FI97826C - Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi - Google Patents
Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI97826C FI97826C FI925185A FI925185A FI97826C FI 97826 C FI97826 C FI 97826C FI 925185 A FI925185 A FI 925185A FI 925185 A FI925185 A FI 925185A FI 97826 C FI97826 C FI 97826C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cooler
- circulating mass
- riser
- furnace
- mixing chamber
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 85
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 33
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 15
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/10—Arrangements for using waste heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
- F27D17/10—Arrangements for using waste heat
- F27D17/15—Arrangements for using waste heat using boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
- F27D2009/007—Cooling of charges therein
- F27D2009/0081—Cooling of charges therein the cooling medium being a fluid (other than a gas in direct or indirect contact with the charge)
- F27D2009/0083—Cooling of charges therein the cooling medium being a fluid (other than a gas in direct or indirect contact with the charge) the fluid being water
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
97826
MENETELMÄ JA LAITE KUUMIEN KAASUJEN JÄÄHDYTTÄMISEKSI FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR KYLNING AV HETA GASER
Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 alkuosan mukainen menetelmä ja patenttivaatimuksen 12 al-5 kuosan mukainen laite sulafaasiperiaatteella toimivan uunin, esimerkiksi sulatusuunin, poistokaasujen jäähdyttämiseksi. Menetelmä kohdistuu sellaisiin uunirakenteisiin, joissa on pystysuora nousukuilu ja joiden katossa olevasta poistoau-kosta uunin poistokaasut johdetaan ulos.
10 Esillä oleva keksintö soveltuu erikoisesti metallisulatto-jen, kuten metallisulfidien sulatusprosessien poistokaasujen lämmön talteenottamiseen, mutta voidaan soveltaa myös muissa prosesseissa, joissa kuumia likaisia kaasuja on jäähdytettävä ja joissa vesijäähdytteiset pinnat saattavat muodostaa 15 vaaratekijän.
Metallisulattojen poistokaasut ovat tyypillisesti kuumia, 1100 - 1400 °C:n kaasuja, ja ne sisältävät kiintoainetta, pölyä, joka on osittain sulassa muodossa, sekä sellaisia kaasukomponentteja, jotka jäähdytyksessä, esim. 200 - 400 20 °C:n lämpötilatasolle, lauhtuvat kiinteäksi faasiksi saakka.
Tällaisen prosessin poistokaasunkäsittely on tavallisesti ratkaistu jäähdyttämällä kaasu ensin kylläistä, joskus tulistettua höyryä kehittävässä jätelämpökattilassa ja erottamalla kattilan jälkeen kaasusta kiintoaines esim. 25 sähkösuodinta käyttäen. Sulatoissa höyrykattilan käyttö perustuu mahdollisuuteen kehittää höyryturbiinin avulla sähköä sulaton tarpeisiin ja myös myytäväksi.
, Useimmissa metallisulfidien sulatusprosesseissa käytetään sellaista sulatusuunirakennetta, josta poistokaasujen ulos-30 otto tapahtuu helpoimmin ja yksinkertaisimmin ylöspäin, uunin kattoon tehdyn aukon kautta. Amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 4,087,274 on esitetty sulatusuuni, josta 97826 2 poistokaasut johdetaan ulos uunin kattoon tehdyn aukon kautta.
Tähän ratkaisuun liittyy kuitenkin riski, jos höyrykattila tai sen ensimmäiset läirqpöpinnat rakennetaan sulatusuunin 5 päälle suoraan sen kattoon tehdystä aukosta ylöspäin. Höyrystimen kattilaputken puhkeaminen aiheuttaa vesivuodon, mistä vuorostaan aiheutuu räjähdysvaara sulatusuunissa, jos vuodosta suihkuava vesi putoaa alla olevaan sulaan.
