakorlatilag levegőt tartalmaz, az eljárás során a szenet a fluidizált ágy rendszerben égetjük el, a második ágy komponens szemcsék mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a szén nagyobb része a sűrű fluidizált ágyban elégjen és a fluidizált ágy rendszerből a hőenergiát visszanyerjük. Ezt tipikusan úgy érjük el, hogy a korlátozott téren kívüli első térnek legalább egy részén hőátvivő közeget bocsátunk keresztül és az első ágy komponens szemcsék mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a közegre való hőátadás sebessége gyakorlatilag maximális legyen. Általában a hőátadó közeg is keresztülhalad a korlátozottabb téren. Az eljárás során a hőenergiát elegendő sebességgel nyerjük vissza ahhoz, hogy a fluidizált ágy rendszer hőmérsékletét gyakorlatilag annak a hamunak olvadáspontja alatt tartjuk, amely a szén szemcsékből jön létre és ezáltal a hamunak gyakorlatilag teljes mennyiségét fölragadjuk az első szilárd ágy komponens szemcsékkel, és a korlátozottabb téren kívüli visszaáramoltató, recirkuláltató úton a hamut az első szilárd ágy komponens szemcséktől különválasztjuk. A széntartalmú tüzelőanyagban lehet kén, és az eljárás révén egy ként szorbeáló anyagot táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe. A ként szorbeáló anyagban általában egy káliumkarbonát és/vagy bázisos magnéziumkarbonát van, mint például a mészkőben vagy dolomitban, amely szorbeáló anyag szemcséinek nagysága —100 és +325 mesh értékek között lehet. A sűrű fluidizált ágyat általában 760 °C és 955 °C közötti hőmérsékleten tartjuk. A rendszerbe táplált karbonátban levő kalcium rendszerbe táplált széntartalmú tüzelőanyagban levő kénhez viszonyított aránya általában 1: 3, azaz egy mól kén : három mól kalcium. Az első és második szilárd ágy szemcse komponensek általában lényegében azonos anyagból lehetnek, az első komponens finom szemcséket tartalmaz és a második komponens durvább szemcséket. Általában legalább a második ágy szemcse komponens nagy hőmérsékleti stabilitású, a fluidizált ágy rendszer üzemelési körülményei között gyakorlatilag semleges és úgy van megválasztva, hogy fluidizálódási tulajdonságai jók legyenek és az ágy rendszerben elősegítse a hatásos keveredést és a hőátvitelt. Ha a fluidizált ágy rendszerben oxidálódásra alkalmas körülmények vannak, az ágy szemcse komponensek lényeges mennyiségű fémet vagy fémoxidot, például vasoxidot tartalmaznak, mint például a vörös vasércben van. A komponensek tartalmazhatnak lényeges mennyiségű alumíniumoxidot, nikkelt vagy nikkeloxidot is. A finom vasoxid szemcsék nagysága —16 +140 mesh értékek közötti lehet, a durva szemcsék nagysága pedig —12 +16 mesh értékek között választható meg. A sűrű fluidizált ágy egy lényegében hengeres vagy prizma alakú résszel kialakított tartályban van visszatartva, és a durva szemcsék menynyisége elegendő ahhoz, hogy az ágy fluidizálatlan állapotában a hengeres vagy prizma alakú részt legalább 254 mm mélységben kitöltse. A fluidizált ágy felületi sebessége 6 m/sec és 12 m/sec között lehet. A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módjánál az első szilárd ágy szemcse komponens kalcium karbonátját, magnézium karbonátját vagy mindkettőt tartalmazza, mint például mészkőben vagy dolomitban található. Ebben az esetben a második szilárd ágy szemcse komponensben egy fém vagy egy fémoxid, például vasoxid lehet, amilyen a vörös vasércben van. A második ágy szemcse komponensben alumíniumoxid, nikkel vagy nikkeloxid van. A második ágy komponens szemcsékben vörös vasérc lehet, melynek szemcsenagysága —12 +16 mesh értékek közötti lehet. Az első komponens szemcsékben mészkő lehet —20 + 40 mesh értékek közötti szemcsenagyságban, és a fluidizált ágy rendszer felületi sebessége 6 m/sec és 12 m/sec közötti lehet, a hőátadó közeget pedig a legjobban korlátozott teret tartalmazó első térben levő gőzcsöveken vezetjük keresztül. Az első szilárd ágy komponens szemcsék áramlását a visszavezető, illetve recirkuláltató úton korlátozzuk úgy, hogy az áramláskorlátozás szakaszának első részén a szemcsékből egy tartály részt képezünk és ezáltal a tartályban elegendő mennyiségű szemcsét gyűjtünk össze a visszaáramoltatás útján való visszaáramlás megakadályozására, ami egyébként a sűrű fluidizált ágynál levő fluidizáló nyomás eredményeként bekövetkezik. Egy hamu-formáló eljárásnál, amelynél a tartály részben összegyűjtött szemcséket maradó hamu kíséri, az eljárás folyamán a tartály részben levő szemcséket fluidizáljuk, a hamut kiválasztva fölragadjuk és a fölragadott hamut eltávolítjuk. Az áramlás korlátozás, a szemcsék mennyisége és a fluidizálási sebesség úgy választható meg, hogy az első szilárd ágy komponens szemcsék számára egy megfelelő visszaáramlási sebességet kapjunk, amely á-sűrű fluidizált ágy keresztmetszetére számítva kg/óra/cm2-ben fejezhető ki. A keresztmetszet merőleges az ezen keresztülhaladó első komponens szemcsék fő mozgási irányára. A visszaáramlási sebesség elegendő arra, hogy az első térben maximális általános hőátadási sebességet hozzon létre. Amikor levegő egy széntartalmú tüzelőanyaggal lép reakcióba, eljárásunknál a levegő egy részét a sűrű fluidizált ágyba elegendő sebességgel tápláljuk ahhoz, hogy az ebben levő második komponens szemcséket fluidizáljuk és az első komponens szemcsék ezen keresztüli áramlását fenntartsuk, miközben a sűrű ágynak legalább nagyobb részét egy oxigénhiányos módon üzemeltetjük, a levegőnek másik részét pedig a fölragadott ágyhoz úgy tápláljuk, hogy a fölragadott ágynak legalább nagyobb részét oxigénfölöslegben üzenáeltetjük. A jobban korlátozott téren kívüli első tér legal®* egys részén hőátadó közeget vezetünk keresztül úgy, hogy a hőenergiát ebből visszanyetjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
