176745. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fluidizált ágyas rendszer előállítására és üzemeltetésére
15 176745 16 tén erős dörzsölő, attritáló hatással vannak egymásra és az üzemelés első öt órája alatt körülbelül 8,2 súlyszázalék anyagveszteséget szenvednek. Ezután a dörzsölődés, attritálás hatása állandóvá, jelentéktelenné válik és ezután a súlyveszteség naponta körülbelül 0,25 súlyszázalék, amikor az éles sarkok és szélek már le vannak csiszolva. A rövid idő alatt bekövetkező, körülbelül 8 súlyszázaléknyi veszteség ennek az anyagnak alacsony ára következtében megtérül és a naponkénti 0,25 súlyszázalék veszteség költsége egy aránylag kisebb üzemeltetési kiadást jelent, amely bőven megtérül az előzőkben ismertetett, más szempontokból elérhető jelentős előnyös következmények révén. A dolgozó modell égőkamra kielégítő üzemelését értük el akkor is, ha —20 +40 meshnek megfelelő szemcsenagyságú mészkövet használtunk első 60 ágy szemcse komponensként. Az előzőkben ismertetett durva (—12 +16 mesh) ásványi vörös vasércet használtuk második 62 ágy szemcse komponensként. A fluidizált ágy rendszert az előzőkben ismertetett módon üzemeltettük, körülbelül 915 cm/sec felületi sebességgel. Elsődleges ként szorbeáló anyagként még porított (—325 mesh) mészkövet használtunk, mivel a —20 +40 mesh értéknek megfelelő szemcsenagyságú mészkő használható felülete és dörzsölődési sebessége nem tette lehetővé a szén elégésénél keletkezett kéndioxid teljes abszorbeálását. A keletkezett kéndioxidnak csupán töredékét tudja abszorbeálni. Mint már ismertettük, a mészkő (vagy dolomit) használhatósága földrajzi származási helyétől függhet, és a különböző helyekről származó anyagok különböző attritálási, dörzsölődési sebességeket mutatnak. Ha első 60 ágy szemcse komponensként olyan mészkövet használunk, amely dörzsölődés közben gyorsan kopik, a 60 ágy szemcse komponens mészkő anyagának periodikus vagy folyamatos pótlására valamilyen megfelelő szerkezetet kell alkalmazni. Ezzel egyidejűleg a porított mészkőnek 22 ellátótartályból való betáplálási sebességét lehetőleg csökkenteni kell. Más esetben a 60 ágy szemcse komponens képzésére használt mészkő nincs kitéve lényeges dörzsölő hatásnak, és ezt csak ritka időközökben kell utántölteni, illetve pótolni. A szénben levő kén abszorbeálásához szükséges valamennyi mészkövet a porított mészkövet tartalmazó 22 ellátótartályból kell betáplálni, ami szintén befolyásolja a mészkő betáplált mennyiségét. Kísérleteket végeztek különböző mértékben porított mészkő felhasználásával, amelynek szemcsenagysága tág határok között változott. A kísérletek azt mutatták, hogy a 2. ábrán vázolthoz hasonló rendszer alkalmazása esetén minél finomabb a mészkő, annál hatásosabban távolítja el a ként, és következésképpen annál kisebb mennyiségű mészkövet kell használni az égőkamrából érkező gázok egy elfogadható mértékben való kéntelenítéséhez. Azt találtuk, hogy körülbelül —100 — 325 mesh értéknek megfelelő szemcsenagyságú mészkő szemcsék hatásosan használhatók a 2. ábrán vázolthoz hasonló dolgozó modellben. Az egyes felhasználási területeken alkalmazott, porított mészkő vagy dolomit szemcsék nagyságát gazdaságossági összevetések alapján lehet meghatározni, ami a mészkő típusától, a szénben levő kén mennyiségétől, a mészkő árától, az őrlési és szitálási költségektől, valamint szervezési és/vagy műveleti megfontolásoktól és