Ratkaisuna yllä olevaan voitaisiin ajatella, että uunin 10 päälle sovitettu kattila rakennettaisiin tulistimella varustetuksi. Näissä lämpöpinnoissa virtaa höyryä, ja uunin päälle sijoittuva osuus muodostaa nyt höyryn tulistimen. Riskialttiit lämpöpinnat, höyrystimet, joissa virtaa kattila-vettä, sijoitettaisiin sivummalle, eikä sulapesän yläpuolel-15 le. Käytännössä tämän kaltainen ratkaisu on kuitenkin mahdoton toteuttaa mm. koska kyseessä olevien kaasujen jäähdytyksessä on eräs suurimpia ongelmia pölyn tarttuminen lämpö-pinnoille ja siitä vuorostaan seuraava pintojen tukkeutumis-taipumus, mikä lisää edelleen lämmönsiirron vastusta. Pinnan 20 lämpötilan nousu pahentaa tätä ilmiötä, ja siksi tällaisten kattiloiden lämpöpinnat pyritäänkin rakentamaan mahdollisimman jäähdyttävinä rakenteina kylläistä höyryä tuottaviksi höyrystyspinnoiksi, eikä kuumiksi tulistinpinnoiksi. Joissain ratkaisuissa tarvittaessa näiden kattiloiden tuottama 25 höyry tulistetaankin erillisessä tulistuskattilassa ennen höyryturbiiniin johtamista. Toinen syy tämän ratkaisun heikkouteen on myös, että kysymykseen tulevissa höyrynpaineissa (alle 100 bar) tulistuslämmön suuruus verrattuna höyrystys-lämpöön on niin pieni, ettei pelkällä tulistuksella saavu-. 30 tettaisi riittävää jäähdytystä siinä osassa kattilaa, joka on sijoitettu uunin päälle. Yli 100 bar höyrynpaineen käyttö johtaisi taas siihen, että höyrystyspintojen lämpötila nousisi e.m. puhtaanapito-ongelmien kannalta liian korkeaksi .
I *#‘4 »\H< 114#»' - 3 97826
Yleinen kattilaratkaisu sulatoissa käytettynä onkin ollut ns. vaakakattila, joka sijoitetaan sivulle sulatusuuniin , nähden. Tällaisen laiteratkaisun avulla vältetään vesivuodon aiheuttama räjähdysvaara. Tällaista kattilaratkaisua on käy-„ 5 tetty esim. amerikkalaisen patentin US 4,073,645 esittämässä sulattoprosessissa. Kattilaratkaisu on osoittautunut toimivaksi, mutta se on kallis kattilarakenteena ja vie paljon tilaa, joten kokonaisuutena katsoen tällaista tekniikkaa käytettäessä poistokaasun lämmöntalteenoton kannattavuus 10 heikkenee.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada edellä esitettyjä parempi menetelmä ja laite sulatus- tai polttouunien poistokaasujen sisältämän lämmön talteenottamiseksi. Tarkoituksena on erikoisesti aikaansaada hyvän käyttöturval-15 lisuuden omaava ratkaisu poistokaasujen lämmön talteenottamiseksi .
Tarkoituksena on lisäksi aikaansaada edullinen menetelmä poistokaasujen lämmön talteenottamiseksi, jossa kuumien kaasujen lämpö voidaan optimaalisesti käyttää hyväksi ja pois-20 tokaasujen lämpötila laskea kaasunpuhdistuksen vaatimalle tasolle, ollen siis tehokkaampi ratkaisu kuin perinteiset vaakakattilaratkaisut, joissa lämmönsiirto jäähdytyksessä esim. 700 - 2000 °C:sta 400 - 700 °C:seen perustuu pääasiassa säteilyyn.
25 Keksinnön mukainen menetelmä on keksinnön tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu siitä, että kaasut johdetaan jääh-dytyslaitteistoon ottamatta niistä lämpöä talteen nousukui-lun yläpuolisten osien seinämien lävitse. Poistokaasun lämpö otetaan talteen kahdessa vaiheessa, jolloin ensimmäisessä . 30 vaiheessa läirpöä otetaan talteen epäsuorasti leijukerrokses- sa kiertomassajäähdyttimen avulla siten, että kiertoaine sekoitetaan poistokaasuun nousukuilun yläpuolella, ja toisessa vaiheessa lämpöä otetaan talteen paineistettuna höyrynä jätelämpökattilassa.
97826 4
Kaasun jäähdytyksessä poistokaasusta kiertomassajäähdyttimen sekoituskammiossa kiertoaineeseen siirtynyt lämpö voidaan käyttää hyväksi siirtämällä lämpöä kiertomassasta erillisessä tilassa olevassa leijukerrosjäähdyttimessä sopivaan väli-5 aineeseen lämmönsiirtimien avulla. Nämä lämmönsiirtimet voivat olla kytketyt jätelämpökattilan konvektio-osan kanssa samaan vesi/höyrykiertoon.
