FI116315B - Leijupetireaktorin arinasuutin - Google Patents

Leijupetireaktorin arinasuutin Download PDF

Info

Publication number
FI116315B
FI116315B FI20040485A FI20040485A FI116315B FI 116315 B FI116315 B FI 116315B FI 20040485 A FI20040485 A FI 20040485A FI 20040485 A FI20040485 A FI 20040485A FI 116315 B FI116315 B FI 116315B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
nozzle
grate
cover
protective cover
fluidized bed
Prior art date
Application number
FI20040485A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20040485A0 (fi
Inventor
Pasi Makkonen
Pekka Lehtonen
Riku Soininen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of FI20040485A0 publication Critical patent/FI20040485A0/fi
Priority to FI20040485A priority Critical patent/FI116315B/fi
Priority to JP2007505571A priority patent/JP4421650B2/ja
Priority to PL05730947T priority patent/PL1766291T3/pl
Priority to KR1020067020429A priority patent/KR100765854B1/ko
Priority to EP05730947.8A priority patent/EP1766291B1/en
Priority to CA002561844A priority patent/CA2561844C/en
Priority to PCT/FI2005/000173 priority patent/WO2005095854A1/en
Priority to RU2006138612/06A priority patent/RU2335697C2/ru
Priority to US10/594,337 priority patent/US20080056963A1/en
Priority to HUE05730947A priority patent/HUE030272T2/en
Priority to CNB2005800119838A priority patent/CN100549518C/zh
Application granted granted Critical
Publication of FI116315B publication Critical patent/FI116315B/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • F23C10/20Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Baking, Grill, Roasting (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Description

1 116315
LEIJUPETIREAKTORIN ARINASUUTIN
Esillä olevan keksinnön kohteena on leijupetireaktorin arinasuutin. Edullisesti keksinnön mukaista suutinta käy-5 tetään lämpövoimatekniikassa tuomaan leijutuskaasua, kuten palamisilmaa, leijupetikattilan tulipesään. Erään erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan kyseisten suuttimien avulla myös poistetaan leijupetireaktorista sen pohjalle kulkeutuneita kiintoainepartikkeleita.
10
Leijupetireaktoreissa, jotka ovat yleensä ns. kuplivia leijupetejä tai kiertoleijupetejä, kemiallisia reaktioita, kuten polttoa tai kaasutusta, suoritetaan leijutetussa pe-timateriaalikerroksessa. Tällöin reaktorin petimateriaali-15 kerroksen, joka usein koostuu pääosin hiekasta ja polttoaineesta, läpi johdetaan leijutuskaasua, esimerkiksi ilmaa, siten, että peti muuttuu herkkäliikkeiseen leijuvaan tilaan.
20 Arinasuutin on laite, jolla leijutuskaasu syötetään leiju-petireaktoriin. Tekniikan tason mukaisesti arinasuuttimet . . ovat olleet pystysuoria putkia, joiden suukappaleen kautta "V leijutuskaasu johdetaan leijupetireaktoriin joko tasan jo- ! ka suuntaan jakaantuneesti tai tiettyyn suuntaan ohjatus- 25 ti.
Leijupetireaktoreille on ominaista, että syötettävien ai-neiden mukana reaktoriin voi joutua ylisuuria kappaleita, kuten metallikappaleita tai kiviä, reaktorin seinämästä ”;· 30 voi irrota esimerkiksi muurauksen palasia tai reaktioissa voi syntyä karkeita kiintoaineitakappaleita. Tällaiset JJ’ kappaleet laskeutuvat leijupedissä kohti reaktorin pohjal- ; la olevaa arinaa, josta ne on poistettava. Eräitä karkean : ,·, materiaalin poistotapoja käsitellään mm. US-patenttijul- ,>·, 35 kaisuissa 3,397,657 ja 5,093, 085. Jälkimmäisessä kiintoai neen poisto suoritetaan kaltevaan asentoon järjestetyn 2 116315 arinan avulla niin, että kiintoaineen annetaan valua ari-nalevyä pitkin arinassa olevaan poistoaukkoon ja siitä kuilua pitkin edelleen jatkokäsittelyyn tai poistoon.
5 Patenttijulkaisuissa US 4,748,916 ja FI 107406 kuvataan ns. vaakasuutin-tyyppinen arinasuutin, joka koostuu pääosin pystysuorasta arinan läpi ulottuvasta putkesta, jonka yläpäähän on järjestetty edullisesti olennaisesti vaakasuora suukappale, jonka avulla leijutuskaasun virtaus 10 suunnataan olennaisen vaakasuoraksi ja ohjataan ulos suut-timesta niin, että virtaus kuljettaa leijupedistä laskeutuvia kiintoaineita eli niin sanottua pohjatuhkaa kohti niiden poistoaukkoa.
