СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОТ МЕЛКО- ДО КРУПНОЗЕРНИСТОГО ТВЕРДОГО ВЕЩЕСТВА ИЛИ СМЕСИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ НАКОПИТЕЛЬНОГО БУНКЕРА Российский патент 2013 года по МПК B01J8/12 B01J8/18 C10J3/02 

Изобретение относится к способу дозированного извлечения от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смеси твердых веществ из накопительного бункера с устройством для образования псевдоожиженного слоя в области выгрузки или же в дозировочной камере дозирующего бункера, а также к соответствующему устройству для осуществления способа.

Для возможности подачи, например, мелкозернистых твердых веществ из накопительного бункера к горелкам, является известным осуществление псевдоожижения в нижней области накопительных и/или соответствующих дозирующих бункеров, при этом подача из этой области в соответствующие трубопроводы осуществляется, например, с помощью газа. В качестве примера для подобного способа могут быть названы ЕР 531758 В1, ЕР 626196 В1 или DE 2831208 С, DE 3910073 А и DE 19715973 А. Для того, чтобы только назвать несколько примеров, DE 68902594 Т или DE 4108048 С описывают газоподводящие элементы, такие как например, расположенные на крае воронки кислородные копья или трубопроводы, снабженные выходными отверстиями для продувки.

Чтобы избежать необходимости псевдожижать все объемы бункера, что привело бы к очень большому расходу энергии и соответствующему расходу больших количеств газа, также является известным, осуществление псевдоожижения только в нижней области подобного бункера, так как это описано в вышеупомянутом DE 2831208 С.

При тяжело поддающихся посевдоожижению твердых веществах является известным усиление псевдоожижения посредством встроенных элементов, например мешалками или подобным, чтобы добиться, прежде всего, как можно более гомогенного псевдоожижения. Из-за сравнительно высоких значений давления до 8 МПа предъявляются высокие требования к уплотнениям, прежде всего к местам прохода вала. При этом высокое давление и подвижные части в твердом веществе приводят к сравнительно высокой подверженности повреждениям, которые соответственным образом наносят ущерб готовности всей установки.

Здесь вступает в дело изобретение, задача которого состоит в том, чтобы создать как можно более оптимальное псевдоожижение в нижней части подобных приемных или же дозирующих бункеров, избегая применения дополнительных систем, механических элементов или затратных встроенных элементов.

В способе указанного вначале типа эта задача согласно изобретению решена посредством того, что вводят газ в области дна дозирующей камеры для образования разрыхляющего твердое вещество псевдоожиженного слоя, и дополнительно вводят газ через вихревые форсунки для приведения псевдоожиженного слоя во вращение. С помощью этих обоих служащих разным целям газовых потоков является возможным достичь оптимального псевдоожижения при очень гомогенном образовании псевдоожиженного слоя, так что тем самым является возможным гомогенное извлечение, например, топлива.

Изобретение особо предпочтительно применимо для дозирования от мелко- до крупнозернистого топлива из находящегося под высоким давлением накопительного бункера для способа газификации под давлением, в котором мелко распределенные типы топлива, такие как, например, пылевидные (<0.5 мм) типы топлива, например уголь, нефтяной кокс, биологические отходы или же топливо, или жидкие типы топлива, такие как нефть, гудрон, остатки нефтепереработки и другие жидкие остатки, которые могут быть распылены в газификаторе, преобразуются во взвешенном состоянии при незначительной насыщенности частицами (<50 кг/м³; отсутствие псевдоожиженного слоя) с помощью кислородосодержащих газифицирующих веществ при повышенном давлении при температурах выше точки плавления шлака.

Варианты выполнения способа согласно изобретению следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. При этом может быть предусмотрено, что образующий завихрение газовый поток вводится тангенциально или под углом к стенке дозирующего бункера и/или под углом к горизонтальной плоскости.

При этом целесообразно, если тангенциальный угол установлен в диапазоне между 0 и 80°, а занимаемый к горизонталям угол установлен в диапазоне между 0 и 45°, как это также предусматривает изобретение.

Предпочтительно также, если достигнутая за счет общей подачи газа скорость относительно поперечного сечения псевдоожижающейся области в дозирующем бункере устанавливается в диапазоне от 0,5 до 10 крат от минимальной скорости псевдоожижения твердого вещества, предпочтительно в диапазоне от 1 до 5 крат. Вышеуказанные меры приводят к оптимальному эффекту перемешивания на пневматическом пути внутри подаваемого материала, так что, например, через центральное выпускное отверстие может быть извлечен соответственно гомогенный поток газа/твердого вещества.

Для решения задачи изобретение также предусматривает устройство, а именно, для дозированной разгрузки от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смесей твердого вещества из дозирующего бункера по меньшей мере с одной находящейся внизу в направлении действия силы тяжести дозирующей камерой с предназначенными для образования псевдоожиженного слоя газоподводящими отверстиями в дне камеры, которое отличается тем, что наряду с служащими для псевдоожижения газоподводящими устройствами предусмотрены дополнительные, подающие поток газа к дозирующей камере вихревые форсунки. Как уже было указано выше, с помощью вихревых форсунок может достигаться эффект перемешивания в псевдоожиженном слое со связанными с этим преимуществами.

Варианты осуществления изобретения следуют из последующих зависимых пунктов формулы изобретения. Так, например, в одном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что вихревые форсунки предусмотрены пронизывающим образом в цилиндрической стенке дозирующей камеры и/или в дне камеры псевдоожижения.

Целесообразным образом, вихревые форсунки имеют тангенциальный выход газового потока относительно стенки камеры и/или расположенного под углом направления выхода относительно горизонтальной плоскости, при этом соответствующий угол может находиться в диапазоне между 0 и 45°.

Изобретение также предусматривает, что дозирующий бункер в области дна бункера оснащен по меньшей мере двумя дозирующими камерами.

Само дно дозирующей камеры может также быть выполнено воронкообразным с углом наклона от 0 до 60°, прежде всего от 10 до 20° относительно горизонталей.

Другие признаки, подробности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания, а также чертежа. На чертеже показаны:

Фиг.1 - упрощенный разрез через устройство согласно изобретению, а также

Фиг.2 - вид сверху на дозирующую камеру со стрелками потока образованного в ней псевдоожиженного слоя.

Накопительный бункер, обозначенный в целом ссылочным обозначением 1, имеет сыпучую массу 2 твердого вещества. Накопительный бункер 1 на нижнем конце оснащен переходной воронкой 3. При этом на фиг.1 ссылочным обозначением D_FB обозначен диаметр неподвижного слоя, ссылочным обозначением D_WS - диаметр псевдоожиженного слоя, а ссылочным обозначением D_A - внутренний диаметр слива.

Переходная воронка 3 ведет по существу в цилиндрическую дозирующую камеру 4, при этом в дозирующей камере 4 является формируемым псевдоожиженный слой. Псевдоожиженное здесь твердое вещество обозначено ссылочным обозначением 5, при этом 6 указывает угол вытекания относительно горизонтальной плоскости газового потока из обозначенных ссылочным обозначением 7 вихревых форсунок. В качестве газа может использоваться, например, азот, воздух, диоксид углерода, рециркулирующий дымовой газ или синтез-газ или смеси этих газов.

Дозирующая камера 4 также имеет слегка воронкообразное (конусообразное) дно, которое выполнено в виде газораспределительной тарелки 8, соответствующий подвод газа к газораспределительной тарелке обозначен ссылочным обозначением 10, подвод газа к вихревым форсункам ссылочным обозначением 11.

Псевдоожиженное топливо может быть извлечено через центральное выпускное отверстие 12 и, быть подано, например, к горелкам, что не отображено на фигурах более подробно.

На фиг.2 ссылочным обозначением 13 указан угол выхода газа относительно тангенциального направления, который занимает газовый поток из вихревых форсунок для того, чтобы заставить циркулировать содержимое дозирующей камеры 4 таким образом, как это указано маленькими стрелками на фиг.2. На фиг.2 штрихпунктирной линией также показаны окружности вихревых форсунок.

Для того чтобы при подаче твердого вещества, обозначенного ссылочным обозначением 15, минимизировать, по возможности, толчок заполнения внутри дозирующего бункера 1 могут быть предусмотрены, например, отражатели или подобное, что указано ссылочным обозначением 16.

Вихревые форсунки 7 могут пронизывать не только газораспределительную тарелку 8, они могут быть также предусмотрены в вертикальных стенках дозирующей камеры 4, что обозначено ссылочным обозначением 18, при этом соответствующий подвод газа имеет ссылочное обозначение 19. Угол наклона газораспределительной тарелки 8 обозначен ссылочным обозначением а или же 9. Газораспределительная тарелка может быть выполнена из пористого материала, иметь отверстия или форсунки или комбинации этих устройств.

Разумеется, описанный пример осуществления изобретения, без отхода от основной идеи, может быть многократно видоизменен, прежде всего может быть предусмотрено управление для цикличной подачи сжижающего газа и/или вихревого газа, подачи газа могут управляться синхронно или последовательно и любым подобным образом.

Изобретение относится к способу дозированного извлечения от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смеси твердых веществ из накопительного бункера с устройством для образования псевдоожиженного слоя в области выгрузки или же в дозировочной камере дозирующего бункера, а также к соответствующему устройству для осуществления способа. Согласно способу в области дна дозирующей камеры вводят газ для образования разрыхляющего твердое вещество псевдоожиженного слоя и дополнительно вводят газ через вихревые форсунки для приведения псевдоожиженного слоя во вращение, при этом твердое вещество из дозирующей камеры отводят вниз в направлении действия силы тяжести. Устройство для дозированной разгрузки наряду со служащими для псевдоожижения газоподводящими устройствами содержит дополнительные подающие поток газа к дозирующей камере вихревые форсунки и направленное вниз в направлении силы тяжести выпускное отверстие. Изобретение обеспечивает оптимальное псевдоожижение в нижней части приемных или дозирующих бункеров, избегая применения дополнительных систем, механических элементов или затратных встроенных элементов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ дозированного извлечения от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смеси твердых веществ из накопительного бункера с устройством для образования псевдоожиженного слоя в области выгрузки или же в дозировочной камере накопительного бункера,
отличающийся тем, что
в области дна дозирующей камеры вводят газ для образования разрыхляющего твердое вещество псевдоожиженного слоя и дополнительно вводят газ через вихревые форсунки для приведения псевдоожиженного слоя во вращение,
при этом твердое вещество из дозирующей камеры отводят вниз в направлении действия силы тяжести.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующий завихрение газовый поток вводят тангенциально или под углом к стенке дозирующего бункера и/или под углом к горизонтальной плоскости.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что тангенциальный угол устанавливают в диапазоне между 0 и 80°, а занимаемый к горизонталям угол устанавливают в диапазоне между 0 и 45°.

4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что достигнутую за счет подачи газа скорость относительно поперечного сечения псевдоожижающейся области в дозирующем бункере устанавливают в диапазоне от 0,5 до 10 крат от минимальной скорости псевдоожижения твердого вещества, предпочтительно в диапазоне от 1 до 5 крат.

5. Устройство для дозированной разгрузки от мелко- до крупнозернистого твердого вещества или смесей твердого вещества из дозирующего бункера (1)
по меньшей мере с одной находящейся внизу в направлении действия силы тяжести дозирующей камерой с предназначенными для образования псевдоожиженного слоя газоподводящими отверстиями в дне камеры,
отличающееся тем, что
наряду со служащими для псевдоожижения газоподводящими устройствами (10) предусмотрены дополнительные, подающие поток газа к дозирующей камере (4) вихревые форсунки (7) и направленное вниз в направлении силы тяжести выпускное отверстие (12).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что вихревые форсунки (7) предусмотрены пронизывающим образом в цилиндрической стенке дозирующей камеры (4) и/или в дне (8) камеры псевдоожижения.

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что вихревые форсунки (7) имеют тангенциальный выход или другой угол выхода газового потока относительно стенки камеры и/или расположенного под углом направления выхода относительно горизонтальной плоскости, при этом соответствующий угол находится в диапазоне между 0 и 80°.

8. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что дозирующий бункер (1) в области дна бункера оснащен по меньшей мере двумя дозирующими камерами (4).

9. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что дно (8) дозирующей камеры выполнено воронкообразным с углом наклона от 0 до 60°, прежде всего от 10 до 20° относительно горизонталей.