Kaasujen jäähdytys kiertomassajäähdyttimellä toteutetaan edullisesti siten, että nousukuilun yläpuolelle sijoittuvia-10 sa sekoituskammiossa ja nousuputkessa ei ole paineenalaisia, samaan kattilan vesi-/höyrykiertoon kytkettyjä lämmönsiir-rinpintoja kuin konvektio-osassa, vaan rakenne on oleellisesti jäähdyttämätön; tarvittaessa voidaan sisäpuoliset pinnat vuorata tulenkestävällä aineella. Sekoituskammion 15 jälkeen nousuputken jatkeeksi sijoitetusta syklonierottimes-ta, joka voi olla jäähdyttämätön tai ainakin osittain jäähdytetty, erotettu kiertomassa putoaa leijukerrosjäähdytti-meen, jossa uunin poistokaasusta erotettua kiertomassaa leijutetaan omalla leijutuskaasullaan. Tähän leijukerrokseen 20 sijoitetaan jäähdytyselementeiksi kattilapintoja, jolloin kiertomassan sisältämä lämpö saadaan siirrettyä riskittömästi näissä virtaavaan väliaineeseen. Keksinnön mukaisella menetelmällä turvallisuusriskin aiheuttavat nousukuilun yläpuoliset lämpöpinnat saadaan siirrettyä leijukerrosjääh-25 dyttimeen, jossa lämmöntalteenotto tapahtuu riskittömästi. Leijukerrosjäähdytin on suunniteltu niin, että valtaosa jäähdytyksestä tapahtuu kattilapintojen avulla vain vähäisen osan lämpöä sitoutuessa leijutuskaasuun. Jäähtynyt kierto-massa putoaa leijukerroksen ylivuotona yhdysputkea pitkin 30 takaisin sekoituskammioon, johon myös valtaosa jäähdyttimen leijutuskaasusta johdetaan.
Keksinnön mukainen laite on keksinnön tarkoitusperien saavuttamiseksi tunnettu siitä, että - uunin nousukuilun yläpuolinen virtauskanava on oleellises-35 ti jäähdyttämätöntä rakennetta ja että :l . 111:1. Mill I > I #* 5 97826 - uunin nousukuilun yläpuolelle on sijoitettu kiertomassa-jäähdytin, joka käsittää - kiertomassan sekoituskammion sijoitettuna uunin nousukuilun yläosaan poistokaasun ja kiertomassan saattamiseksi , 5 toistensa kanssa tehokkaasti kosketuksiin, - nousuputken - erottimen kuumenneen kiertomassan erottamiseksi poistokaasusta, ja - laitteiston kiintoaineen kuljettamiseksi leijuit) kerrosjäähdyttimen ja nousukuilun yläosaan sijoi tetun sekoituskammion välillä, ja että - jätelämpökattila on sijoitettu uunin viereen kiertomassa-jäähdyttimen erottimen kaasun ulostuloyhteeseen liitettynä.
Keksinnön mukainen kiertomassajäähdytin voidaan sovittaa 15 uunin päällä olevan pystysuoran nousukuilun yläpuolelle. Jätelämpökattila sovitetaan edullisesti kuilun tai uunin viereen. Sekoituskammiossa, jossa lämpötila on tyypillisesti 400 - 700 °C, tai nousukuilussa ei ole paineenalaisia, läm-mönsiirtovällainetta sisältäviä lämmönsiirtopintoja, minkä 20 johdosta se voidaan sijoittaa edullisesti ja riskittömästi, kuten yllä on mainittu. Kattilapintoja sisältävä konvektio-osa on sijoitettu niin, ettei lämmönsiirtoväliainetta sisältävien lämmönsiirtopintojen puhkeamisesta aiheutuvan vuodon tapahtuessa lämmönsiirtoväliainetta pääse sulan materiaalin 25 kanssa kosketuksiin, mikä eliminoi räjähdysvaaran.
Keksinnön mukaisen ratkaisun kiertomassa jäähdytys jäähdyttää uunin poistokaasun, joka ennen sekoituskammiota on lämpötilassa 700 - 2000 °C, riittävän matalaan lämpötilaan, esimerkiksi 350 - 900 °C:seen, edullisesti 400 -700 °C:seen, 30 jotta sen sisältämät sulat kiintoaineet lauhtuvat kiinteään » faasiin asti. Tämä tapahtuu sekoittamalla kuuma kaasu jääh dytettyyn kiertomassaan, jonka tyypillinen lämpötila on 250 - 400 °C sekoituskammiossa. Näin kaasun sisältämä pöly ei enää tartu ympäröiville pinnoille ja aiheuta tukkeumia ts.
35 sekoitusvaiheessa kaasu jäähtyy sellaisen lämpötila-alueen 97826 6 yli, jossa jäähdytettävän kaasun sisältämä pöly on ainakin osittain sulassa muodossa.
Keksinnön mukainen kiintoaineen kierrätykseen perustuva uunin poistokaasun jäähdytysmenetelmä voi toimia esim.
5 kiertomassareaktorin nopeusalueella ollen 2-20 m/s, riippuen mm. partikkeleiden tiheydestä ja raekoosta. Tämä no-peusalue on edullinen mm. silloin, kun halutaan kasvattaa kiertomassan viiveaikaa tai raekokoa agglomeraation avulla reaktorissa. Kiertomassareaktorin nopeusalueen lisäksi 10 toinen vaihtoehto keksinnön mukaisessa ratkaisussa on nostaa nopeus välille 10 - 30 m/s, jolloin siirrytään pneumaattisen kuljetuksen alueelle. Täällä tavoin virtaus muuttuu rauhallisemmaksi ja paineen pulseeraus eliminoituu, millä on suuri merkitys sulatusuunin toiminnalle. Monet sulatusuunit toimi-15 vat alipaineella ja niiden toiminnan säätö edellyttää, että uunin paineen vaihtelut saavat olla vain hyvin pienet, esim. 100 Pa:n rajojen sisäpuolella asetusarvosta, jopa vähemmänkin. Pneumaattisen kuljetuksen nopeusalueella toimiessa myös kaasun painehäviö nousukuilun liitännästä sykloniin pienenee 20 oleellisesti mahdollistaen merkittävien säästöjen aikaansaamisen sähkön kulutuksessa.
Keksinnön mukaisen ratkaisun ensisijainen etu on siinä, että sulatusuunin nousukuilun yläpuolella, uunin päällä ei ole turvallisuusriskiä aiheuttavia kattilapintoja, ja näin ollen 25 laitteen turvallisuus parantuu oleellisesti. Lisäksi etuna on myös laitteiston käytettävyyden parantuminen siten, että jos kattilapintoihin tulee vuotoja, ne aiheuttavat toimenpiteitä ainostaan kattilaan liittyvissä, ei muissa, laitteissa, millä ominaisuudella saavutetaan niin ikään kustannus-30 säästöjä.
Yksi etu keksinnön mukaisella epäsuoralla poistokaasun jäähdyttämisellä kiertomassan avulla on siinä, että leijuker-rosjäähdyttimessä on lämmönsiirtokerroin noin 5-10 kertaa suurempi kuin tavanomaisen jätelämpökattilan säteilyosan ti » ai«H ι·ι <-n 7 97826 pinnoilla, mikä pienentää tarvittavien lämpöpintojen pinta-alaa, vaikka lämpötilaero lämpöä luovuttavan kaasun ja lämpöä vastaanottavan pinnan välillä pieneneekin.
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla 5 oheisiin piirustuksiin, joissa
Kuva 1 esittää kaaviollisena kuvantona erästä keksinnön mukaista poistokaasun jäähdytysratkaisua, ja
Kuva 2 esittää kaaviollisena kuvantona erästä toista keksinnön mukaista poistokaasun jäähdytysratkaisua.
10 Kuviossa 1 on esitetty sulatusuunin poistokaasujen jäähdy-tyslaitteisto. Tässä poistokaasua jäähdytetään kiertomassa-jäähdyttimellä (1), jonka jälkeen jäähtynyt kaasu johdetaan esim. kattilan konvektio-osaan (2) . Sulatusuunin nousukuilun (3) yläpuolelle on sovitettu kiertomassajäähdytin (1) . Pois-15 tokaasut virtaavat uunin nousukuilun kautta kiertomassajääh-dyttimen lävitse edelleen jätelämpökattilaan, toiseen jääh-dytysvaiheeseen.
Kuvan 1 mukaisen kiertomassajäähdyttimen (1) ensimmäinen osa poistokaasun virtaussuunnassa on sekoituskammio (4), jossa 20 uunin nousukuilusta (3) ylöspäin virtaavat kaasut, joiden lämpötila on tyypillisesti 700 - 2000 °C, saatetaan kosketuksiin ja sekoitetaan leijukerrosjäähdyttimeltä tulevan kier-tomassan kanssa. Sekoituskammiosta, jossa kaasun ja kierto-massan sekoituslämpötila laskee tyypillisesti 400 - 700 °C:n 25 lämpötilaan, kaasun ja kiintoaineen seos virtaa nousuputkea (5) pitkin syklonierottimeen (6). Tänä aikana uunista poistuva kuuma kaasu tulee käsitellyksi niin, että osa sen lämmöstä siirtyy kiertomassaan ja sen sisältämät pintoja likaavat komponentit ovat jäähtynet niin, etteivät ne aiheu-30 ta ongelmia. Syklonierottimessa (6) kaasusta erotetaan sen sisältämä kiertomassa, ja edelleen syklonista kaasut johdetaan seuraavaan jäähdytysvaiheeseen, jätelämpökattilan kon- 97826 8 vektio-osaan (2). Syklonierottimessa (6) kaasusta erottunut kiertomassa putoaa leijukerrosjäähdyttimeen (7), johon tuodaan oma leijutuskaasunsa tarvittavien laitteiden (8) avulla. Leijukerrokseen sijoitetaan jäähdytyselementeiksi 5 lämmönsiirtimiä (9) , jotka voivat olla myös samaan vesi/höy-rysysteemiin yhdistettyjä kuin jätelämpökattilan konvektio-osan kattilapinnat. Leijukerrosjäähdyttimestä tyypillisesti 250 - 400 °C:seen jäähtynyt kiertomassa putoaa leijukerrok-sen yhdysputkea (10) pitkin sekoituskammioon; kiertomassan 10 palautus sekoituskammioon voidaan järjestää muillakin tunnetuilla tavoilla. Leijutusilma johdetaan myös pääosin sekoi-tuskammioon, sillä erotussyklonin ja leijukerrosjäähdyttimen väliin on edullisesti sijoitettu kaasulukko (11), joko esim. ns. L-mutka, tai sitten itse leijukerrosjäähdyttimessä on 15 edullisesti väliseinä (12), jolla varmistetaan, että leijutusilma joutuu oleellisesti sekoituskammioon, eikä myöskään läpipuhallusta sekoituskammiosta leijupetijäähdyttimen kautta sykloniin tapahdu.
Kuvan 2 esittämässä sovellusmuodossa on esitetty keksinnön 20 mukainen ratkaisu tilanteisiin, joissa leijukerrosjäähdytin on sijoitettava sulatusuunin alapuolelle.
Kuvan 2 sovellusmuodossa kiertomassajäähdyttimen (1) ensimmäinen osa poistokaasun virtaussuunnassa on sekoituskammio (4), jossa uunin nousukuilusta (3) ylöspäin virtaavat kaa-25 sut, joiden lämpötila on niin ikään tyypillisesti 700 - 2000 °C, saatetaan kosketuksiin ja sekoitetaan kiintoaine-säiliöstä (13) tulevan kiertomassan kanssa. Sekoituskammiosta, jossa kaasun ja kiertomassan sekoituslämpötila laskee tyypillisesti 400 - 700 °C:n lämpötilaan, kaasun ja 30 kiertomassan seos virtaa nousuputkea (5) pitkin sykloni-erottimeen (6) . Tänä aikana uunista poistuva kuuma kaasu tulee käsitellyksi niin, että osa sen lämmöstä siirtyy kiintoaineeseen ja sen sisältämät pintoja likaavat komponentit ovat jäähtynet niin, etteivät ne aiheuta ongelmia. Syk-35 lonierottimessa (6) kaasusta erotetaan sen sisältämä kiin- 9 97826 toaines, ja edelleen syklonista kaasut johdetaan seuraavaan jäähdytysvaiheeseen, jätelämpökattilan konvektio-osaan (2). Syklonierottimessa (6) kaasusta erottunut kiertomassa putoaa leijukerrosjäähdyttimeen (7) , johon tuodaan oma leijutus-5 kaasunsa tarvittavien laitteiden (8) avulla. Leijukerrokseen sijoitetaan jäähdytyselementeiksi lämmönsiirtimiä (9) , jotka voivat olla myös samaan vesi/höyrysysteemiin yhdistettyjä kuin jätelämpökattilan konvektio-osan kattilapinnat. Leiju-kerrosjäähdyttimestä tyypillisesti 250 - 400 °C:seen jäähty-10 nyt kiertomassa putoaa leijukerroksen ylivuotona yhdysputkea (10) pitkin kuljetusjärjestelmään (14) , joka kuljettaa kiintoaineen takaisin kiintoainesäiliöön (13). Leijutusilma tässä sovellusmuodossa ohjataan erottimen (15) kautta jäte-lämpökattilaan yhteen (16) kautta.
Claims (17)
1. Menetelmä sulafaasiperiaatteella toimivan uunin, kuten sulatusuunin, poistokaasujen jäähdyttämiseksi, jossa pois- 5 tokaasut johdetaan uunista pystysuoran nousukuilun (3) kautta kaasun jäähdytyslaitteistoon ja jossa uunin poisto-kaasusta otetaan lämpöä talteen esimerkiksi kylläisenä tai tulistettuna höyrynä, ja jossa menetelmässä lämpöä otetaan talteen kiintoainekiertoon sovitetussa leijukerrosjäähdyt-10 timessä (7), tunnettu siitä, että - kaasut johdetaan jäähdytyslaitteistoon ottamatta niistä lämpöä talteen nousukuilun (3) yläpuolisten osien (4,5) seinämien lävitse, - poistokaasun lämpö otetaan talteen kahdessa vaiheessa, 15 jolloin ensimmäisessä vaiheessa lämpöä otetaan talteen epäsuorasti leijukerroksessa (7) kiertomassajäähdyttimen avulla siten, että kiertoaine sekoitetaan poistokaasuun nousukuilun (3) yläpuolella, ja toisessa vaiheessa lämpöä otetaan talteen paineistettuna höyrynä jätelämpökattilassa 20 (2).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että leijukerrosjäähdyttimessä (7) kiertomassan sisältämää lämpöä siirretään lämmönsiirtimien (9) avulla 25 väliaineeseen.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että lämmönsiirtimet (9) ovat kytketyt samaan vesi/höyrypiiriin kuin jätelämpökattila (2). 30
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että poistokaasut jäähdytetään kiertomassajäähdyttimen (1) sekoituskammiossa (4) ja nousuputkessa (5) n. 300 - 900 °C:n lämpötilaan. 35
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että poistokaasut jäähdytetään kiertomassajäähdyttimen sekoituskammiossa (4) ja nousuputkessa (5) n. 400 - 700 97826 °C:n lämpötilaan.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä. että kiertomassa jäähdytetään leijukerrosjäähdyttimessä 5 (7) n. 250 - 400 °C:n lämpötilaan.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että poistokaasut ovat kiertomassajäähdyttimen sekoi-tuskammioon (4) tullessa n. 700 - 2000 °C:n lämpötilassa. 10
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä . että kiertomassaa erotetaan kaasusta nousuputken (5) yläosassa olevan syklonierottimen (6) avulla.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähtynyt kiertomassa palautetaan kiertomassa-jäähdyttimen sekoituskammioon (4) leijukerrosjäähdyttimen (7) ylivuotona.
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähtynyt kiertomassa palautetaan kiertomassa-jäähdyttimen sekoituskammioon (4) kuljetusjärjestelmän (14) avulla.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erillinen kuljetusjärjestelmä (14) toimii pneumaattisesti.
12. Laite sulafaasiperiaatteella toimivan uunin, esim. 30 sulatusuunin, poistokaasujen jäähdyttämiseksi, joka laite käsittää uunin oleellisesti pystysuoraan nousukuiluun (3) yhdistetyn kaasun jäähdytyslaitteiston (1) ja joka laite käsittää leijukerrosjäähdyttimen (7) lämmön talteenottamiseksi, tunnettu siitä, että 35 - uunin nousukuilun (3) yläpuolinen virtauskanava (5) on oleellisesti jäähdyttämätöntä rakennetta ja että - uunin nousukuilun (3) yläpuolelle on sijoitettu kiertomassajäähdytin (1), joka käsittää 97826 - kiertomassan sekoituskammion (4) sijoitettuna uunin nousukuilun (3) yläosaan poistokaasun ja kiertomassan saattamiseksi toistensa kanssa tehokkaasti kosketuksiin, - nousuputken (5) 5. erottimen (6) kuumenneen kiertomassan erottami seksi poistokaasusta, ja - laitteiston (10, 14) kiintoaineen kuljettamiseksi leijukerrosjäähdyttimen (7) ja nousukuilun yläosaan sijoitetun sekoituskammion 10 (4) välillä, ja että - jätelämpökattila (2) on sijoitettu uunin viereen kiertomassajäähdyttimen erottimen (6) kaasun ulostuloyh-teeseen liitettynä.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiertomassajäähdyttimen (1) sekoituskammio (4) ja nousuputki (5) on sovitettu uunin yläpuolelle.
14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä. 20 että leijukerrosjäähdyttimeen (7) on sijoitettu lämmönsiir- topintoja (9).
15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että leijukerrosjäähdytin (7) ja sekoituskammio (4) on 25 yhdistetty kiintoaineen palautuskanavalla (10) toisiinsa.
16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että sekoituskammioon (4) on liitetty kiintoainesäiliö (13) kanavayhteellä kiintoaineen johtamiseksi sekoituskammioon 30 (4).
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että leijukerrosjäähdytin (7) ja kiintoainesäiliö (13) on kytketty toisiinsa kuljetusjärjestelmällä (14) kiintoaineen 35 kuljettamiseksi leijukerrosjäähdyttimeltä kiintoainesäili-öön. 97826
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI925185A FI97826C (fi) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi |
| PCT/FI1993/000479 WO1994011691A1 (en) | 1992-11-16 | 1993-11-15 | Method and apparatus for cooling hot gases |
| JP6511761A JPH08503292A (ja) | 1992-11-16 | 1993-11-15 | 高温ガスの冷却方法および装置 |
| AU54235/94A AU682158B2 (en) | 1992-11-16 | 1993-11-15 | Method and apparatus for cooling hot gases |
| RU95113447/02A RU95113447A (ru) | 1992-11-16 | 1993-11-15 | Способ охлаждения газов и устройство для его осуществления |
| CA002149519A CA2149519C (en) | 1992-11-16 | 1993-11-15 | Method and apparatus for cooling hot gases |
| US08/436,207 US5566750A (en) | 1992-11-16 | 1995-06-20 | Method and apparatus for cooling hot gases |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI925185 | 1992-11-16 | ||
| FI925185A FI97826C (fi) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI925185A0 FI925185A0 (fi) | 1992-11-16 |
| FI925185L FI925185L (fi) | 1994-05-17 |
| FI97826B FI97826B (fi) | 1996-11-15 |
| FI97826C true FI97826C (fi) | 1997-02-25 |
Family
ID=8536220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI925185A FI97826C (fi) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5566750A (fi) |
| JP (1) | JPH08503292A (fi) |
| AU (1) | AU682158B2 (fi) |
| CA (1) | CA2149519C (fi) |
| FI (1) | FI97826C (fi) |
| RU (1) | RU95113447A (fi) |
| WO (1) | WO1994011691A1 (fi) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI93274C (fi) * | 1993-06-23 | 1995-03-10 | Ahlstroem Oy | Menetelmä ja laite kuuman kaasuvirran käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi |
| FI97424C (fi) * | 1993-06-23 | 1996-12-10 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite kuuman kaasun käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi |
| JPH0842981A (ja) * | 1994-08-01 | 1996-02-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融炉排ガスの移送装置 |
| FI110205B (fi) | 1998-10-02 | 2002-12-13 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite leijupetilämmönsiirtimessä |
| NO306644B1 (no) | 1998-11-23 | 1999-11-29 | Santo As V Rolf H Hammer | Fremgangsmåte for å utnytte varmen i rökgasser som inneholder kondenserbare komponenter og apparatur for utförelse av denne |
| EP2884166A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | Doosan Lentjes GmbH | Fluidized bed heat exchanger |
| CN113426240B (zh) * | 2021-07-05 | 2022-08-12 | 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 | 一种电加热式半导体废气处理设备及其降温的方法 |
| CN113899206B (zh) * | 2021-09-10 | 2024-01-26 | 山西华暖科技发展有限公司 | 一种余热利用的安全电炉 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1372431A (fr) * | 1962-12-18 | 1964-09-18 | Fives Lille Cail | échangeur de température entre gaz et matières pulvérulentes, notamment dans le cas des fours à ciment |
| DE1501382A1 (de) * | 1966-10-01 | 1969-12-04 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Waermeaustauschvorrichtung |
| US4119395A (en) * | 1975-09-27 | 1978-10-10 | Central Glass Co., Ltd. | Method of recovering heat of combustion waste gas arising from glass tank furnace |
| US4896717A (en) * | 1987-09-24 | 1990-01-30 | Campbell Jr Walter R | Fluidized bed reactor having an integrated recycle heat exchanger |
| FI86578C (fi) * | 1990-07-04 | 1992-09-10 | Ahlstroem Oy | Foerfarande och anordning foer avkylning av heta gaser. |
| FI89630C (fi) * | 1991-02-14 | 1993-10-25 | Tampella Power Oy | Pao cirkulationsmassateknik baserat foerfarande foer avkylning av gaser samt vid foerfarandet anvaend cirkulationsmassaavkylare |
-
1992
- 1992-11-16 FI FI925185A patent/FI97826C/fi not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-11-15 JP JP6511761A patent/JPH08503292A/ja active Pending
- 1993-11-15 RU RU95113447/02A patent/RU95113447A/ru unknown
- 1993-11-15 WO PCT/FI1993/000479 patent/WO1994011691A1/en not_active Ceased
- 1993-11-15 AU AU54235/94A patent/AU682158B2/en not_active Ceased
- 1993-11-15 CA CA002149519A patent/CA2149519C/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-20 US US08/436,207 patent/US5566750A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2149519A1 (en) | 1994-05-26 |
| JPH08503292A (ja) | 1996-04-09 |
| AU682158B2 (en) | 1997-09-25 |
| FI925185L (fi) | 1994-05-17 |
| WO1994011691A1 (en) | 1994-05-26 |
| AU5423594A (en) | 1994-06-08 |
| RU95113447A (ru) | 1997-04-10 |
| CA2149519C (en) | 1999-01-19 |
| US5566750A (en) | 1996-10-22 |
| FI925185A0 (fi) | 1992-11-16 |
| FI97826B (fi) | 1996-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5442919A (en) | Reheater protection in a circulating fluidized bed steam generator | |
| US4541864A (en) | Method and apparatus for recovery and recycling of heat from hot gases | |
| US4761793A (en) | Plasma fired feed nozzle | |
| EP0630683B1 (en) | Method and apparatus for treating or ultilizing a hot gas flow | |
| CN101315183A (zh) | 冶金电炉烟气余热回收系统 | |
| US4314967A (en) | Fluidized bed reactor with vertical cooling coils | |
| FI97826C (fi) | Menetelmä ja laite kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi | |
| KR100289287B1 (ko) | 유동층반응기시스템및그작동방법 | |
| KR100209115B1 (ko) | 증기 발생기 | |
| EP0457983B1 (en) | Cyclone separator including a hopper formed by water-steam cooled walls | |
| US5326081A (en) | Method and apparatus for cooling hot gases | |
| US6068826A (en) | Method for reducing the amount of chloride compounds produced in a kiln for firing cement clinker | |
| US3317201A (en) | Method of and arrangement for increasing the alkali content in alkali-laden dusts of flue gases | |
| CS248029B2 (en) | Cooling method of the hit loose material and apparatus to perform this method | |
| US5458859A (en) | Device for removing heavy metals and slags from synthesis gas produced from refinery wastes | |
| CA1313185C (en) | Method of recovering heat from hot process gases | |
| US4623309A (en) | Fluid bed combustor and apparatus for cooling particulate solids | |
| US4591335A (en) | Process for reheating and conveying a granular heat carrier | |
| FI87147B (fi) | Foerfarande och anordning foer behandling av gaser och/eller fast material i en reaktor med cirkulerande fluidiserad baedd. | |
| GB2076954A (en) | Heat exchanger for cooling a high pressure gas | |
| EP0509684A2 (en) | Fluidized bed reactor with extraction of particulate material | |
| US3428117A (en) | Apparatus for cooling hot waste gases | |
| KR960003936B1 (ko) | 카본부착방지를 겸한 코크스로 발생가스의 현열회수방법 및 그 장치 | |
| CA1113024A (en) | Method and apparatus for purifying gases | |
| SU1381311A1 (ru) | Установка дл кальцинации гидроксида алюмини |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: FOSTER WHEELER ENERGIA OY |
|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |