176745. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluidizált ágyas rendszer előállítására és üzemeltetésére
11 176745 12 hoz szükséges számú kazáncső elférjen. A termelt hő hőmérséklete optimálisan a sűrű fiuidizált ágy hőmérsékletének felel meg, amely 790 °C és 955 °C között van. Az 58 kazáncsövek átmérője általában 51 mm lehet és ezek szorosan egymás mellett, egymástól körülbelül 50 mm-es távolságban vannak elhelyezve. Lehetséges olyan kialakítás is, amelynél a fő égőkamra fölső részén a keresztmetszeti terület egységén több kazáncső van elhelyezve, mint alul, a sűrű fiuidizált ágy terében, mivel a fölragadott fiuidizált ágy sokkal könnyebben keresztül tud áramlani a kazáncsövek közötti kisebb réseken. Ez azt jelenti, hogy az első I tér tetején több kazáncső van a második II téren kívül, mint a II térben. Az alacsony hőmérséklet és a fiuidizált ágyak nagy hűtő hatása következtében a 16 fő égőkamra egyszerű acél burkolófallal készíthető, amely külső felületén szükség esetén tűzálló lapokkal vagy tűzálló téglákkal szigetelhető. Szénből maximálisan annyit táplálunk be, ami elegendő a kívánt maximális hőtermelés eléréséhez. A 34 csővezetéken és 66 elosztón keresztül annyi levegőt kell betáplálni, amely elegendő ahhoz, hogy a szén gyakorlatilag tökéletesen elégjen. Azt találtuk, hogy a szénnek C02-á való oxidálásához szükséges mennyiségen fölül körülbelül 20%-os oxigénfelesleg szükséges ahhoz, hogy kielégítően magas égési hatást kapjunk és ezt a szükséges, bevezetett légáram sebesség meghatározásánál figyelembe kell venni. A bevezetett maximális légáram mennyisége határozza meg a fiuidizált ágy rendszer szükséges maximális felületi sebességét. A maximális felületi sebesség alapján az ágy szemcse komponensek úgy vannak megválasztva, hogy az első 60 ágy szemcse komponens szemcséit a légáram magával ragadja, ugyanakkor a második ágy szemcse komponens szemcséi a sűrű fiuidizált ágyban, a második korlátozott II térben maradjanak. Feltételezve, hogy megfelelő anyagot, például az előzőkben ismertetett ásványi vörös vasérc anyagot választottunk, a szükséges szemcsenagyság jó megközelítéssel meghatározható analitikai és grafikai számítások révén, amelyeket különféle szaklapok és például a 3 565 408 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertetnek. Egy meghatározott fiuidizált ágyas berendezéshez a kalkuláció révén nyert értékek szükség esetén néhány kísérlettel finomíthatok. A második 62 ágy szemcse komponens szemcséi általában valamivel nagyobbak annál a legnagyobb szemcsénél, amelyet a gázáram rendszerint átfúj a 36 el választóba, és e szemcsék nagysága szűk határok között változik. Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek nagysága általában szélesebb határok között változik és a szemcsék nagysága attól a legnagyobb szemcsétől, amely rendszerint átkerül a 36 elválasztóba, fokozatosan csökkenő nagyságokon keresztül addig a nagyságig terjed, amely valamivel nagyobb annál a legnagyobb szemcsénél, amely rendszeresen átáramlik a második 38 elválasztóba. Szemléltetés céljából egy dolgozó modellt készítettünk, amelyben a 16 fő égőkamra 182 cm átmérőjű, körülbelül 3 méter magas, kör keresztmetszetű acélcsőből volt kiképezve, amely azonban egyébként hasonló volt a 2. ábrán látható kivitelhez. Az üzemeltetésnél a felületi sebességet körülbelül 910 cm/sec nagyságúra választottuk és az ágy szemcse komponensek mindegyike ásványi vörös vasércből volt. A második 62 ágy szemcse komponens szemcséinek nagyság szerinti eloszlását a szita analízis következő adatai mutatják: Mesh Súlyszázalék-8 +10 0,0-10 +12 4,90-12 +16 92,40-16 +20 2,25-20 +30 0,15-30 0,21 Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek szita analízise a következő eredményt adta: Mesh Súlyszázalék-12 +16 2,5-16 +20 10,1-20 +30 14,2-30 +40 17,8-40 +70 35,4-70 +100 9,7-100 +140 7,4-140 +200 0,66-200 + 324 0,62-325 0,71 A második 62 ágy szemcse komponens beállított mennyisége elegendő a szén szemcsék légáram főirányában való mozgásának korlátozására, úgyhogy ennek eredményeként a sűrű fiuidizált ágyban levő szén szemcsék annyi ideig tartózkodnak itt, hogy a szén nagyobb része a II térben tökéletesen elég. A 16 fő égőkamra magassága menti pontokon végzett nyomásmérések azt mutatják, hogy a fluidizáló gáz 66 elosztó fölötti teljes nyomásesése a II térben levő sűrű fiuidizált ágyban megy végbe. Ennek eredménye, hogy a fölragadott szemcsének a fölragadott fiuidizált ágyban való tartózkodási ideje jelentősen kisebb, mint a sűrű fiuidizált ágyban való tartózkodási ideje. Azt is megállapítottuk, hogy ha a második ágy szemcse komponens mennyiségét, illetve ennek szemcsemennyiségét nagymértékben csökkentjük, a tökéletlenül reakcióba lépett, tökéletlenül elégett szénszemcsék elég nagy mennyisége ég el az első 36 elválasztóban. Ez a fiuidizált ágyas, szemléltetett égőkamra rendszer esetében nem kívánatos, bár más alkalmazási területeken megengedhető vagy esetleg kívánatos lehet az, hogy a reagáló-anyagot többször cirkuláltassuk keresztül a rendszeren annak érdekében, hogy a kívánt reakció tökéletesen végbemenjen. Másodpercenként 6 méter és 13 méter közötti felületi sebességgel üzemeltetett rendszerben — amelyben az előző szita analízis révén meghatározott eloszlásban durva és finom ásványi vörös vasérc szemcséket használunk — a durva 62 ágy szemcse komponens szemcséinek mennyisége elegendő arra, hogy a 16 fő égőkamra hengeres vagy prizma alakú részét nyugvó, fluidizálatlan állapotban legalább 305 cm mélységben megtöltse. Ez szükséges ahhoz, hogy a szén jelentős részének első 36 elválasztóban való nem kívánatos égését megakadályozzuk. Másrészt el kell kerülni azt is, hogy a második 62 ágy szemcse komponensből sokkal nagyobb mennyiség legyen a berendezésben. Minél több a sűrű fiuidizált ágyban a 62 ágy szemcse komponens, annál nagyobb a nyomásesés, aminek a II térben meg kell lenni ahhoz, hogy jó fluidizálódást tartsunk fönn és elkerüljük az összetapadást. Minél nagyobb a 32 fúvóventillátór révén be5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