15 Tämän tyyppisten suutinten ongelmana on suutinten kuluminen, joka liittyy leijutuskaasun ja karkean materiaalin voimakkaaseen virtaukseen pohjan suuntaisesti kohti ala-virtaan seuraavana olevaa suutinta. Suutinten kulumisen vähentämiseksi US-patentissa 4,748,916 esitetään vaakasuo-20 ran ilmasuihkun jakamista kahteen osaan, jotka voidaan suunnata seuraavana olevan suuttimen ohi. Edelleen suutinten takaosa on muotoiltu kaltevaksi, jotta suuttimeen osuva suihku suuntautuisi ylös. Suomalaisessa patentissa No.
; 107406 esitetään suutinten välisen kaltevan osan tekemistä ; 25 erillisenä kestävänä kulutusosana.
Suuttimeen tuleva leijutuskaasu on yleensä esilämmitettyä ilmaa, jonka joukossa voi olla kierrätettyä savukaasua. Tarvittava virtausnopeus saadaan aikaan ns. primääri-ilma-30 puhaltimilla, joista ilma ohjataan suuttimille ns. tuuli-'···* kaapin kautta. Eräässä tunnetussa konstruktiossa tuuli- U* kaappi on yhtenäinen laaja tila josta ilma jakautuu suut- : ’ timille jalkaputkien välityksellä. Leijupetikattiloissa : ,·, suuttimien läpi virtaavan leijutuskaasun lämpötila on nor- 35 maalissa käytössä noin 150 - 250 °C, vaikkakin kanavapolt- ·» i 3 116315 timilla varustetun kattilan käynnistysvaiheessa syötettävän ilman lämpötila saattaa olla jopa lähes 1000 °C.
Kattilalaitoksissa, joiden polttoaineena käytetään kierrä-5 tyspolttoainetta, tai osa polttoaineesta on kierrätettyä, arinan suuttimien kulumisen on havaittu liittyvän voimakkaaseen korroosioon, jota esiintyy pääasiassa suuttimen kannen ulkopinnalla. Korroosio aiheuttaa suutinmateriaalin pintaan korroosiota estävän oksidikerroksen, mutta eroo-10 sion vaikutuksesta oksidoitunut kerros kuluu pois ja materiaalin paksuuden väheneminen etenee nopeasti.
Monissa leijupetireaktoreiden sovellutuksissa, esimerkiksi leijupetikattiloissa, arinasuuttimien toimintaympäristö 15 sisältää paljon erilaisia kemiallisia yhdisteitä kuten suoloja ja matalassa lämpötilassa sulavia metalliyhdistei-tä. Näiden yhdisteiden korroosiota kiihdyttävä vaikutus pääsee vaikuttamaan suuttimen kannella erityisesti silloin kun suojaava oksidikerros eroosion vaikutuksesta poistuu.
20
Tutkittaessa leijupetikattilan arinasuuttimien korroosiota , . tarkemmin on todettu, että sitä aiheuttavat pääasiassa * · 1 alkalien muodostamat suolat. Pääasiallisena korroosion ai- I heuttajana ovat natrium ja kloori sekä niiden muodostamat 25 suolat. Tähän päädyttiin, kun huomattiin korroosion olevan voimakkainta laitoksissa, joiden polttoaine sisältää run- » * · *;;; säästi klooria. Edellä mainittujen suolojen reaktiivisuus • * '···* kasvaa lämpötilavälillä 450 - 600 °C ja tällöin niiden taipumus aiheuttaa korroosiota on suuri. Sulassa tilassa 30 olevien suolojen reaktiivisuus pienenee lämpötilan nous-'···* tessa yli 650°C. Tutkittaessa tekniikan tason mukaisten arinasuuttimien kannen pintalämpötilaa havaittiin, että tyypillisissä sovellutuksissa se asettuu normaalitilan-: ,·. teessä juuri kyseiselle voimakkaan reaktiivisuuden alueel- '<>·' 35 le, jolloin siis kemiallinen korroosio on pahimmillaan.
4 116315
Kyseisen ongelman ratkaisuksi esitetään suuttimien kannen lämpötilan kohottamista niin, että korkea kannen pintalämpötila johtaa suolojen haihtumiseen ja reaktiivisuuden pienentymiseen, jolloin korroosio vähenee. Esillä olevan 5 keksinnön mukaisesti suuttimien kansien pintalämpötilan kohottaminen toteutetaan tekemällä kannesta kaksi- tai useampikerroksinen niin, että leijupetireaktoriin puhallettava leijutuskaasu ei pääse suoraan jäähdyttämään suut-timen kantta niin, että sen ulkopinta jäähtyisi.
10
Muut keksinnön mukaiselle arinasuuttimelle tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.
