177477. lajstromszámú szabadalom • Eljárás endoterm /hőfogyasztó/ folyamatok foganatosításához
5 177477 6 kg/m3 szuszpenziósűrűségnek 5 kg/1 szilárdanyagsürűség esetén pedig 100—1000 kg/m3 szuszpenziósűrűségnek. A szuszpenziósűrűséget a szekunderlevegő-vezeték felett oly módon választjuk meg, hogy a szilárdanyag térfogataránya a reaktortérben 0,2—2% között legyen. Az említett szilárdanyagsűrűségek esetében ez 3—30 kg/m3, illetve 10—100 kg/m3 szuszpenziósűrűségnek felel meg. Az előzőekben megadott feltételeknél a fluidizációs reaktorban mintegy 250—900 mm vízoszlop nyomásveszteség lép fel. Ezeknek az üzemi követelményeknek a Froude és Archimedes-féle jellemzőszámok útján való meghatározásakor alábbi tartományok adódnak : 0,1 < Arc 100, ahol djj 'g(Qk—6g) Ar =__________ 6g-v: jelölések : Fr = Froude-szám, Ar = Archimedes-szám, Qg = gázsűrűség, kg/m3-ben, Qk = szilárdanyagrészecskék sűrűsége, kg/m3-ben, dk = kúp-alakú részecskék átmérője, m-ben, v = kinematikai szívósság, m:/sec-ben, g = nehézségi állandó, m/sec:-ben. Ezzel szemben a tartózkodási periódus-reaktorban lévő szuszpenziósürűség a csekély fiuidizációsgáz-sebesség következtében, amely lényegileg a szilárdanyag átkeveréséhez szükséges, jelentősen nagyobb. Annak érdekében, hogy a tartózkodási periódus-reaktor teljes hasznosságát kihasználjuk, ennek olyannak kell lennie, hogy az össztérfogatban a szilárdanyag-részarány 35%-nál nagyobb legyen. Ugyancsak az előzőekben megadott sűrűségek figyelembevételével, ez 560 kg/m3, illetve 1750 kg/m3 szuszpenziósűrűségnek felel meg. A Froude és Archimedes-féle definíció szerint — ugyanazon Archimedes-szám tartomány adódik, mint a fluidizációs reaktornál, és — a következők szerinti Froude-szám % 'Fr ■ ——— <5 -10-3 6k—6g A fluidizációs reaktor, valamint a tartózkodási periódus-reaktor egymáshoz viszonyított méretei lényegileg az előre meghatározott termékminőség eléréséhez szükséges közepes össz-tartózkodási időtől, valamint az endoterm folyamat fajlagos hőfelhasználásától függ, illetve ezáltal van meghatározva. A fluidizációs reaktorban előre meghatározott szuszpenziósürűség, valamint az időegységre eső előre meghatározott tüzelőanyagmennyiség esetén a hőszükséglet emelkedésével (csökkentésével) a friss szilárdanyagból adagolt részarányt csökkenteni (növelni), a tartózkodási periódus-reaktorból visszavezetendő szilárdanyag-mennyiséget pedig növelni (csökkenteni) kell. Általában előnyös, ha a fluidizációs-reaktorban lévő közepes szilárdanyag tartózkodási idő 10—30 perc, míg a tartózkodási periódus-reaktorban ennek 2—10-szerese van beállítva. A fluidizációs reaktorban való közepes tartózkodási idő meghatározásánál a tartózkodási periódus-reaktorból visszavezetett szilárdanyagmennyiség együtt megy bele és a két reaktorban lévő közepes szuszpenziósürűség összegéből számítható ki, az óránkénti termékmennyiségre vonatkoztatva. A fluidizációhoz szükséges, valamint a szekunder'evegő-mennyiségének, főleg azonban a két gázáram elosztásának és a szekunderlevegő-hozzávezetési hely magasságának megválasztása további szabályozási lehetőségeket adnak a kezünkbe. A találmány egy további, előnyös megvalósításánál a szekunder-levegőt olyan magasságban vezetjük hozzá, amely a fluidizációs reaktor össz-magasságának 10—30" „ában helyezkedik el. A fluidizációs reaktorba bevezetett szekunder-levegőnek a fluidizációs levegőhöz való aránya célszerűen 10:1-től 1:1 értékig állítandó be. Amennyiben például a csekély fajlagos hőfelhasználas miatt csak kismennyiségű szilárdanyag-visszavezetés történik a tartózkodási periódus-reaktorból, másrészt azonban egy viszonylag hosszú össz-tartózkodási idő szükséges, akkor célszerű, ha a tartózkodási periódus-reaktorban közvetlen tüzelőanyag-hozzávezetéssel oldjuk meg a fűtést. A rendszerben lévő hőmérsékletre való tekintettel azután a cirkuláció nem szolgál például a tartózkodási periódus-reaktor lesugárzásából adódó veszteségek teljes fedezésére, hanem lényegileg csupán a finomszabályozásra. Jóllehet a tartózkodási periódus-reaktor rendszerint csak arra szolgál, hogy az össz-tartózkodási idő legnagyobb részében készenlétben álljon, azonban előidézhetők itt a szilárdanyagnál járulékos befolyások vagy reakciók a szilárdanyaggal. Ebben például a levegő helyett inertgázt alkalmazhatunk a fluidizáláshoz és/vagy részleges klórozás vagy fluorozás céljából klórt vagy fluort vezethetünk be. Annak érdekében, hogy az eljárás során jó hőgazdálkodást érjünk el, a folyamaton átviendő anyagot önmagában ismert módon a fluidizációs reaktor hulladékgázával — előnyösen lebegtető-kicserélőkben — előhevítjük és/vagy víztelenítjük. A távozógáz-hőmérséklet előnyös szabályozását különösen nedves feladagolási anyag esetén azáltal érhetjük el, hogy az endoterm folyamaton keresztülviendő anyagot részben közvetlenül, részben pedig közvetve, a távozógázáram hőjének elvonása után adagoljuk a fluidizáció:,-reaktorba. Megfelelő felosztás esetén, illetve segítségével beállíthatunk például egy olyan hőmérsékletet, amely előnyös akkor, ha a hulladékgáz tisztítását elektromos szűrővel kívánjuk végezni, de legalábbis elkerülhető az. hogy a harmatpont alá menjünk a hőfokkal. A nagymértékű hőgazdálkodásra tekintettel a találmány egy további előnyös foganatosítási módjánál az elvezetett szilárdanyag-áramot egy örvényhütőben hütjük, amely előnyösen több, egymás után kapcsolt és átáramoltatható hűtőkamrával rendelkezik. Ez az örvényhűtő a szekunderlevegő előmelegítésére és/'vagy — a kamrákba járulékosan elhelyezett merülő-hűtőcsőköteg útján — a fluidizációs-reaktor és/vagy a tartózkodási periódus-reaktor fluidizációs levegőjének előmelegítésére szolgálhat. Az örvényhűtő fluidizálásához — különösen redukciós folyamatoknál, amelyeknél el kell kerülni a reakciótennék visszaoxidálódását — levegő helyett inertgáz is használható, amely egy hőcserélőn — például egy közvetlen vízbevitelű Venturi-mosón — van körfolyamatban átvezetve, hűtés és adott esetben tisztítás céljából. A hűtőhatás foko5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
