Способ и установка для регулирования температуры псевдоожиженного слоя

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2414958:

ФОСТЕР ВИЛЕР ЭНЕРГИЯ ОЙ (FI)

Изобретение относится к регулированию температуры в реакторе псевдоожиженного слоя. Реакторная система включает пиролизер с псевдоожиженным слоем, реактор сжигания с псевдоожиженным слоем и конструкцию для регулирования температуры в пиролизере. Конструкция имеет сепарационное средство, канал возврата, канал выгрузки и входной канал. Канал возврата и входной канал совместно имеют общую концевую часть для передачи смеси твердых частиц в пиролизер, причем смесь образована в аппарате смешения с псевдоожижением, находящимся в соединении с входным каналом и каналом возврата. Способ регулирования температуры пиролизера, выполненного в соединении с реактором сжигания, заключается в том, что отделяют первые твердые частицы от пиролизера, переносят первую часть первых твердых частиц по каналу возврата обратно в пиролизер, удаляют вторую часть первых твердых частиц и переносят вторые твердые частицы по входному каналу из реактора сжигания в пиролизер, первую часть первых твердых частиц и вторые твердые частицы смешивают и переносят по общей концевой части канала возврата и входному каналу в пиролизер. Изобретение обеспечивает эффективный способ быстрого и точного регулирования температуры в реакторе. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу и аппарату для регулирования температуры в реакторе псевдоожиженного слоя, расположенного в соединении со вторым реактором псевдоожиженного слоя в соответствии с преамбулой к независимым пунктам формулы изобретения.

Так, изобретение, в частности, относится к установке, включающей сепарационное средство для выделения первых твердых частиц из реактора псевдоожиженного слоя, канал возврата для возврата первой части первых твердых частиц в реактор псевдоожиженного слоя, канал выгрузки для удаления второй части первых твердых частиц и входной канал для переноса вторых твердых частиц из второго реактора псевдоожиженного слоя в первый реактор псевдоожиженного слоя. Далее изобретение, в частности, относится к способу, которым первые твердые частицы выделяют из реактора псевдоожиженного слоя, первую часть первых твердых частиц передают по каналу возврата назад в реактор псевдоожиженного слоя, удаляют вторую часть первых твердых частиц и вторые твердые частицы передают по входному каналу из второго реактора псевдоожиженного слоя в реактор псевдоожиженного слоя.

Реакции, происходящие в реакторах псевдоожиженного слоя, такие как реакции горения, часто являются экзотермическими. Следовательно, энергия, высвобождаемая при реакции, обычно может быть воспринята паром или другим теплоносителем таким образом, чтобы было возможно поднять его температуру, что выгодно, например, с точки зрения минимизации выделения тепла. Когда реакции, происходящие в реакторах псевдоожиженного слоя, являются эндотермическими, такими как пиролитические реакции, в реактор должна вводиться энергия извне. Когда эндотермический реактор псевдоожиженного слоя находится в соединении с другим экзотермическим реактором псевдоожиженного слоя, известным способом подвода энергии к реактору псевдоожиженного слоя является перенос горячего материала слоя из экзотермического реактора псевдоожиженного слоя. Соответственно, можно подвести температуру другого типа реакторов псевдоожиженного слоя, также экзотермических реакторов псевдоожиженного слоя, к желаемому значению путем обмена материалом слоя между реактором псевдоожиженного слоя и вторым реактором псевдоожиженного слоя, имеющим отличающуюся, например, более низкую температуру.

Предпочтительно реактор псевдоожиженного слоя, к которому относится регулирование температуры согласно настоящему изобретению, так называемый первый реактор псевдоожиженного слоя, является пиролизером с циркулирующим псевдоожиженным слоем, а второй реактор псевдоожиженного слоя, связанный с пиролизером, является установкой сжигания с псевдоожиженным слоем, например большим котлом с циркулирующим псевдоожиженным слоем. В силу этого целью регулирования температуры является поддержание в пиролизере с циркулирующим псевдоожиженным слоем температуры, которая является желательной и благоприятной для процесса пиролиза, используя материал слоя, нагретый в большом котле с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Каждый из патентов США 3853498, 4344373, 4364796 и 5946900 описывает конструкцию, в которой температуру, требуемую для процесса пиролиза, поддерживают в пиролизере с псевдоожиженным слоем путем ввода в него горячего слоя из отдельной установки сжигания с псевдоожиженным слоем. В то же время обуглившееся вещество, генерированное в процессе и имеющее более низкую температуру, выводят из пиролизера, чтобы сжечь его в установке сжигания. В установках, описанных в этих патентах, возможно корректировать температуру в пиролизере путем изменения массового расхода горячего материала слоя, передаваемого с установки сжигания в пиролизер.