Seuraavassa keksinnön mukaista arinasuutinta selitetään 15 yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista
Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista arinasuutinta vertikaalisena poikkileikkauksena, 20
Kuviot 2a ja 2b esittävät vertikaalisia poikkileikkauksia . . keksinnön kahden edullisen suoritusmuodon mukai- *‘V sista arinasuuttimista, *;;; 25 Kuvio 3 esittää vertikaalisen poikkileikkauksen keksinnön ’·; erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukai- ·;;; sesta arinasuuttimesta, ja
Kuvio 4 esittää vertikaalisen poikkileikkauksen keksinnön 30 erään neljännen edullisen suoritusmuodon mukai- ’**·' sesta arinasuuttimesta : Kuvio 5 esittää vertikaalisen poikkileikkauksen leijupe- ; tireaktorin arinan osasta, jolla on keksinnön .···, 35 erään edullisen suoritusmuodon mukaisisia arina- suuttimia.
5 116315
Tekniikan tason mukainen arinasuutin on esitetty kuviossa 1. Leijutuskaasua, esimerkiksi ilmaa, virtaa tuulikaapista (ei esitetty) arinan läpi pystysuoran suutinputken (ei 5 esitetty) kautta suutinkappaleeseeseen 4. Suutinputken yläpäähän yhteen 2 avulla kiinnitetyn suutinkappaleen 4 suutinkammion 6 muotoilulla virtaus käännetään olennaisen vaakasuuntaiseksi. Kuviossa esitetyssä ratkaisussa suutin-kanava, jonka avulla siis ilmavirtaus johdetaan suutinkam-10 miosta leijupetireaktoriin, muodostuu olennaisen vaakasuorasta osasta 8 ja hieman yläviistoon suuntautuvasta osasta 10. Suutinkammiota 6 kuten myös suutinkanavan eri osia 8 ja 10 rajoittaa yläpuolelta kansi 12, jonka ulkopinta kuvatussa rakenteessa laskee hieman alaviistoon suutinkana-15 van osalla kohti puhallusaukkoa, johon suutinkanava päättyy.
Suutinkanavaa rajoittaa alapuolelta alahuuli 14, joka esitetyssä suoritusmuodossa kohoaa loppuosaltaan jonkin ver-20 ran. Yläviistoon suuntautuvan suutinkanavan osan 10 tarkoituksena on ohjata ilmavirtaus suuttimen eteen sijoittu-. van seuraavan suutinrivin yläpuolelle, jotta ilmavirtauk- .* sen kuljettama kiintoainevirtaus myös ohjautuisi yli seu- raavan suutinrivin aiheuttamatta merkittävässä määrässä ! 25 suuttimen kannen kulumista. Tutkimuksissa on kuitenkin ha- vaittu, että joissakin olosuhteissa on mahdollista, että kohoava alahuuli 14 aiheuttaakin suuttimen poistoaukkoon alaspäin suuntautuvan pyörteen, joka nimenomaan ohjaa kiintoainevirran suoraan seuraavan rivin suuttimien kan-'h; 30 sille lisäten niiden kulumista.
Suutinputket ovat useimmiten poikkileikkaukseltaan pyörei-·,,«· tä tullessaan arinan läpi. Samoin myös yhde 2, jolla suu- • ; : tinkappale 4 kiinnitetään suutinputkeen on edullisesti 35 poikkileikkaukseltaan pyöreä. Joissakin tapauksissa yhde ja suutinputki ovat samaa kokonaisuutta eli siis suutin- 6 116315 putki, jota myös joskus jalkaputkeksi kutsutaan, on alun perin valmistettu yhdeksi kokonaisuudeksi suutinkappaleen kanssa. Tavallisesti kuitenkin suutinkappale 4 kiinnitetään yhteestään 2 suutinputkeen hitsaamalla, kierrekiinni-5 tyksellä tai jollakin muulla tarkoitukseen sopivalla tavalla .
Suuttimen kansiratkaisu 12 tai suutinkappale 4 alahuuli-neen 14 on ylhäältä katsoen edullisesti suorakaiteen muo-10 toinen siten, että yhteen suorakaiteen sivuista sijoittuu suuttimen puhallusaukko. Toisin sanoen suutinkammiossa 6 ilmavirtaus leviää ainakin kahden, edullisesti kolmen suu-tinputken halkaisijan laajuiselle alueelle, joskus laajemmallekin, saaden aikaan matalan ja leveän ilmavirtauksen 15 suuttimen puhallusaukosta reaktoriin.
Suutinputkeen tai yhteeseen 2 voi edullisesti liittyä kaa-suvirtauksen rajoitin (ei esitetty) jonka avulla aikaansaadaan haluttu paine-ero suuttimen 4 yli. Tarvittava pai-20 ne-ero määräytyy tunnetulla tavalla petipaineen perusteella ja sen suuruus riippuu myös suuttimen sijoituksesta : *. arinalla. Suuttimet 4 on valmistettu esimerkiksi valamalla ja niiden materiaalina on edullisesti austeniittinen korkean lämpötilan käyttöön soveltuva ruostumaton teräs.
25
Kuviossa 2a esitetään keksinnön erään edullisen suoritus-muodon mukainen suutinratkaisu. Kuviossa esitetty suutin 20 on samanlainen kuviossa 1 esitetyn suuttimen kanssa lu-kuunottamatta suutinkappaleen yläosaa, joka Kuvion 2a 30 esittämässä suoritusmuodossa koostuu Kuvion 1 mukaisen ’·' kannen 12 lisäksi ulommasta suojakannesta 22, joka koostuu ··' kansilevystä 24 ja ainakin sen reuna-alueille sijoittuvis- ta suutinkappaleen pintaa, tässä suoritusmuodossa kantta ; 12, vasten tukeutuvista kapeista ripamaisista osista 26.
Iff · 35 Kaksiosaisen kannen edullisuus perustuu sen aiheuttamaan suuttimen kulumiselle alttiin osan eli suojakannen 22 7 116315 lämpötilan nostoon. Tällöin matalassa lämpötilassa sulavat yhdisteet höyrystyvät suuttimen kannelta aiheuttamatta kiihdyttävää vaikutusta korroosioon.
5 Kaksiosainen kansi toteutetaan esimerkiksi Kuvion 2a esittämällä tavalla asentamalla varsinaisen suuttimen kannen 12 suojaksi suojakansi 22, joka on ripojen 26 tukemana esimerkiksi n. 4 mm irti varsinaisesta suuttimen kannesta 12. Kyseisen kannen 12 ja suojakannen 22 kansilevyn 24 vä-10 liin jäävä ilmarako 28 täyttyy käytön aikana petimateriaa-lilla, joka toimii eristeenä ilmavirtauksesta jäähtyvän varsinaisen suuttimen kannen 12 ja suojakannen 22 kansilevyn 24 välillä.
15 Suojakansi 22 voidaan valmistaa joko valamalla, pulveri-metallurgisesti HIP (Hot Isostatic Pressing) menetelmällä tai teräslevystä tai jollakin muulla tapauskohtaisesti määriteltävällä menetelmällä. Suojakansi 22 liitetään suu-tinkappaleen kanteen 12 hitsaamalla edullisesti kolmelta 20 reunalta siten, että puhallusaukkojen puoleinen sivu jätetään avoimeksi. Avoin etureuna varmistaa eristävän petima- . teriaalikerroksen syntymisen kansien väliin ja helpottaa » · IV kannen irrotustyötä kannen vaihdossa.
t ♦ V 25 Toki on mahdollista myös järjestää jotakin tarkoitukseen sopivaa lämmöneristettä edellä mainittuun rakoon 28, jos * » * sellainen katsotaan tarpeelliseksi. Tällöin on myös mah-dollista hitsata tai jollakin muulla tarkoitukseen sopivalla tavalla kiinnittää suojakansi kaikilta sivuiltaan *;;; 30 suutinkappaleen kanteen 12.
V:’ Kuviossa 2b on esitetty toinen tapa rakentaa ja kiinnittää V/. suojakansi. Tässä suoritusmuodossa suojakansi 22 on jär- ; jestetty ulottumaan suuttimen varsinaisen kannen ulkopuo- » » » » 35 lelle, jolloin suojakannen reunuksena ainakin kolmella si-
I I
vulla olevat rivat 26' voivat olla korkeampia ja ulottua 8 116315 reilusti suuttimen sivuille suojaamaan suutinta sekä korroosiolta että eroosiolta. Näidenkin ripojen 26' kiinnitys tapahtuu samoin kuin Kuvion 2a esimerkissä eli hitsaamalla tai muulla tarkoitukseen sopivalla tavalla.
5
Kuviossa 3 esitetään keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukainen suutinratkaisu. Siinä suuttimen 20 suojakannen 32 kansilevyä 34 ei ole lähdetty taittamaan Kuvion 2 suojakannen 22 kansilevyn 24 tavoin seuraamaan 10 suuttimen kohti puhallusaukkoa suppenevaa muotoa, vaan kansilevy 34 jatkuu suoraan suuttimen kannen 12 laskevan osan yläpuolella suorana lippana 34' jättäen itsensä ja suuttimen 20 kannen 12 väliin osalta pituuttaan puhallus-aukkoa kohti laajenevan tilan, joka käytössä ainakin osit-15 tain täyttyy petimateriaalilla. Kuviossa 3 on esitetty, että suojakannen 32 rivat 36 koskettavat ja niin muodoin myös kiinnitetään suuttimen kanteen 12 ainoastaan olennaisesti vaakasuorilta osiltaan, mutta on aivan yhtä hyvin mahdollista järjestää, niin haluttaessa, suojakannen kiin-20 nitysrivat 36 paksuudeltaan muuttuviksi suojakannen 32 sivuilla, jolloin rivat 36 voidaan hitsata suuttimen kanteen 12 myös suuttimen kannen laskevalla alueella.