a kénnek füstgázokban megengedhető mennyiségétől függ. A második 62 ágy szemcse komponens lényegében olyan anyagból áll, melynek fizikai és kémiai stabilitása a fluidizált ágy rendszerben hosszú ideig megmarad, úgyhogy gyakorlatilag nem agglomerálódik és lényeges dörzsölődési veszteséget nem szenved. Általános esetben ez az anyag a fluidizált ágy rendszerben katalizálhat vagy átmenetileg kémiai reakcióba is léphet, azonban hetekben vagy hónapokban mért időtartamon át szemlélve kémiai értelemben gyakorlatilag nem használódik fel, fizikai jellemzői sem agglomerálódás, sem attritálás következtében nem változnak olyan mértékben, hogy ezek fluidizált ágy rendszerben való viselkedése lényegesen megváltozna. Fluidizált ágyas égőkamra esetében azt találtuk, hogy az előzőkben ismertetett vasoxidon kívül más megfelelő anyagok is használhatók, például alumíniumoxid, nikkel és nikkeloxid. Ezek az égőkamrában való üzemeltetési körülmények között kémiai és fizikai stabilitásukat szintén hosszú ideig megtartják, és ezek az anyagok jó hőátadási tényezővel rendelkeznek, amely a következő egyenletből határozható meg : HTP=Cp’s8 ahol HTP a hőátadási tényező, Cps a szilárd anyag fajhője és ps a szilárd anyag sűrűsége. A HTP a fluidizált ágy rendszerben levő ágy szemcse komponens hőátadási viselkedésével van arányban. Az égőkamrában való felhasználásra megfelelőnek talált négy anyag HTP értéke a következő: Fe203-nál 3,81; Al203-nál 2,77; Ni-nél 4,65; NiO-nál 4,09. Az Fe203 nagy gazdasági előnye, hogy a természetes vörös vasércben nagy koncentrációban fordul elő, amelynek aránylag alacsony az ára. Ezeken kívül még sok más anyag, például fém, fémötvözet, fémoxid és hasonló anyag vagy bevonat szemcseféleség van, amely alkalmas égőkamrában vagy más fluidizált ágyas berendezésben való felhasználásra. A 3. ábrán vázolt égőkamra rendszerben a visszaáramoltató út 100 hőcserélő részén hőátadó közeg áramlik keresztül, úgyhogy az első ágy szemcse komponens szemcséiben levő hő a közegnek adódik át. A hasonló alkatrészek jelölésére a 3. ábrán is a 2. ábránál alkalmazott hivatkozási számokat használjuk. A III szám a 16 fő égőkamra belsejében a II tér fölötti tér részt jelöli. Mint a 3. ábrán látható, a felragadott szilárd szemcsék a III térrészből 70 csővezetéken keresztül az első 36 el választóba áramlanak. Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséi finom, ásványi vörös vasércből vannak, amelyek az első 36 elválasztó aljából a 100 hőcserélőbe hullnak. A 100 hőcserélő annak a visszaáramlási útnak egy részét képezi, amelyen az első 60 ágy szemcse komponens szemcséi a 76a csővezetéken és II téren keresztül áramlanak. A 100 hőcserélőben hőátadó közeg (hűtőközeg), például víz áramlik keresztül a 102 tápvíz csövön, majd innen a 104 hőátadó csöveken áthaladva a 106 gőzcsőbe jut. A visszaáramló szemcsék lefelé a 104 hőátadó csövek körül hullnak, úgyhogy a szemcsékben levő hő 104 hőátadó csöveken keresztül a hűtőközegre, vízre jut át. A 3. ábrán vázolt hőcserélő arra használható, hogy a 16 fő égőkamrában szükséges hőcserélő felület nagyságát csökkenthessük vagy a kazáncsöveket esetleg elhagyhassuk. A mozgó ágy és csöves 100 hőcserélő helyett egy sűrű fluidizált ágy vagy más hőcserélő is használható. A 4. ábra egy olyan rendszert szemléltet, amely a találmány szerint kétlépcsős égés végrehajtására hasznái-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8