При так называемом быстром пиролизе органический материал быстро нагревают в бескислородных условиях до температуры 450-500°С. Посредством этого в процессе образуются испаренные органические соединения, газы пиролиза и обуглившиеся вещества. На следующей стадии процесса испаренные органические соединения конденсируют в пиролизное масло. Его выход (массовый) составляет обычно 70-75% от сухого топлива. Выход пиролизного масла зависит от температуры, оптимальная температура обычно составляет приблизительно 500°С. Если температура слишком низка, возрастает количество обуглившихся веществ, и, соответственно, если температура слишком высока, увеличение доли газов пиролиза является таким, что они не конденсируются в пиролизное масло.

Для того чтобы максимизировать выход в процессе пиролиза, важно, чтобы распределение температуры в пиролизере было настолько однородным, насколько это возможно. В особенности при быстром пиролизе, при котором время пребывания топлива в реакторе мало, обычно меньше одной секунды, важно быстро и точно довести топливо до должной температуры. Псевдоожижение материала слоя в пиролизерах с псевдоожиженным слоем само по себе создает относительно однородную и стабильную температуру процесса, но в некоторых случаях было замечено, что часть топлива в пиролизере с псевдоожиженным слоем не реагирует при назначенной температуре пиролиза, что вызывает нежелательные химические реакции и, например, снижение выхода масла. Таким образом имеется необходимость в получении усовершенствованных способа и установки для эффективного регулирования температуры реактора псевдоожиженного слоя таким путем, чтобы настолько большая часть топлива, насколько возможно, быстро и точно достигала должную температуру.

Задачей изобретения является предложить эффективный способ регулирования температуры в реакторе псевдоожиженного слоя и установку для этого способа, в котором минимизированы описанные выше сложности.

Задачей изобретения в особенности является предложить эффективный способ и установку, посредством которых можно быстро и точно корректировать температуру в реакторе псевдоожиженного слоя, находящемся в соседстве со вторым реактором псевдоожиженного слоя.

Для того чтобы решить упомянутые выше проблемы предшествующего уровня техники, предложена установка, отличительные признаки которой раскрыты в отличительной части независимого пункта формулы изобретения, касающегося установки. Так, отличительным признаком установки согласно настоящему изобретению является то, что канал возврата и входной канал совместно имеют общую концевую часть для передачи смеси твердых частиц, образованной первой частью первых твердых частиц и вторыми твердыми частицами в реактор псевдоожиженного слоя.

Для того чтобы решить упомянутые выше проблемы предшествующего уровня техники, предложен также способ, отличительные признаки которого раскрыты в отличительной части независимого пункта формулы изобретения, касающегося способа. Так, отличительным признаком способа согласно настоящему изобретению является то, что первую часть первых твердых частиц и вторые твердые частицы смешивают друг с другом и образованную таким образом смесь переносят по общей концевой части канала возврата и входного канала в реактор псевдоожиженного слоя.

Согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения реактор псевдоожиженного слоя, к которому относится регулирование температуры, так называемый первый реактор псевдоожиженного слоя, представляет собой пиролизер с псевдоожиженным слоем, в котором органические вещества должны химически разлагаться без кислорода при относительно высокой температуре, например при 500°С. Пиролизер предпочтительно является пиролизером с циркулирующим псевдоожиженным слоем, материал слоя которого псевдоожижают при относительно высокой скорости псевдоожижения, в результате чего газы, поднимающиеся в реакционной камере, уносят твердые частицы в канал продуктовых газов. Тем самым твердые частицы, так называемые первые твердые частицы, отделяют от газа, покидающего реактор, посредством сепаратора частиц, обычно циклона, расположенного в канале продуктовых газов. В особенности, когда первый реактор псевдоожиженного слоя является реактором какого-то другого типа, нежели пиролизер с циркулирующим псевдоожиженным слоем, отделение первых твердых частиц может предпочтительно происходить также каким-либо другим образом, чем сепаратором частиц, расположенным в канале продуктовых газов, например, посредством канала выгрузки твердых частиц, присоединенного к нижней части реакционной камеры.