Kuviossa 3 on esitetty myös toinen ratkaisu suuttimen pu-25 hallusaukolle tai paremminkin suutinkammiosta puhallusauk-koon johtavalle suutinkanavalle. Aiemmista kuvioista poi-keten suutinkanava muodostuu koko pituudeltaan olennaisen t · vaakasuorasta kanavaosasta 8 ilman, että kanavaan olisi tehty mitään puhallusvirtauksen suuntaan tai pyörteilyyn 30 vaikuttavia rakenteellisia muutoksia. Kuvion 3 mukaisen T kanavaosan 8 tasaisen pohjan etuna on myös, että sen joh- dosta suuttimen kautta purkautuva leijutuskaasu tyhjentää tehokkaasti kanavaosan 8 ja suutinkammion 6 sinne mahdol-•lisesti satunnaisesti joutuvasta kiintoaineesta. Tätä suu-35 tinkanavan muotoa voidaan luonnollisesti käyttää myös Kuvioiden 2a ja 2b mukaisten suojakansien kanssa.
9 116315
On myös mahdollista, että suuttimen kansilevyn 12 yläpinta on koko pituudeltaan vaakasuora ja suutinkanava 8 joko koko matkaltaan loivasti kohoava tai olennaisen vaakasuora.
5 Tällöin suutinkanava 8 voi alkaa myös suutinkammion 6 yläosasta eli toisin kuin Kuvioissa 2a, 2b ja 3 on esitetty.
Kuviossa 4 esitetään vielä eräs keksinnön edullinen suoritusmuoto, jossa suutinkammiosta 6 lähtevän suutinkanavan 8 10 loppupään yläpintaan on tehty, edullisesti koko suutinkanavan 8 leveydelle ulottuva kohouma 30. Kohouma 30 on edullisesti muodoltaan jouheva ja saa aikaan suuttimen ulkopuolella kohoavan kaasuvirtauksen, vaikka kanavan 8 pohja on sileä. Luonnollisesti edellä kuvattu suutinkana-15 van muoto soveltuu käytettäväksi millaisen hyvänsä suojakannen kanssa.
Kuviossa 5 on esitetty osa leijupetireaktorin pohja-arinaa, johon on sovitettu keksinnön erään suoritusmuodon mu-20 kaisia arinasuuttimia 20. Kuten kuviossa 5 on kaaviomai-sesti esitetty, peräkkäiset arinasuuttimet on asetettu ; portaittaisesti siten, että ne suuntaavat leijutuskaasua • ( « ' · , seuraavan suuttimen katto-osan yläpuolelle. Tällaisen por- « · rasarinan avulla voidaan lei jupetireaktorin pohjalla ole- ,···, 25 vaa karkeaa materiaalia ohjata tehokkaasti kohti arinan • * .;t matalimalla kohdalla olevaa pohjamateriaalin poistoaukkoa.
Jotta arinan eri osissa vaikuttavien leijupedin aiheutta-mien paineiden erot eivät muodostu liian suuriksi, porrasti 30 arinan portaiden korkeus L1-L0 on pidettävä kohtuullisen f pienenä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiset suojakannet 22 lisäävät suuttimien 20 vaakasuoran osan korkeutta ja siten arinan portaiden korkeutta. Tämän takia suojakannet • 22 lisäävät tarvetta pitää suutinkanavan 8 pohjan korkeus- 35 tason L2 ja seuraavan suuttimen suojakannen 22' korkeustason LO välinen erotus L2-L0 mahdollisimman pienenä.
10 116315
Jos suutinkanava 8 on Kuvion 3 mukainen ja suuntaa kaasu-suihkun olennaisesti vaakasuorasti, on vaarana, että kaasusuihku jäähdyttää seuraavan suuttimen 20' suojakannen 5 22' yläpintaa siten, että esimerkiksi leijupedin sisältä mien alkalimetallisuolojen korroosiota aiheuttava vaikutus suojakannen 22' pinnalla lisääntyy. Tätä varten on edullista suunnata suuttimesta purkautuva kaasusuihku 40 vinosti ylöspäin, jolloin suojakannen 22' jäähtyminen vähe-10 nee. Edullisesti kaasusuihkun suuntaaminen ylöspäin tehdään Kuvion 4 mukaisesti muotoilemalla suutinkanavan 8 yläpintaan jouheva kohouma 30.
Kaksiosaisella kannella saavutettava ensisijainen hyöty on 15 suuttimen kannen korroosion väheneminen ja sitä kautta toimintavarmuuden paraneminen. Kaksiosainen kansi nopeuttaa myös korjaustoimenpiteitä, sillä perinteisellä suutin-konstruktiolla rikkoutunut suutin vaihdetaan kokonaan, mutta kaksiosaisen kannen ollessa kyseessä riittää pelkän 20 suojakannen vaihto. Suuttimen irrottaminen on aikaa vievää toimintaa ja arinaan kohdistuvissa korjaustoimissa kaksi-; ·. osainen kansi lyhentää laitoksen seisokkiaikaa. Kolmantena » a >, etuna kaksiosaisella kannella on suojakannen alhainen hin- ta verrattuna koko suuttimeen. Hinta on merkittävä tekijä 'fh>t 25 arinan korjauksissa, mutta myös ensiasennuksessa hinnalla ’i on vaikutusta ja kaksiosaisen kannen hinnan pysyessä mata- 1. lana sen asentaminen uusiin laitoksiin ei vielä nosta koko arinan hintaa merkittävästi.
;;; 30 Kaksiosaisella kannella varustetun suuttimen valmistaminen ;* suoritetaan joko konepajalla tai asennustyömaalla. Suoja- kansi hitsataan suuttimen kanteen lyhyillä pienahitseillä. Hitsien tarkoituksena on pitää suojakansi paikoillaan eikä I niiltä vaadita suuria mekaanisia tai fysikaalisia ominai- 35 suuksia. Hitsien mitta määräytyy kulloisenkin tilanteen mukaisesti, mutta hitsin pituus tulisi minimoida. Lyhyet 11 116315 hitsit edesauttavat kulutusosana toimivan suojakannen vaihtotyötä, sillä hitsien avaaminen suoritetaan käsityönä kulmahiomakoneella.
5 Kaksiosainen kansi on mahdollista toteuttaa myös niin, että joko itse suuttimen kannen tai suuttimen kannen ulkopuolelle kiinnitettävän suojakannen materiaali tai molempien materiaalit on valittu niin, että sen/niiden lämmön-johtavuus on heikko. Tällöin suuttimen läpi virtaava ilma 10 ei pääse jäähdyttämään suuttimen suojakantta niin paljoa, että haitallisten yhdisteiden haihtuminen kannelta estyisi. Varsinin jos suuttimen kansi ja/tai suojakansi toteutetaan tällaisilla materiaalivalinnoilla, ei suuttimen kannen ja suojakannen välille tarvitse jättää rakoa, vaan 15 kannet voivat joko osalta tai koko mitaltaan levätä toisiaan vasten. Erään edellä kuvattuun tarkoitukseen soveltuvan materiaalin tarjoavat mm. erilaiset keraamit.
Keksinnön mukaisia arinasuuttimia on testattu ja koetulok-20 set ovat erittäin lupaavia. Kokeessa käytetyllä laitoksella perinteiset suuttimet olivat voimakkaasti kuluneet jo ; ·# muutamien kuukausien käytön jälkeen. Kaksiosaisella kan- neliä varustettujen suuttimien kesto osoittautui hyväksi « kolmenkymmenen suuttimen koealueella, joka oli koekäytössä 1 25 13 kuukautta. Kyseisen ajan jälkeen suuttimien kansissa ei 'havaittu merkittäviä korroosio- tai eroosiovaurioita.
Kuten edellä esitetystä huomataan, on kehitetty aivan uudentyyppinen arinasuutin, joka poistaa tunnetun tekniikan 30 haittapuolia siinä määrin, että vaivalloisesta ja seisok-kiaikaa vaativasta arinasuuttimien vaihdosta päästään eroon käytännössä kokonaan. Edellä esitetystä on kuitenkin aina muistettava, että keksinnön selityksessä on esitetty : .·. vain muutamia keksinnön edullisimpia suoritusmuotoja ilman .···, 35 mitään tarkoitusta rajata keksintö koskemaan vain ja aino- i2 116315 astaan kuvattuja esimerkkejä. Niinpä keksinnön suojapiiriä rajoittavat vain ohessa esitetyt patenttivaatimukset.
5 * t · I I t · Ϊ f * * * ' » • ·

Claims (12)

116215
1. Leijupetireaktorin arinasuutin, joka muodostuu arina-putkeen kiinnitettävästä tai arinaputken kanssa yhden ko- 5 konaisuuden muodostavasta suutinkappaleesta, johon kuuluu suutinkammio (6) ja suuttimen puhallusaukkoon päättyvä suutinkanava (8, 10), joita rajoittaa yläpuolelta suuttimen kansi (12), -tunnettu siitä, että suuttimen kannen (12) ulkopuolelle on kiinnitetty suojakansi (22, 32). 10
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen arinasuutin, tunnettu siitä, että mainittu suojakansi (22, 32) on kiinnitetty välimatkan päähän suuttimen kannesta (12).
3. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu tin, tunnettu siitä, että mainittu suojakansi (22, 32) koostuu kansilevystä (24, 34) ja ainakin sen reunoille järjestetyistä rivoista (26, 26', 36).
4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu tin, tunnettu siitä, että mainittu suojakansi (22, 32) on •L kiinnitetty suuttimen kanteen (12) ainakin suojakannen v. (22, 32) reunoilla olevien ripojen (26, 26', 36) välityk- sellä. 25
5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu-.···. tin, tunnettu siitä, että suuttimen kannen (12) ja suoja- kannen (22, 32) väliin on järjestetty lämmöneriste. t * t .···. 30 6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu- •( tin, tunnettu siitä, että suojakansi (22, 32) on kiinni- tetty suuttimen kanteen (12) kaikilta muilta paitsi suut- I | ;· timen puhallusaukon puoleiselta sivultaan.
7. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen arinasuutin, tun nettu siitä, että mainittu suojakansi (22, 32) on kiinni- 116315 tetty suuttimen kanteen (12) sen sivupinnoille ulottuvilla rivoilla (26') .
8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu-5 tin, tunnettu siitä, että suutinkanavan (8) puhallusaukon puoleiseen päähän on järjestetty laitteet (14, 30) kohoavan kaasuvirtauksen muodostamiseksi puhallusaukon eteen.
9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arinasuu-10 tin, tunnettu siitä, että suutinkanavan (8) puhallusaukon puoleiseen päähän on järjestetty olennaisesti koko suutinkanavan (8) leveydelle ulottuva ja sen yläpintaan sijoittuva jouheva kohouma (30) kohoavan kaasuvirtauksen muodostamiseksi puhallusaukon eteen. 15
10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arina-suutin, tunnettu siitä, että suojakansi (22, 32) on samaa materiaalia suuttimen kannen (12) kanssa.
11. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arina- suutin, tunnettu siitä, että suojakansi (22, 32) on kiin-: .·. nitetty hitsaamalla suuttimen kanteen tai sen sivuihin.
12. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen arina-,···, 25 suutin, tunnettu siitä, että suojakansi on keräämiä. S I 15 116315
FI20040485A 2004-04-02 2004-04-02 Leijupetireaktorin arinasuutin FI116315B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20040485A FI116315B (fi) 2004-04-02 2004-04-02 Leijupetireaktorin arinasuutin
EP05730947.8A EP1766291B1 (en) 2004-04-02 2005-04-04 Nozzle for a fluidizing grid of a fluidized bed reactor
PL05730947T PL1766291T3 (pl) 2004-04-02 2005-04-04 Dysza do rusztu fluidyzacyjnego reaktora ze złożem fluidalnym
KR1020067020429A KR100765854B1 (ko) 2004-04-02 2005-04-04 유동화된 베드 반응기의 그리드 노즐
JP2007505571A JP4421650B2 (ja) 2004-04-02 2005-04-04 流動床反応器の流動化ガスノズル
CA002561844A CA2561844C (en) 2004-04-02 2005-04-04 Grid nozzle of a fluidized bed reactor
PCT/FI2005/000173 WO2005095854A1 (en) 2004-04-02 2005-04-04 Grid nozzle of a fluidized bed reactor
RU2006138612/06A RU2335697C2 (ru) 2004-04-02 2005-04-04 Сопло решетки реактора с псевдоожиженным слоем
US10/594,337 US20080056963A1 (en) 2004-04-02 2005-04-04 Grid nozzle of a fluidized bed reactor
HUE05730947A HUE030272T2 (en) 2004-04-02 2005-04-04 Nozzle for fluidized bed reactor fluidized grid
CNB2005800119838A CN100549518C (zh) 2004-04-02 2005-04-04 流化床反应器的格栅喷嘴

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20040485 2004-04-02
FI20040485A FI116315B (fi) 2004-04-02 2004-04-02 Leijupetireaktorin arinasuutin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20040485A0 FI20040485A0 (fi) 2004-04-02
FI116315B true FI116315B (fi) 2005-10-31

Family

ID=32104142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20040485A FI116315B (fi) 2004-04-02 2004-04-02 Leijupetireaktorin arinasuutin

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20080056963A1 (fi)
EP (1) EP1766291B1 (fi)
JP (1) JP4421650B2 (fi)
KR (1) KR100765854B1 (fi)
CN (1) CN100549518C (fi)
CA (1) CA2561844C (fi)
FI (1) FI116315B (fi)
HU (1) HUE030272T2 (fi)
PL (1) PL1766291T3 (fi)
RU (1) RU2335697C2 (fi)
WO (1) WO2005095854A1 (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012035793A1 (ja) 2010-09-14 2012-03-22 大阪瓦斯株式会社 溶解炉用の燃焼装置及び溶解炉
US20120214109A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 Alstom Technology Ltd Fluidizing nozzle weld collar
CN108046316B (zh) * 2017-12-11 2020-03-31 攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司 一种喷箱式流化床
EP4162203A4 (en) 2020-06-09 2024-02-28 Metso Metals Oy SPRAY NOZZLE AND FLUIDIZED BED REACTOR

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397657A (en) * 1965-11-01 1968-08-20 Tada Mitsuru Apparatus for continuously burning wastes
DE1906895C3 (de) * 1969-02-12 1976-01-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur direkten Beheizung eines Wirbelschichtreaktors
US3921913A (en) * 1971-11-15 1975-11-25 Europ Equip Menager Gas burner having lateral openings and a device for deflecting the flames upwards
DE2335514A1 (de) * 1973-07-12 1975-02-06 Ciba Geigy Ag Vorrichtung mit einer an eine druckoder saugquelle fuer heisses gas anschliessbaren wirbelschichtkammer
DD143817A1 (de) * 1979-07-04 1980-09-10 Rolf Maiwald Vorrichtung zur direkten brennstoffverbrennung in einer wirbelschicht
FI75504C (fi) * 1984-08-28 1988-07-11 Ahlstroem Oy Anordning i virvelbaeddsreaktor.
SE451093B (sv) * 1986-09-30 1987-08-31 Generator Ind Ab Gjuten luftdysa
SE8700456L (sv) * 1987-02-06 1988-08-07 Goetaverken Energy Syst Ab Lufttillforseldysa for en fluidbeddeldstad
US5118479A (en) * 1990-08-01 1992-06-02 Iron Carbide Holdings, Limited Process for using fluidized bed reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007530909A (ja) 2007-11-01
CA2561844A1 (en) 2005-10-13
WO2005095854A1 (en) 2005-10-13
CN100549518C (zh) 2009-10-14
KR100765854B1 (ko) 2007-10-10
CN1961181A (zh) 2007-05-09
PL1766291T3 (pl) 2017-06-30
JP4421650B2 (ja) 2010-02-24
CA2561844C (en) 2009-10-27
HUE030272T2 (en) 2017-04-28
EP1766291B1 (en) 2016-10-12
KR20060131954A (ko) 2006-12-20
RU2335697C2 (ru) 2008-10-10
US20080056963A1 (en) 2008-03-06
EP1766291A1 (en) 2007-03-28
RU2006138612A (ru) 2008-05-10
FI20040485A0 (fi) 2004-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5715763A (en) Combustion system for a black liquor recovery boiler
JP7233614B2 (ja) バイオマス暖房システムならびにその構成要素
US20070272132A1 (en) Ultra low NOx burner replacement system
FI116315B (fi) Leijupetireaktorin arinasuutin
GB2397115A (en) Ash melting type u-firing combustion boiler and method of operating the boiler
US6302039B1 (en) Method and apparatus for further improving fluid flow and gas mixing in boilers
JP2008215739A (ja) 水冷式火格子要素
CN107427773A (zh) 废气处理装置
US6874449B2 (en) Black liquor gun
US7694637B2 (en) Method and apparatus for a simplified primary air system for improving fluid flow and gas mixing in recovery boilers
JP2000146105A (ja) 循環流動層燃焼炉及びその蒸発管の摩耗防止方法
JP4524270B2 (ja) 排ガス冷却設備およびその制御方法
JP5374327B2 (ja) 循環流動床ボイラ
CA2456335A1 (en) Slagging combustion furnace and gasification and slagging combustion system
JP5078320B2 (ja) 減温塔
US20230266001A1 (en) Cooling shield for a liquor injection pipe of a liquor gun, liquor gun system comprising the cooling shield, and method for cooling a liquor injection pipe in a liquor gun system
JP3285874B2 (ja) 冷却装置を備えた火格子及び冷却法
JP2004144387A (ja) 流動層ボイラ
Adams et al. Seghers boiler prism: a proven primary measure against high temperature boiler corrosion
EP4047271B1 (en) Incineration plant
JP2649626B2 (ja) 排ガス通路を一体化した流動層燃焼装置
JP2006084064A (ja) 灰溶融装置
FI94984C (fi) Leijukerrosreaktorin vesiseinät
CZ29626U1 (cs) Zařízení pro snižování erozivních účinků fluidní vrstvy na ponořené teplosměnné ploše stacionárního fluidního kotle

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116315

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed