ГОЛОВКА СОПЛА ПСЕВДООЖИЖАЮЩЕГО ГАЗА И РЕАКТОР С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ СО МНОЖЕСТВОМ ГОЛОВОК СОПЛА ПСЕВДООЖИЖАЮЩЕГО ГАЗА Российский патент 2020 года по МПК F23C10/20 B01J8/44 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Область техники

[0002] Настоящее изобретение относится к головке сопла псевдоожижающего газа и реактору с псевдоожиженным слоем, снабженному множеством головок сопла псевдоожижающего газа. Так, настоящее изобретение, в частности, относится к головке сопла псевдоожижающего газа, пригодной для соединения с устройством подачи псевдоожижающего газа, таким как воздушная камера с вертикальными подводящими трубами псевдоожижающего газа, реактора с псевдоожиженным слоем, предназначенным для подачи псевдоожижающего газа в реактор с псевдоожиженным слоем.

[0003] Реакторы с псевдоожиженным слоем, такие как бойлеры или газификаторы с циркулирующим или стационарным кипящим псевдоожиженным слоем, включают реакционную камеру, ограничиваемую вертикальными боковыми стенками, элементом потолочной части и элементом днища, и псевдоожиженный слой, состоящий из твердых частиц, таких как песок, известняк, частицы золы и топлива, удерживаемых в нем. Слой псевдоожижают путем подачи псевдоожижающего газа, такого как воздух горения, из источника псевдоожижающего газа, такого как, так называемая, воздушная камера, расположенная под элементом днища, или, так называемая, воздуходувная штанга, соединенная с боковыми стенками реакционной камеры, через сопла псевдоожижающего газа в реакционную камеру. Псевдоожижающий газ вводят через сопла псевдоожижающего газа в реакционную камеру с заданной, относительно высокой скоростью и в заданном направлении.

[0004] Обычно используемые в реакторах с псевдоожиженным слоем сопла псевдоожижающего газа изготовлены из стали и включают вертикальную подводящую трубу псевдоожижающего газа и головку сопла псевдоожижающего газа, через которую псевдоожижающий газ направляют в ректор с псевдоожиженным слоем вертикально или немного вниз, либо равномерно распределенным во все стороны, либо направленным в определенные стороны. Сочетание вертикальной подводящей трубы псевдоожижающего газа и источника псевдоожижающего газа далее именуется устройством подачи псевдоожижающего газа, при этом, головка сопла псевдоожижающего газа соединена с устройством подачи псевдоожижающего газа.

[0005] В патенте США № 5575086 представлена конструкция сопла псевдоожижающего газа, включающего вертикальную подводящую трубу псевдоожижающего газа, составляющую единое целое с головкой сопла псевдоожижающего газа. Головка сопла псевдоожижающего газа включает две или четыре цилиндрических трубы, расположенных симметрично сбоку от верхней части вертикальной подводящей трубы псевдоожижающего газа под углом, примерно, двадцать градусов относительно горизонтальной плоскости в сторону элемента днища реактора с псевдоожиженным слоем.

[0006] В патенте США № 3708887 представлена конструкция сопла псевдоожижающего газа, включающего вертикальную подводящую трубу псевдоожижающего газа и толстостенную головку сопла псевдоожижающего газа, соединенную посредством резьбового штуцера с вертикальной подводящей трубой псевдоожижающего газа. Головка сопла псевдоожижающего газа включает цилиндрическое пространство распределения газа и множество расположенных симметрично и наклоненных вниз выпускных каналов, просверленных в боковой стенке пространства распределения газа. В соответствии с другим вариантом осуществления этого изобретения, головка сопла псевдоожижающего газа имеет Т-образную форму и включает множество направленных вниз отверстий по горизонтали со всех сторон головки сопла псевдоожижающего газа.

[0007] В патенте Польши № 217984 В1 описана головка сопла псевдоожижающего газа, включающая впускной канал с вертикальной осью, протяженное по горизонтали пространство в верхней части впускного канала и два выпускных канала, соединенных с концами протяженного по горизонтали пространства, при этом, выпускные каналы включают вертикальную верхнюю часть и нижнюю часть, наклоненную вниз под углом 30 градусов от оси впускного канала.

[0008] В корейской патентной публикации 100725001 показано сопло псевдоожижающего газа, включающее вертикальную подводящую трубу псевдоожижающего газа и головку сопла псевдоожижающего газа. Подводящая труба псевдоожижающего газа входит в центр полого пространства в головке сопла псевдоожижающего газа, при этом, диаметр полого пространства больше, чем наружный диаметр подводящей трубы псевдоожижающего газа. Множество наклоненных наружу выпускных каналов для газа с овальным поперечным сечением расположены так, что их верхний конец находится на наружной окружности дна полого пространства.

[0009] Хорошо известным требованием, предъявляемым к головке сопла псевдоожижающего газа, является сведение к минимуму риска обратного смещения материала из псевдоожиженного слоя в устройство подачи псевдоожижающего газа при малых рабочих нагрузках реактора с псевдоожиженным слоем. Обратное смещение, обычно происходящее из-за локального изменения давления в псевдоожиженном слое, тесно связано с особенностями конструкции головки сопла псевдоожижающего газа.

[0010] Целью настоящего изобретения является обеспечение газового сопла, износостойкой при жестких рабочих условиях, в которой поток газа оптимизирован так, что сводится к минимуму риск обратного смещения даже при малых рабочих нагрузках.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В соответствии с одним из аспектов, изобретением обеспечивается головка сопла псевдоожижающего газа, пригодная для соединения с устройством подачи псевдоожижающего газа реактора с псевдоожиженным слоем, при этом, головка сопла псевдоожижающего газа включает впускной канал, имеющий продольную ось, впускной конец и второй конец, при этом, впускной конец впускного канала пригоден для соединения впускного канала вертикальным газопоточным соединением с устройством подачи псевдоожижающего газа, четыре выпускных канала, при этом, каждый из четырех выпускных каналов простирается от первого конца до выпускного конца, и газораспределительное пространство, имеющее нижнюю поверхность и потолочную часть, противоположное нижней поверхности, при этом, второй конец впускного канала и первые концы четырех выпускных каналов соединены прямым газопоточным соединением с газораспределительным пространством, при этом, каждый из первых концов четырех выпускных каналов имеет центральную точку, и эти центральные точки образуют прямоугольник с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами с аспектным отношением, по меньшей мере, 2:1.

[0012] Головка сопла псевдоожижающего газа с четырьмя выпускными каналами, расположенными в форме прямоугольника с длинными и короткими сторонами, отличается от обычной симметричной головки сопла тем, что обеспечивает распределение псевдоожижающего газа, главным образом, по двум противоположным по горизонтали направлениям, тем самым, поддерживая устойчивое и сбалансированное разделение потока псевдоожижающего газа.

[0013] В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, второй конец впускного канала и первые концы четырех выпускных каналов напрямую соединены с нижней поверхностью газораспределительного пространства. Преимущественно, нижняя поверхность газораспределительного пространства имеет, в общем, прямоугольное поперечное сечение, перпендикулярное продольной оси впускного канала, и второй конец впускного канала и каждый из первых концов четырех выпускных каналов имеет прямоугольное сечение, особенно предпочтительно, квадратное поперечное сечение. Тем самым, поперечные сечения второго конца впускного канала и первых концов четырех выпускных каналов, преимущественно, расположены так, что, по существу, охватывают поперечное сечение нижней поверхности газораспределительного пространства. Такое расположение поперечных сечений благоприятно с точки зрения формирования компактной головки сопла псевдоожижающего газа. Такое расположение прямоугольных концов впускного канала и выпускных каналов в газораспределительном пространстве обеспечивает компактную геометрию и траекторию потоков, идеальную для разделения и направления псевдоожижающего газа в выпускные каналы.

[0014] Газораспределительное пространство, предпочтительно, является симметричным относительно плоскости симметрии, каковая плоскость симметрии перпендикулярна длинным сторонам прямоугольника, определяемого центральными точками первых концов четырех выпускных каналов. Таким образом, продольная ось впускного канала лежит в плоскости симметрии, а первые концы четырех выпускных каналов расположены в газораспределительном пространстве симметрично, так что первые концы двух выпускных каналов из четырех выпускных каналов расположены на каждой стороне плоскости симметрии. Тем самым, расстояние между первыми концами двух выпускных каналов, расположенных на одной и той же стороне плоскости симметрии, меньше, чем расстояние между первыми концами двух выпускных каналов на противоположных сторонах плоскости симметрии.

[0015] Газораспределительное пространство, в общем, может быть свободным пространством, однако, в соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, газораспределительное пространство разделено на две, в общем, идентичные половины вертикальной разделительной стенкой, параллельной длинным сторонам прямоугольника, определяемого центральными точками первых концов четырех выпускных каналов, при этом, два первых конца расположены на каждой стороне разделительной стенки. Разделительная стенка, предпочтительно, проходит от потолочной части газораспределительного пространства до его нижней поверхности. Разделительная стенка эффективным образом увеличивает длину выпускных каналов и, тем самым, предотвращает пульсацию давления между соседними выпускными каналами. Благодаря разделительной стенке устанавливается однородный поток газа в каждый выпускной канал, тем самым, сводится к минимуму риск обратного смещения материала слоя через сопло в устройство подачи газа.

[0016] В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, перегородка, соединенная с потолочной частью, расположена в плоскости симметрии, перпендикулярной указанной выше разделительной стенке газораспределительного пространства. Перегородка направляет поток псевдоожижающего газа в газораспределительном пространстве так, что в пары выпускных каналов по обеим сторонам от плоскости симметрии поступает равный объем газа. Для повышения эффективности перегородка, преимущественно, простирается от потолочной части на расстояние, составляющее, по меньшей мере, 40% расстояния от потолочной части до нижней поверхности. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, перегородка проходит от потолочной части до впускного канала. Тем самым, риск неравномерного распределения псевдоожижающего газа в выпускные каналы, связанный с неравномерным давлением слоя в реакторе, сводится к минимуму.

[0017] Благодаря компактному размещению впускного канала, газораспределительного пространства и четырех выпускных каналов, головка сопла псевдоожижающего газа также, преимущественно, имеет компактную наружную форму. Тем самым, впускной канал, газораспределительное пространство и четыре выпускных канала, предпочтительно, охватываются общей ровной поверхностью. Такая форма отличается износостойкостью в эрозионных и/или коррозионных условиях реактора с псевдоожиженным слоем. Такая компактная головка сопла псевдоожижающего газа, преимущественно, может быть изготовлена способом литья.

[0018] Каждый из четырех выпускных каналов, преимущественно, включает вертикально проходящую, предпочтительно, по меньшей мере, почти вертикальную верхнюю часть. Тем самым, когда второй конец вертикального впускного канала и первые концы четырех выпускных каналов напрямую соединены с нижней поверхностью газораспределительного пространства, поток псевдоожижающего газа в газораспределительном пространстве совершает, по меньшей мере почти, полный оборот на 180 градусов, благодаря чему уменьшается риск обратного смещения частиц материала слоя по сравнению, например, с соплами, в которых выпускные каналы наклонены на 30 градусов от вертикальной оси впускного канала. Для обеспечения плавного поворота псевдоожижающего газа в газораспределительном пространстве, потолочная часть газораспределительного пространства, преимущественно, в целом, плоская над вторым концом впускного канала и имеет дугообразную форму над первыми концами выпускных каналов, так что потолочная часть плавно соединяется с выпускными каналами.

[0019] Даже когда верхние части выпускных каналов вертикальны, нижние части выпускных каналов, преимущественно, наклонены наружу от плоскости симметрии. Особенно предпочтительная головка сопла псевдоожижающего газа может быть получена, когда вертикально проходящие верхние части выпускных каналов наклонены наружу от плоскости симметрии, по меньшей мере, на 10 градусов, а нижняя часть каждого выпускного канала наклонена наружу от плоскости симметрии по меньшей мере, на 10 градусов больше, чем верхняя часть того же выпускного канала. Оказалось, что такая конструкция выпускного канала обеспечивает превосходное распределение псевдоожижающего газа в реакторе и, одновременно, позволяет поддерживать профиль скорости псевдоожижающего газа в выпускных каналах, сводящий к минимуму риск обратного смещения. В соответствии с одним из преимущественных вариантов осуществления настоящего изобретения, выпускные каналы или, по меньшей мере, их нижние части наклонены наружу так, что центральные точки выпускных концов четырех выпускных каналов определяют прямоугольник с аспектным отношением, по меньшей мере, 3:1.

[0020] Устройство подачи псевдоожижающего газа обычно включает вертикальные подводящие трубы псевдоожижающего газа, имеющие круглое поперечное сечение, с каждой из которых должна быть соединена головка сопла псевдоожижающего газа, соответствующая настоящему изобретению. Следовательно, впускной канал обычно имеет впускной конец с круглым поперечным сечением. Поскольку впускной канал, преимущественно, имеет второй конец прямоугольного или квадратного поперечного сечения, впускной канал, преимущественно, включает переходный участок, на котором круглое поперечное сечение переходит в прямоугольное или квадратное поперечное сечение. Соответственно, выпускные каналы, первый конец которых, преимущественно, имеет прямоугольное или квадратное поперечное сечение, преимущественно, имеют выпускной конец с круглым поперечным сечением и переходный участок, на котором прямоугольное или квадратное поперечное сечение переходит в круглое поперечное сечение.

[0021] Чтобы дополнительно уменьшить риск обратного смещения частиц слоя, впускной канал и/или каждый из четырех выпускных каналов, преимущественно, включает зону с уменьшающимся в направлении потока газа поперечным сечением. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, зона с уменьшающимся в направлении потока газа поперечным сечением реализована на переходном участке между двумя частями канала с круглым и прямоугольным поперечным сечением, соответственно.

[0022] В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение относится к реактору с псевдоожиженным слоем, включающему множество сопел псевдоожижающего газа, имеющих головку сопла псевдоожижающего газа, соответствующую любому из описанных выше вариантов осуществления изобретения.

[0023] Приведенное выше короткое описание, а также дополнительные цели, отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания предпочтительных на сегодняшний день, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, при его рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0024] На фиг. 1 представлена схема бойлера с псевдоожиженным слоем и множеством сопел псевдоожижающего газа.

[0025] На фиг. 2 схематично показано вертикальное поперечное сечение головки сопла псевдоожижающего газа, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0026] На фиг. 3 схематично показано горизонтальное поперечное сечение головки сопла псевдоожижающего газа, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0027] На фиг. 4 схематично показан вид снизу головки сопла псевдоожижающего газа, соответствующей одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] На представленной на фиг. 1 схеме показан реактор 10 с псевдоожиженным слоем, который может представлять собой, например, бойлер или газификатор с циркулирующим или стационарным кипящим псевдоожиженным слоем. Реактор с псевдоожиженным слоем включает реакционную камеру 12, ограничиваемую вертикальными боковыми стенками 14, потолочная части 16 и элементом 18 днища, и псевдоожиженный слой, состоящий из твердых частиц, таких как песок, известняк, частицы золы и/или топлива, удерживаемых в нем. Слой псевдоожижают путем подачи псевдоожижающего газа, такого как воздух горения, из источника 20 псевдоожижающего газа в реакционную камеру. На фиг. 1 источник псевдоожижающего газа включает воздушную камеру, расположенную под элементом 18 днища, однако, в качестве альтернативы, источник псевдоожижающего газа также может относиться и к другому типу, например, представлять собой группу, так называемых, воздуходувных штанг, соединенных с боковыми стенками реакционной камеры. Источник 20 псевдоожижающего газа снабжен подводящими трубами 22 псевдоожижающего газа, предназначенными для подачи псевдоожижающего газа из источника псевдоожижающего газа в реактор. На фиг. 1 каждая из подводящих труб псевдоожижающего газа оборудована головкой 24 сопла псевдоожижающего газа, предназначенной для оптимальной подачи псевдоожижающего газа в реакционную камеру с заданной, относительно высокой скоростью и в заданном направлении. На практике реактор с псевдоожиженным слоем включает также множество других частей, таких как сопла для подачи топлива, канал отходящего газа и т.д. Однако, поскольку эти части несущественны для настоящего изобретения, на фиг. 1 они не показаны. На фиг. 2 показано вертикальное поперечное сечение головки 24 сопла псевдоожижающего газа вдоль вертикальной плоскости, на фиг. 3 обозначенной В-В, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. На поперечном сечении показан впускной канал 26 с продольной осью S. Когда головка сопла псевдоожижающего газа установлена в реакторе с псевдоожиженным слоем, впускной канал, в общем, расположен вертикально и подает псевдоожижающий газ вверх. Следовательно, использование таких терминов, как «нижний» или «днище» соответствует относительному положению соответствующего элемента, когда головка сопла установлена в нормальном положении.

[0029] Впускной канал 26 включает входную часть 28 с расширенной нижней частью 30, в которую вваривают подводящую трубу псевдоожижающего газа, когда головку сопла псевдоожижающего газа соединяют с источником подачи псевдоожижающего газа реактора с псевдоожиженным слоем. В качестве альтернативы, средство соединения головки сопла псевдоожижающего газа с источником подачи псевдоожижающего газа реактора с псевдоожиженным слоем может принадлежать к любому другому надлежащему типу, такому как поворотный замок байонетного типа, известный из патента США № 9333476.

[0030] Входная часть 28 впускного канала 26 включает впускной конец 32 с круглым поперечным сечением, как будет описано далее со ссылкой на фиг. 4. Конечная часть впускного канала 26 в настоящем документе называется второй частью 34, которая имеет верхний конец, так называемый, второй конец 36, в общем, прямоугольного или квадратного поперечного сечения, как будет описано далее со ссылкой на фиг. 3. Между впускной частью 28 и второй частью 34 находится переходная часть 38 от круглого поперечного сечения к прямоугольному поперечному сечению. Второй конец 36 впускного канала 26 расположен на нижней поверхности 40 газораспределительного пространства 42.

[0031] Газораспределительное пространство 42, в общем, может быть свободным пространством, однако, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения газораспределительное пространство разделено разделительной стенкой 78 на две идентичные половины так, что два выпускных канала, такие как выпускные каналы 46 и 46’, показанные на фиг. 2, находятся по одну сторону от разделительной стеки 78. Таким образом, газ, поступающий в головку сопла через впускной канал 26, сначала разделяется разделительной стенкой 78 на две половины газораспределительного пространства и, после этого, поступает в соответствующие выпускные каналы 46 и 46’. Таким образом, разделительная стенка эффективным образом увеличивает длину выпускных каналов и, тем самым, предотвращает пульсацию давления между соседними выпускными каналами. Благодаря разделительной стенке устанавливается однородный поток газа в каждый выпускной канал, тем самым, сводится к минимуму риск обратного смещения материала слоя через сопло в устройство подачи газа.

[0032] Нижняя поверхность 40 газораспределительного пространства 42 включает, помимо второго конца 36 впускного канала 26, также первые концы 44 четырех выпускных каналов 46 головки сопла псевдоожижающего газа. Второй конец 36 впускного канала 26 и первые концы 44 четырех выпускных каналов 46 соединены с газораспределительным пространством 42 прямым газопоточным соединением.

[0033] Форма и расположение второго конца 36 впускного канала 26 и первых концов 44 четырех выпускных каналов 46 подробно описаны со ссылкой на фиг. 3. Газораспределительное пространство 42 включает в себя потолочную часть 48, противоположное нижней поверхности 40, при этом, потолочная часть включает в себя, в общем, плоскую часть 50 над вторым концом 36 впускного канала 26 и дугообразные части 52 над первыми концами 44 выпускных каналов 46 с тем, чтобы потолочная часть плавно соединялась с выпускными каналами.

[0034] На фиг. 2 показано два выпускных канала 46, 46’, выпускной конец 54 которых находится на нижней поверхности 56 головки 24 сопла псевдоожижающего газа, однако в реальности, головка 24 сопла псевдоожижающего газа включает четыре выпускных канала, что можно видеть на фиг. 3 и 4. Первые концы 44 выпускных каналов 46, 46’ имеют, в общем, прямоугольное поперечное сечение, что можно видеть на фиг. 3, выпускные концы 54 выпускных каналов имеют, в общем, круглое или овальное поперечное сечение, что можно видеть на фиг. 4. Таким образом, выпускные каналы 46, 46’ имеют переходную часть 58, в которой поперечное сечение выпускного канала трансформируется из прямоугольного в круглое. Каждый из четырех выпускных каналов, преимущественно включает, как и впускной канал 26, зону с уменьшающимся в направлении потока газа поперечным сечением.

[0035] Каждый из четырех выпускных каналов 46, 46’, преимущественно, включает вертикально проходящую верхнюю часть 60 и нижнюю часть 62, которая наклонена наружу от направления верхней части. Верхняя часть может быть вертикальной, однако, преимущественно, она наклонена наружу от вертикали, по меньшей мере, на 10 градусов. Соответственно, нижняя часть 62 каждого выпускного канала 46, преимущественно, наклонена наружу, по меньшей мере, на 10 градусов больше, чем верхняя часть 60 того же выпускного канала. Термин «наклонена наружу» в данном случае означает наклон наружу от плоскости симметрии С-С, что лучше видно на фиг. 3, каковая плоскость включает ось S и расположена перпендикулярно плоскости фиг. 2.

[0036] Нижняя поверхность 56 головки 24 сопла псевдоожижающего газа, преимущественно, включает горизонтальную центральную часть 64, которая включает впускной конец 32 впускного канала 26, и отклоненные вверх наружные части 66, которые включают выпускные концы 54 четырех выпускных каналов 46. Отклоненные вверх наружные части 66 нижней поверхности 56, в общем, перпендикулярны направлению нижних частей 62 соответствующих выпускных каналов 46.

[0037] У центральной плоскости симметрии С-С, перпендикулярной плоскости фиг. 2, преимущественно, расположена перегородка 68, соединенная с потолочной частью 48. Перегородка простирается, преимущественно, от потолочной части 48 на расстояние, равное, по меньшей мере, 40% расстояния от потолочной части 48 до нижней поверхности 40. Также возможно, чтобы перегородка 68 проходила от потолочной части 48 внутрь впускного канала 26, например, до второй части 34 входного канала 26.

[0038] Головка 24 сопла псевдоожижающего газа, соответствующая настоящему изобретению, имеет компактную наружную форму, при этом, впускной канал 26, газораспределительное пространство 42 и четыре выпускных канала 46 охватываются общей ровной поверхностью. Такую головку сопла, преимущественно, изготавливают путем литья износостойкого материала, такого как аустенитная нержавеющая сталь, пригодная для использования при высокой температуре. Поэтому головка сопла отличается износостойкостью в жестких рабочих условиях реактора с псевдоожиженным слоем.

[0039] На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении головки 24 сопла псевдоожижающего газа, показанной на фиг. 2, по горизонтальной плоскости, на фиг. 2 обозначенной А-А. На фиг. 3, в целом, показана, в центральной части поперечного сечения, нижняя поверхность 40 газораспределительного пространства 42 и, более конкретно, второй конец 36 впускного канала 26 и первые концы 44 четырех выпускных каналов 46. В центре газораспределительного пространства 42 можно видеть перегородку 78, которая проходит от потолочной части газораспределительного пространства, в общем, до уровня его нижней поверхности.

[0040] Как показано на фиг. 3, каждый из концов - второй конец 36 впускного канала 26 и первые концы 44 четырех выпускных каналов 46 - имеет, в целом, прямоугольное поперечное сечение. Нижняя поверхность 40 газораспределительного пространства имеет, в целом, прямоугольное поперечное сечение, которое, по существу, охватывается вторым концом 36 впускного канала 26 и четырьмя первыми концами выпускных каналов 46.

[0041] На фиг. 3 также показаны центральные точки Р первых концов 44 четырех выпускных каналов 46. В соответствии с настоящим изобретением, центральные точки Р определяют прямоугольник 66 с двумя длинными сторонами 68 и двумя короткими сторонами 70, имеющий, предпочтительно, аспектное отношение, по меньшей мере, 2:1, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 3:1. Как можно видеть на фиг. 3, газораспределительное пространство симметрично относительно плоскости симметрии С-С, перпендикулярной длинным сторонам 68. Так, первые концы 44 четырех выпускных каналов 46 расположены в газораспределительном пространстве симметрично, и первые концы двух выпускных каналов находятся рядом по одну сторону плоскости симметрии С-С.

[0042] На фиг. 4 схематично показан вид головки 24 сопла псевдоожижающего газа при взгляде со стороны нижней поверхности 56 головки сопла. Так, можно видеть, что впускной конец 32 впускного канала 26 в центральной в горизонтальном направлении части 64 нижней поверхности 56 и каждый из выпускных концов 54 выпускных каналов 46 в отклоненных вверх наружных частях 66 нижней поверхности 56 имеют круглое поперечное сечение. На фиг. 4 также показан край расширенной части 30 впускного канала 26. Через впускной канал 26 также видны квадратное поперечное сечение второго конца 36 впускного канала 26 и разделительная стенка 78 газораспределительного пространства. На фиг. 4 также показана перегородка 68, присоединенная вдоль плоскости симметрии С-С к потолочной части 48 газораспределительного пространства 42.

[0043] Поскольку выпускные каналы 46 отклонены наружу от плоскости симметрии С-С, центральные точки Q выпускных концов 54 выпускных каналов 46 определяют прямоугольник 72 с двумя длинными сторонами 74 и двумя короткими сторонами 76, имеющий большее аспектное отношение, чем прямоугольник, определяемый первыми концами выпускных каналов, описанный выше со ссылкой на фиг. 3. Таким образом, аспектное отношение прямоугольника 72 составляет, предпочтительно, по меньшей мере, 3:1, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 5:1.

[0044] Хотя изобретение описано в настоящем документе на примерах в соответствии с тем, что на сегодняшний день считается наиболее предпочтительным вариантом его осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными вариантами его осуществления, напротив, подразумевает охват различных сочетаний или модификаций его отличительных особенностей и некоторых других вариантов применения, включаемых в объем изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения.

Головка (24) сопла псевдоожижающего газа, пригодная для соединения с устройством подачи псевдоожижающего газа реактора с псевдоожиженным слоем, при этом, головка сопла псевдоожижающего газа включает впускной канал (26), имеющий продольную ось, впускной конец (32) и второй конец (36), при этом, впускной конец впускного канала пригоден для соединения впускного канала посредством вертикального газового соединения с устройством подачи псевдоожижающего газа, четыре выпускных канала (46), при этом, каждый из четырех выпускных каналов простирается от первого конца (44) до выпускного конца (54), и газораспределительное пространство (42), имеющее нижнюю поверхность (40) и потолочную часть (48), противоположное нижней поверхности, при этом, второй конец впускного канала и первые концы четырех выпускных каналов соединены посредством прямого газового соединения с газораспределительным пространством, при этом, каждый из первых концов четырех выпускных каналов имеет центральную точку, и эти центральные точки образуют прямоугольник с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами с аспектным отношением, по меньшей мере, 2:1. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Головка (24) сопла псевдоожижающего газа, пригодная для соединения с устройством подачи псевдоожижающего газа реактора с псевдоожиженным слоем, при этом головка сопла псевдоожижающего газа включает:

- впускной канал (26), имеющий продольную ось (S), впускной конец (32) и второй конец (36), при этом впускной конец впускного канала выполнен с возможностью соединения впускного канала в вертикальном газопоточном соединении с устройством подачи псевдоожижающего газа,

- четыре выпускных канала (46), при этом каждый из четырех выпускных каналов проходит от первого конца (44) до выпускного конца (54), и

- газораспределительное пространство (42), имеющее нижнюю поверхность (40) и потолочную часть (48), противоположную нижней поверхности, при этом второй конец впускного канала и первые концы четырех выпускных каналов соединены в прямом газопоточном соединении с газораспределительным пространством,

отличающаяся тем, что каждый из первых концов (44) четырех выпускных каналов (46) имеет центральную точку и эти центральные точки определяют прямоугольник с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами с аспектным отношением, по меньшей мере, 2:1, и газораспределительное пространство (42) разделено разделительной стенкой (78) на две идентичные половины так, что два выпускных канала (46) находятся по одну сторону от разделительной стенки.

2. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что второй конец (36) впускного канала (26) и первые концы (44) четырех выпускных каналов (46) непосредственно соединены с нижней поверхностью (40) газораспределительного пространства (42).

3. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 2, отличающаяся тем, что нижняя поверхность (40) газораспределительного пространства (42) имеет в общем прямоугольное поперечное сечение (64), перпендикулярное продольной оси (S) впускного канала (26), и каждый из второго конца (36) впускного канала (26) и первых концов (44) четырех выпускных каналов (46) имеет прямоугольное поперечное сечение.

4. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 3, отличающаяся тем, что поперечное сечение второго конца (36) впускного канала (26) и первые концы (44) четырех выпускных каналов (46), по существу, охватывают поперечное сечение нижней поверхности (40) газораспределительного пространства (42).

5. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из выпускных концов (54) четырех выпускных каналов (46) имеет центральную точку, и четыре выпускных канала расположены так, что центральные точки выпускных концов определяют прямоугольник с аспектным отношением, по меньшей мере, 3:1.

6. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что газораспределительное пространство (42) симметрично относительно плоскости симметрии (С-С), перпендикулярной длинным сторонам (68) прямоугольника (66), определяемого центральными точками (Р) первых концов (44) четырех выпускных каналов (46), при этом протяженность продольной оси (S) впускного канала (26) лежит в плоскости симметрии, первые концы (44) четырех выпускных каналов (46) расположены в газораспределительном пространстве (42) симметрично так, что первые концы (44) двух выпускных каналов из четырех выпускных каналов расположены на каждой стороне плоскости симметрии (С-С).

7. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 6, отличающаяся тем, что перегородка (68), соединенная с потолочной частью (48), расположена в плоскости симметрии (С-С) газораспределительного пространства (42).

8. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 7, отличающаяся тем, что перегородка (68) проходит от потолочной части (48) на расстояние, составляющее, по меньшей мере, 40% расстояния от потолочной части до нижней поверхности (40).

9. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 6, отличающаяся тем, что разделительная стенка перпендикулярна плоскости симметрии (С-С) и проходит от потолочной части (48) к нижней поверхности (40).

10. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что головка (24) сопла псевдоожижающего газа имеет компактную наружную форму, при этом впускной канал (26), газораспределительное пространство (42) и четыре выпускных канала (46) охватываются общей гладкой поверхностью.

11. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 6, отличающаяся тем, что каждый из четырех выпускных каналов (46) включает вертикально проходящую верхнюю часть (60) и нижнюю часть (62), которая наклонена наружу от плоскости симметрии (С-С).

12. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 11, отличающаяся тем, что вертикально проходящая верхняя часть (60) каждого из четырех выпускных каналов (46) наклонена наружу от плоскости симметрии (С-С) на, по меньшей мере, 10 градусов, и нижняя часть (62) каждого из выпускных канало (46) наклонена наружу от плоскости симметрии (С-С) на, по меньшей мере, 10 градусов больше, чем верхняя часть (60) того же выпускного канала (46).

13. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что потолочная часть (48) газораспределительного пространства (42) включает в себя, в общем, плоскую часть (50) выше второго конца (36) выпускного канала (26) и дугообразную часть (52) выше первых концов (44) четырех выпускных каналов (46) так, чтобы плавно соединять потолочную часть (48) с выпускными каналами (46).

14. Головка сопла псевдоожижающего газа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из четырех выпускных каналов (46) включает зону с уменьшающимся в направлении потока газа поперечным сечением.

15. Реактор (10) с псевдоожиженным слоем, отличающийся тем, что содержит устройство (20) подачи псевдоожижающего газа, соединенное со множеством головок (24) сопла псевдоожижающего газа по любому из пп. 1-14.