С точки зрения скорости регулирования температуры выгодно, чтобы перенос тепла между теплонесущим твердым материалом и материалом, уже присутствующим в слое, или, в особенности, внесенным туда материалом, таким как топливо, был настолько хорошим, насколько это возможно. Поэтому выгодно, чтобы массовый расход теплонесущего твердого материала был настолько высоким, насколько это возможно. Согласно настоящему изобретению разность температур между теплонесущим твердым материалом и первым реактором псевдоожиженного слоя понижают смешением потока твердого материала, приходящего из второго реактора псевдоожиженного слоя, например котла, который находится при температуре, явно отклоняющейся от температуры первого реактора псевдоожиженного слоя, с твердым материалом, который выделен из первого реактора псевдоожиженного слоя, например из циклона пиролизера, который находится практически при температуре реакционной камеры первого реактора псевдоожиженного слоя. Благодаря этому эффективная дополнительная тепловая энергия, переданная частицами, принесенными в первый реактор псевдоожиженного слоя, является практически неизменной, но массовый расход частиц, вводимых для корректирования температуры, становится больше, и их температура меньше отклоняется от температуры первого реактора, чем без добавления частиц, выделенных из первого реактора.

Хотя распределение температуры в реакторе псевдоожиженного слоя является, вообще говоря, однородным, было отмечено, что близко от места, в которое вводят материал для корректировки температуры, могут образовываться области, в которых температура отклоняется от температуры остальной реакционной камеры. Когда температура материала, используемого для корректировки температуры, не сильно отклоняется от температуры материала, уже присутствующего в реакционной камере при использовании способа регулирования температуры согласно изобретению, в реакционной камере достигается даже еще более однородное распределение температуры. Например, посредством этого уменьшается ряд нежелательных химических реакций, вызываемых неравномерным распределением температуры в пиролизере.

Как уже было сказано, первым реактором псевдоожиженного слоя может быть какой-то другой реактор, нежели пиролизер, например экзотермический реактор. Вторым реактором псевдоожиженного слоя может быть любой другой подходящий реактор, температура в котором отклоняется желаемым образом от температуры первого реактора псевдоожиженного слоя. Когда способ согласно изобретению применяют для повышения температуры первого реактора псевдоожиженного слоя, температура второго реактора псевдоожиженного слоя должна быть выше, чем температура первого реактора псевдоожиженного слоя. Когда, наоборот, способ используют для понижения температуры, температура второго реактора псевдоожиженного слоя должна быть ниже, чем температура первого реактора псевдоожиженного слоя.

Согласно настоящему изобретению первую часть первых твердых частиц возвращают по каналу возврата в первый реактор псевдоожиженного слоя, предпочтительно в реакционную камеру пиролизера, а вторую часть выгружают, предпочтительно во второй реактор псевдоожиженного слоя. В некоторых случаях вторая часть может быть также выгружена куда-то еще, например, для хранения перед уничтожением или для другого применения.

Согласно предпочтительному осуществлению изобретения вторым реактором псевдоожиженного слоя является относительно большой котел псевдоожиженного слоя, имеющий температуру печи, например, 850°С. Котел псевдоожиженного слоя предпочтительно является котлом с циркулирующим псевдоожиженным слоем, но он может быть также какого-то другого типа, например котлом кипящего слоя. Когда горячий материал слоя котла псевдоожиженного слоя вводят в пиролизер со значительно более низкой температурой, пиролизер получает тепловую энергию, требуемую для процесса пиролиза.

В связи с этим в центре внимания не находится особо эффект, вызываемый во втором реакторе псевдоожиженного слоя подачей твердых частиц из первого реактора псевдоожиженного слоя, но предполагается, как если бы второй реактор мог бы работать без подачи твердых частиц. Обмен материалом слоев с различной температурой в реальности влияет на тепловые балансы обоих реакторов, и твердый материал, удаленный из пиролизера, может содержать много обуглившихся веществ, которые могут выгодно действовать как топливо во втором реакторе псевдоожиженного слоя.

Величина массового расхода первой части первых твердых частиц, выделенных из первого реактора псевдоожиженного слоя, влияет на температуру потока частиц, подаваемых в первый реактор псевдоожиженного слоя, содержащего твердые частицы, подаваемые из второго реактора псевдоожиженного слоя. Например, если температура твердых частиц, выделенных из первого реактора псевдоожиженного слоя, составляет 500°С, а температура твердых частиц, подаваемых из второго реактора псевдоожиженного слоя, составляет 850°С, то возможно подвести температуру смеси, подаваемой в первый реактор псевдоожиженного слоя, к желаемой величине между 500°С и 850°С, например к 650°С, используя нужный массовый расход первой части первых твердых частиц. Если допустить, что температура потоков частиц остается такой же в то время, как их обрабатывают, то температура в 650°С достигается, например, таким путем, что твердые частицы, которые имеют температуру 500°С, выделяют из первого реактора в количестве 35 кг/с, из которых 15 кг/с отделяют во второй реактор, а 20 кг/с возвращают в первый реактор, причем последний массовый поток смешивают с 15 кг/с массового потока частиц, имеющих температуру 850°С, который подается из второго реактора.

Для того чтобы регулировать температуру потока частиц, вводимого в первый реактор псевдоожиженного слоя, выгодно, чтобы канал возврата первой части первых твердых частиц включал средство регулирования, так называемое первое средство регулирования, для того, чтобы корректировать массовый расход первой части первых твердых частиц. Если общее количество потока твердых частиц, отделенных от потока продуктовых газов первого реактора псевдоожиженного слоя, предпочтительно с помощью циклона, является равномерным и весь поток частиц или выгружают, или возвращают в первый реактор псевдоожиженного слоя, можно регулировать температуру потока частиц альтернативно устройством регулирования массового расхода, расположенным в канале выгрузки второй части первых твердых частиц. Третьей альтернативой является расположение устройств регулирования массового расхода и в канале возврата первой части первых твердых частиц, и в канале выгрузки второй части первых твердых частиц.

Обычный газовый затвор также может быть предпочтительно расположен в канале возврата первой части первых твердых частиц и в канале выгрузки второй части первых твердых частиц, где указанный газовый затвор включает опускной стояк и флюидизированный канал подъема. Обычно газовый затвор используют для предотвращения потока газа между пространствами, которые находятся под разным давлением. Газовые затворы в конструкции согласно настоящему изобретению могут в то же время действовать как средства регулирования для распределения массового потока, например, таким образом, чтобы отношение между количествами удаляемого массового потока и массового потока, возвращаемого в первый реактор псевдоожиженного слоя, корректировалось посредством скоростей псевдоожижения (флюидизации) каналов подъема. Газовые затворы в канале возврата первой части первых твердых частиц и в канале выгрузки второй части первых твердых частиц могут быть или полностью раздельными структурами, или иметь общий опускной стояк.

Поскольку величина массового расхода вторых твердых частиц, вводимых из второго реактора псевдоожиженного слоя, также влияет на температуру массового потока, передаваемого в первый реактор псевдоожиженного слоя, для регулирования температуры первого реактора псевдоожиженного слоя выгодно, чтобы входной канал входных твердых частиц также включал средство регулирования, так называемое третье средство регулирования, для того, чтобы корректировать массовый расход вторых твердых частиц. Поэтому входной канал предпочтительно включает структуру газового затвора, которая имеет флюидизированный канал подъема, включающий устройство регулирования псевдоожижения. Согласно предпочтительному осуществлению изобретения первую часть первых твердых частиц направляют в верхнюю часть канала подъема входного канала для вторых твердых частиц, посредством чего первую часть первых твердых частиц и вторые твердые частицы эффективно перемешивают.

Устройства регулирования массового расхода, расположенные в канале возврата, канале выгрузки и во входном канале, могут быть также какого-то другого известного типа. Эти средства регулирования или их части могут включать, например, регулируемый шнековый конвейер для дисперсной массы.

Общая концевая часть канала возврата и входного канала предпочтительно включает датчик температуры обычного типа для смешанных твердых частиц, например платиновый термометр сопротивления или термопару. Естественно, обычно имеется также датчик температуры, связанный с реакционной камерой первого реактора псевдоожиженного слоя, например, для мониторинга температуры верхней части реакционной камеры. Система регулирования температуры согласно настоящему изобретению предпочтительно включает обычную систему регулирования для управления потоками массы твердых частиц на основании измеренных температур.

Температуру реакционной камеры предпочтительно регулируют, давая задание третьему средству регулирования, расположенному во входном канале, подающем твердые частицы из второго реактора псевдоожиженного слоя, исходя из температуры, замеренной в верхней части первого реактора псевдоожиженного слоя. Далее, согласно особо предпочтительному осуществлению изобретения первое средство регулирования, регулирующее количество массового потока первой порции первых твердых частиц, управляется, исходя из температуры смешанных твердых частиц, измеренной в общей концевой части канала возврата и входного канала.

Изобретение описано более подробно со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематично показано поперечное сечение по вертикали реактора псевдоожиженного слоя, соединенного со вторым реактором псевдоожиженного слоя, где указанный реактор псевдоожиженного слоя имеет систему регулирования температуры согласно предпочтительному осуществлению настоящего изобретения.

Чертеж показывает пиролизер 10 с циркулирующим псевдоожиженным слоем в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, включающий реакционную камеру 12, трубопровод вывода газа 14, присоединенный к верхней части реакционной камеры, и сепаратор 16 частиц, присоединенный к каналу 14. Твердые частицы, в особенности обуглившиеся частицы, отделяются от пиролизных газов сепаратором 16 частиц. Пиролизные газы направляют из сепаратора частиц через фильтр в холодильник газа (не показан), в котором пиролизное масло конденсируется из газов пиролиза. Несконденсированные газообразные продукты направляют из холодильника газов для использования для других нужд, например для сжигания или для использования в качестве флюидизирующего газа в пиролизере. Обычные трубопроводы 22, 24 присоединены к боковым стенкам реакционной камеры 12, например, для ввода топлива и инертного материала слоя. Под реакционной камерой имеется камера разрежения 26 для флюидизирующего газа, откуда флюидизирующий газ, например водяной пар или несконденсировавшиеся пиролизные газы, вводят через решетку 28 в реакционную камеру 12.

Канал 30 возврата присоединен к нижней части сепаратора 16 частиц для возврата первой части сепарированных твердых частиц в нижнюю часть реакционной камеры 12. Первая часть канала 30 возврата, опускной стояк 32, образует газовый затвор 38 вместе с каналом подъема 36, который флюидизируют устройством псевдоожижения 34. Газовый затвор 38 предотвращает протекание газа через канал возврата 30 из реакционной камеры 12 в сепаратор 16.

Имеется также второй канал 42 подъема, флюидизируемый устройством 40 псевдоожижения, присоединенный к опускному стояку 32, через такой канал подъема 42 можно удалить вторую часть твердых частиц, сепарированных в сепараторе 16, во второй котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44, расположенный близко от пиролизера. В то же время опускной стояк 32 и канал 42 подъема образуют второй газовый затвор 46, который предотвращает протекание газа из котла 44 с циркулирующим псевдоожиженным слоем в сепаратор 16. Изменением количеств флюидизирующих газов, вводимых посредством устройств 34 и 40 псевдоожижения, можно управлять тем, как поток твердых частиц, сепарированных в сепараторе 16, делится на первую часть, направляемую через канал 30 возврата в реакционную камеру 12, и вторую часть, направляемую через канал 50 выгрузки в котел 44 с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Газовые затворы 38 и 46 могут быть образованы согласно чертежу как единая структура так, что они имеют общий опускной стояк 32, или, альтернативно, газовые затворы могут быть полностью раздельными. В последнем случае канал, присоединенный к нижней части сепаратора частиц 16, разделен в некоторой точке, например, сразу под сепаратором частиц на два отдельных опускных стояка.

Тепловую энергию, требуемую для реакций пиролиза, вводят в реакционную камеру 12 пиролизера 10 переносом горячих твердых частиц из котла с циркуляцией псевдоожиженного слоя 44 по входному каналу 52. Согласно настоящему изобретению расширенная часть 48 канала 30 возврата присоединена к входному каналу таким образом, что каналы имеют общую концевую часть 54. Таким образом возможно подавать в реакционную камеру 12 смесь твердых частиц, сепарированных из газов пиролиза, и горячих твердых частиц, подаваемых из котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем, температура которой находится между температурой твердых частиц, сепарированных из газов пиролиза сепаратором частиц 16, и температурой твердых частиц котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44.

Чертеж показывает, что входной канал 52, доставляющий горячие твердые частицы в пиролизер, присоединен к боковой стенке печи котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44. На практике входной канал может также быть присоединен к сепаратору части трубопровода вывода газа котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44, посредством чего циркулирующий материал котла доставляется в пиролизер, или к нижней части печи котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем, посредством чего так называемый зольный остаток доставляется в пиролизер. Горячий материал может двигаться в канале 52 под действием гравитации, как показано на чертеже, или он может быть перемещен каким-либо другим образом, например, посредством шнекового конвейера или газового конвейера.

Если температура твердых частиц, возвращаемых из сепаратора 16, составляет 500°С, а температура твердых частиц, вводимых из котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44 составляет 850°С, то смесь частиц, направляемых по части канала 54 в реакционную камеру 12, может иметь температуру, варьирующуюся между 500°С и 850°С, например, 650°С. Указанная смесь частиц, которая имеет больший массовый поток, чем первоначальный, но более низкую температуру, чем первоначальная, эффективно вносит тем больше тепловой энергии в реакционную камеру, чем больше поток частиц непосредственно из котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем 44 с температурой 850°С. Благодаря более низкой температуре это вызывает, однако, значительно меньшее нежелательное разложение молекул топлива, происходящее в области ввода, и таким образом увеличивает выход пиролизного масла в пиролизере.

Канал 58 подъема, флюидизированный устройством 56 псевдоожижения, образует преимущественно часть входного канала 52, присоединенную к котлу 44 с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Указанный канал подъема действует как газовый затвор между котлом 44 с циркулирующим псевдоожиженным слоем и реакционной камерой 12 пиролизера 10. Посредством потока флюидизируещего газа, вводимого через устройство псевдоожижения 56, можно регулировать объем потока горячих твердых частиц, вводимых из котла 44 с циркулирующим псевдоожиженным слоем в реакционную камеру 12, и таким образом регулировать температуру реакционной камеры 12. Обычно процесс пиролиза имеет достаточно точно определенный температурный оптимум, и, если температура превышает его или не может его достичь, выход целевых веществ уменьшается. Согласно предпочтительному осуществлению устройством 56 псевдоожижения канала 58 подъема входного канала 52 управляют, основываясь на температуре, показанной датчиком 60 температуры, например термопарой, присоединенным к верхней части реакционной камеры, так, чтобы достичь желаемую температуру реакционной камеры 12.

Согласно предпочтительному осуществлению канал подъема 58 располагают в непосредственной близости от котла 44 с циркуляцией псевдоожиженного слоя, например, присоединенным к внешней стенке котла, благодаря чему расширенная часть 48 канала 30 возврата может предпочтительно быть присоединена к нисходящей части входного канала 52 после флюидизированного канала 58 подъема. Согласно особо предпочтительному осуществлению расширенная часть 48 канала возврата 30 может предпочтительно быть присоединена к входному каналу 52 таким образом, как показано на чертеже, иначе говоря, к флюидизированному каналу 58 подъема, наиболее предпочтительно, к верхней части канала подъема. Благодаря этому горячие твердые частицы, приходящие через входной канал 52, и более холодные частицы, приходящие через канал возврата 30, эффективно смешиваются в канале подъема 58 вследствие псевдоожижения, и поток частиц, вводимых в реакционную камеру, имеет температуру, которая соответствует средневзвешенной величине температур массовых потоков. Эти приводит в результате к тому, что никакие плохо перемешанные субпотоки с временно отличающимися температурами не допускаются в реакционную камеру, так как такие субпотоки могут вызвать нежелательные химические реакции в реакционной камере и, например, понизить выход пиролизного масла.

Устройство псевдоожижения 34 канала подъема 36 может предпочтительно управляться на основании температуры, показываемой датчиком температуры 62, помещенным в общей концевой части 54 канала возврата 30 и входного канала 52. Поскольку материал, прибывающий из сепаратора частиц 16, имеет приблизительно такую же температуру, как реакционная камера 12, добавление потока массы не оказывает существенного влияния на температуру реакционной камеры. Добавление потока массы материала, поступающего из сепаратора частиц 16, понижает, однако, температуру смеси твердых частиц, вводимых в реакционную камеру 12, и таким образом уменьшает проблемы, являющиеся результатом высокой температуры несущего тепло материала. Вторым преимуществом, обеспечиваемым изобретением, является то, что когда поток массы материала, приносящего тепло, возрастает, смешение с топливом становится более эффективным, и топливо быстрее достигает желаемой температуры.

Настоящее изобретение описано выше со ссылкой на типичное осуществление, но изобретение также включает много других осуществлений и модификаций. В частности, реактор псевдоожиженного слоя не обязан быть флюидизированным пиролизером, но он может быть также реактором другого типа, и второй реактор псевдоожиженного слоя не обязан быть котлом псевдоожиженного слоя, но может быть реактором другого типа с псевдоожиженным слоем. Второй реактор псевдоожиженного слоя не обязан находиться при температуре, более высокой, чем температура первого реактора псевдоожиженного слоя, но его температура также может быть ниже, чем температура первого реактора псевдоожиженного слоя. Средства регулирования на различных потоках твердых частиц не обязаны основываться на каналах фдюидизированного подъема, но они могут также быть устройствами регулирования массового потока другого типа, например шнековыми конвейерами. Аппарат для отделения твердых частиц не обязан быть циклоном, но он также может быть устройством какого-либо другого типа, таким как канал выгрузки, соединенный с нижней частью реакционной камеры. Таким образом, очевидно, что описанное типичное осуществление не предназначено для того, чтобы ограничить объем изобретения, но изобретение включает ряд других осуществлений, которые ограничены только прилагаемой формулой изобретения и приведенными в ней определениями.

1. Реакторная система, включающая пиролизер (12) с псевдоожиженным слоем, реактор (44) сжигания с псевдоожиженным слоем и конструкцию для регулирования температуры в пиролизере с псевдоожиженным слоем, включающая:
сепарационное средство (16) для отделения первых твердых частиц от пиролизера с псевдоожиженным слоем;
канал (30) возврата для возврата первой части первых твердых частиц в пиролизер с псевдоожиженным слоем;
канал (50) выгрузки для удаления второй части первых твердых частиц и
входной канал (52) для переноса вторых твердых частиц из реактора (44) сжигания с псевдоожиженным слоем в пиролизер с псевдоожиженным слоем,
отличающаяся тем, что канал (30) возврата и входной канал (52) совместно имеют общую концевую часть (54) для передачи смеси твердых частиц, образованной первой частью первых твердых частиц и вторыми частицами, в пиролизер (10) с псевдоожиженным слоем, причем смесь образована в аппарате (58) смешения с псевдоожижением, находящимся в соединении с входным каналом (52) и каналом (30) возврата.

2. Реакторная система по п.1, отличающаяся тем, что канал (50) выгрузки соединен для того, чтобы проводить вторую часть первых твердых частиц в реактор (44) сжигания с псевдоожиженным слоем.

3. Реакторная система по п.1, отличающаяся тем, что канал (30) содержит первое средство (34) регулирования для регулирования массового расхода первой части первых твердых частиц.

4. Реакторная система по п.1, отличающаяся тем, что канал (50) выгрузки содержит второе средство (40) регулирования для регулирования массового расхода второй части первых твердых частиц.

5. Реакторная система по п.1, отличающаяся тем, что входной канал (52) содержит третье средство (56)регулирования для регулирования массового расхода вторых твердых частиц.

6. Реакторная система по п.3, отличающаяся тем, что первое средство регулирования включает канал (36) подъема с псевдоожижением.

7. Реакторная система по пп.3 и 4, отличающаяся тем, что первое и второе средства регулирования содержат каналы (36, 42) подъема с псевдоожижением, которые оба соединены с общим опускным стояком (32).

8. Реакторная система по п.5, отличающаяся тем, что третье средство регулирования содержит канал (58) подъема с псевдоожижением.

9. Реакторная система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что первое или второе средства регулирования содержат шнековый конвейер.

10. Реакторная система по п.5, отличающаяся тем, что третье средство регулирования содержит шнековый конвейер.

11. Реакторная система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что общая концевая часть (54) канала (30) возврата и входного канала (52) включает датчик (62) температуры для измерения температуры смеси твердых частиц.

12. Реакторная система по п.11, отличающаяся тем, что реакторная система содержит средство для управления первым или вторым средствами (34, 40) регулирования, основываясь на температуре смеси твердых частиц.

13. Реакторная система по п.5, отличающаяся тем, что содержит устройство для управления третьим средством (56) регулирования, основываясь на температуре верхней части пиролизера с псевдоожиженным слоем.

14. Реакторная система по п.1, отличающаяся тем, что сепарационное средство содержит циклон (16), расположенный на канале отходящего газа пиролизера с псевдоожиженным слоем.

15. Способ регулирования температуры пиролизера (12) с псевдоожиженным слоем, выполненного в соединении с реактором (44) сжигания с псевдоожиженным слоем, при котором:
отделяют первые твердые частицы от пиролизера с псевдоожиженным слоем;
переносят первую часть первых твердых частиц по каналу возврата (30) обратно в пиролизер с псевдоожиженным слоем;
удаляют вторую часть первых твердых частиц и
переносят вторые твердые частицы по входному каналу (52) из реактора сжигания с псевдоожиженным слоем в пиролизер с псевдоожиженным слоем,
отличающийся тем, что первую часть первых твердых частиц и вторые твердые частицы смешивают друг с другом в камере (58) смешения с псевдоожижением и образованные таким образом смешанные твердые частицы переносят по общей концевой части (54) канала возврата и входному каналу в пиролизер (10) с псевдоожиженным слоем.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что вторую часть первых твердых частиц выводят по каналу (50) выгрузки в реактор (44) сжигания с псевдоожиженным слоем.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что первое средство (34) регулирования, размещенное в канале (30) возврата, используют для регулирования массового расхода первой части первых твердых частиц.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что второе средство (40) регулирования, размещенное в канале (50) выгрузки, регулирует массовый расход второй части первых твердых частиц.

19. Способ по п.15, отличающийся тем, что третье средство (56) регулирования, размещенное во входном канале (52), регулирует массовый расход вторых твердых частиц.

20. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что температуру смеси твердых частиц измеряют датчиком (62) температуры, расположенным в общей концевой части (54) канала возврата и входного канала, и первым или вторым средством (34, 40) регулирования управляют на основании температуры смешанных твердых частиц.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что температуру верхней части пиролизера с псевдоожиженным слоем измеряют и третьим средством (56) регулирования управляют, основываясь на температуре верхней части пиролизера с псевдоожиженным слоем.

22. Способ по п.15, отличающийся тем, что первые твердые частицы отделяют посредством циклона (16), расположенного в канале отходящего газа пиролизера с псевдоожиженным слоем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для регенерации тепла в реакторе с псевдоожиженным слоем. .

Изобретение относится к области каталитической конверсии реакционной текучей среды. .

Изобретение относится к способу и устройству для обработки слоя материала в реакторе с псевдоожиженным слоем, имеющем реакционную камеру с боковыми стенками, ограничивающими внутреннее пространство реакционной камеры, и псевдоожиженный слой твердых частиц в нижней части реакционной камеры.

Изобретение относится к реакторным устройствам с псевдоожиженным слоем, включает реакционную камеру (112), содержащую циркулирующий (быстрый) слой с первой сеткой (114) для ввода ожижаемого газа и барботажный (медленный) псевдоожиженный слой (116), имеющий вторую сетку (120) для ввода ожиженного газа.

Изобретение относится к устройствам для проведения двухстадийного процесса в одном аппарате в псевдоожиженном слое катализатора и может найти применение в процессах каталитического превращения углеводородов в компоненты высокооктанового бензина.

Изобретение относится к способу переработки нефтехимического сырья, включающего нафту, содержащую углеводороды от С5 до С9+, в котором осуществляют каталитический крекинг исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды с образованием потока сырья, включающего нафту, посредством контакта потока исходного сырья тяжелых углеводородов с катализатором крекинга углеводородов в реакционной зоне с псевдоожиженным слоем с получением выходящего потока ряда углеводородных продуктов, включающих легкие олефины; ввод сырья, включающего нафту, содержащую углеводороды от С5 до С9+, в разделительную колонну с разделительной перегородкой и разделение указанного сырья на легкую фракцию, включающую соединения, содержащие от пяти до шести атомов углерода, промежуточную фракцию с соединениями, содержащими от семи до восьми атомов углерода, и тяжелую фракцию с соединениями, содержащими более восьми атомов углерода, и крекинг, по меньшей мере, части соединений легкой фракции, содержащих от пяти до шести атомов углерода с образованием выходящего потока крекированных олефинов, включающих олефины С2 и С 3.

Изобретение относится к способу газофазной полимеризации олефинов и полимеризации, проводимой в реакторе, имеющем взаимосвязанные полимеризационные зоны. .

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов при наличии газа, жидкости и катализатора, а более конкретно - к реакторам для синтеза гидроксиламинсульфата - одного из исходных компонентов производства пластмасс полиамидной группы.

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов при наличии газа, жидкости и катализатора, а более конкретно - к реакторам для синтеза гидроксиламинсульфата - одного из исходных компонентов производства пластмасс полиамидной группы.

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов при наличии газа, жидкости и катализатора, а более конкретно - к реакторам для синтеза гидроксиламинсульфата - одного из исходных компонентов производства пластмасс полиамидной группы.

Изобретение относится к устройству для удаления отложения углерода с поверхности и пор катализатора. .

Изобретение относится к способу непрерывного осуществления газожидкостных реакций в трубчатом реакторе высокого давления и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой, парфюмерно-косметической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении водорода. .

Изобретение относится к химическим процессам, проводимым в присутствии газа и твердых частиц. .

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении водорода
Наверх