HU176745B - Method for producing and operating fluid bed system - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás fluidizált ágyas rendszer előállítására és üzemeltetésére, amely fluidizált ágyas rendszer egy sűrű fluidizált ágyból és egy felragadott fluidizált ágyból van összetéve, A találmány tárgya továbbá egy olyan rendszer üzemeltetése, amelyben az ágyakban két különböző szemcse komponens van, legalább az egyik szemcse komponens fizikai és kémiai stabilitása hosszú idejű és a sűrű fluidizált ágyban van visszatartva, ugyanekkor a másik szemcse komponens felragadott állapotban van és vissza van cirkuláltatva a sűrű fluidizált ágyon keresztül.

Az ismertetett módon üzemeltethető fluidizált ágyakat sokféle folyamathoz lehet használni, az egyszerű hőcserélő reakcióktól kezdve a szokványos katalitikus reakciókon keresztül az összetett kémiai reakciókig. A találmányunk szerinti eljárást magas kén tartalmú kőszén elégetéséhez használható fluidizált ágyas égőkamra üzemeltetésével kapcsolatban ismertetjük, amelynek feladata kazán számára hőnek olyan előállítása, amelynél az ártalmas, káros égéstermékek kiáramlása egy elfogadható, kívánt mértékre van csökkentve.

A szénből felhasználható energia hordozót, például hőt és fűtögázt előállító fluidizált ágyak tulajdonságait általában kellő módon ismertetik a 2 638 684, 2 665 200 és a 3 840 353 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások. Az eddig ismert, szenet gázosító üzemek közül az egyik szokásos típusnál egy gyakorlatilag semleges anyagból levő, mozgó adagot alkalmaznak hőnek fűtő edényből vagy égőkamrából valamely gázosító edénybe juttatására. A 2 654 665 számú ame2 rikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a semleges anyag hamu, amelyet azoknak a szénszemcséknek elégetése révén hevítenek fel, amelyek a hamuval össze vannak keverve. Az elégetés egy égőkamrában vagy a betápláló csővezetékben történik. Az égőkamrában 1070 °C körüli hőmérsékleten üzemelő fluidizált ágy van. Ismert jelenség, hogy ezen a hőmérsékleten a szén és hamu egyre növekvő szemcsékké áll össze, mint a 3 840 353 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti. A hamu nagyobb szemcséi mindaddig az égőkamrában levő fluidizált ágyban maradnak, amíg egy elvezető csővezetéken keresztül ezeket el nem távolítják, a finomabb, kisebb hamuszemcséket pedig felragadják és kiszállítják az égőkamrából. Ezeket a fluidizáló gáztól különválasztják, keresztül engedik a gázosító edényen, így hőt szolgáltatnak a hőfogyasztó, endoterm reakció számára, majd visszavezetik az égőkamrába azért, hogy újra fölhevítsék.

A 2 741 549 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás lényegében azonos típusú másik megoldást ismertet gázosító üzem céljaira, amely megoldásnál az égőkamrában levő sűrű fluidizált ágy durva homokot tartalmaz. A gáz sebessége úgy van megválasztva, hogy a durva, szilárd szemcsék az égőkamra alsó részében maradnak, a finom szemcsék azonban bekerülnek az alsó részbe és innen tovább, fölfelé haladva egy vékony, sűrű fluidizált réteget képeznek, amely finom szemcsékből áll és az alul levő sűrű fluidizált ágy tetején helyezkedik el. Ennek a rétegnek létrehozását azáltal érik el, hogy az égőkamra kiszélesítése révén csökkentik a gáz sebességét, és/vagy azáltal, hogy szitákat vagy szűrőtorony betéteket alkalmaznak. A rétegben levő finom szemcséket azután egy csővezetéken keresztül elvezetik és a gázositó edénybe Táplálják, minek eredményeként ezt fűtik.

A 2 979 390 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás egy egészében véve szintén hasonló típusú megoldást ismertet egy gázositó üzem létesítésére, amelynél azonban mind a fűtő edényben, mind a gázosító edényben csak teljesen felragadott fluidizált ágyak vannak és a gázositó edénybe egy járulékos hőbetáplálást hoznak létre egy úgynevezett termofor áramlás révén. A termoforban olyan anyagszemcsék vannak, amelyek a széntől és hamutól könnyen különválaszthatok és amelyeknek magas olvadásponti hőmérséklete, magas fajhője és magas fajsúlya van. A termofort egy külön edényben a hamu olvadásponti hőmérsékleténél magasabb hőmérsékletre fűtik, a gázositó edényben levő, felragadott fluidizált ágyon keresztül vezetik, a felragadott szénszemcséktől különválasztják és saját különálló fűtőedényébe visszavezetik. Ez a megoldás eltér a 2 638 684 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett megoldástól, amelynél a reaktorban valamely semleges anyag sűrű fluidizált ágya marad, a szénszemcséket pedig felragadják anélkül, hogy ezt átáramoltatnák a sűrű fluidizált ágyon.

A kereskedelmi fluidizált ágyas kazánrendszerek létrehozására nagyon sok javaslat vált ismertté. E javaslatok egy része szerint feküszenet adagolnak egy mészkőszemcsékből levő ágyba, amely égést tápláló levegővel van fluidizálva. A mészkő a szénben levő kén számára szorbeáló anyagként szolgál, mivel a levegő oxigénjével egyesülő kén kéndioxidot képez és a kéndioxid a mészkővel reakcióba lépve kalciumszulfátot alkot. A kalciumszulfát az égetett szénből a hamuval távolítható el, vagy ha szükséges, a kén visszanyerhető és a mészkő regenerálható.

A szokásos szénportüzelésű kazánokkal összehasonlítva a fluidizált ágyas megoldások előnyös tulajdonsága, hogy a kazán kisebb méretű, hatásosabban dolgozik, az igénybevételhez rugalmasabban alkalmazkodik, és öszszesülésre nagymértékben hajlamos szén elégetésére is alkalmas. Mivel alacsonyabb hőmérsékleten, azaz 845 °C körüli hőmérsékleten dolgozik, amely a CaSo₄képződés reakciójának hatásfoka szempontjából optimumot határoz meg, az NO_X és SO₂ kiáramlás csökkent mértékű, és csökkent mértékű a gőzcső korróziója és szennyeződése is.

A találmány szerinti eljárással előállított és üzemeltetett fluidizált ágyas égőkamrák ezeket az előnyös tulajdonságokat megtartják és további előnyös tulajdonságokat is biztosítanak, azáltal, hogy a kazán nagyságának és a hőátadáshoz szükséges felület nagyságának további csökkentését is lehetővé teszik. E csökkentések következtében jelentősen csökkenthető az ipari kazánrendszerek beruházási költsége, kevesebb szerkezeti anyagra, munkára, szállításra van szükség, elkerülhető sok kazán felállítása, amelyek nagyon bonyolultak lehetnek, csak üzemben gyárthatók és vasúton vagy tehergépkocsin szállíthatóknak kell lenni.

Egy nagyméretű, bonyolult egységben a nagy hőteljesítmény létrehozásához nagy mennyiségű szenet kell felhasználni és a szén elégetéséhez időegységenként nagymennyiségű levegőre van szükség, azaz a levegő nagy sebességgel áramlik keresztül a fluidizált ágyon.

Ez a levegő és az égés következtében létrejövő gázok az ágy fluidizálására is szolgálnak és ezek sebességét általában „felületi sebességinek nevezik. A felületi sebesség úgy számítható ki, hogy az égőkamrán időegységenként áthaladó gáz térfogatát osztjuk az égőkamrának azzal a keresztmetszeti területével, amely merőleges a légáram főirányára. Mivel a felületi sebesség gázsebesség, ezt annak feltételezésével számítjuk ki, hogy az égőkamrában nincsenek a fluidizált ágyat képező szemcsék. E szemcsék üzemelés közben természetesen benne vannak az égőkamrában.

Az eddig ismert fluidizált ágyas kazán égőkamrák üzemelése közben a felületi sebességek nem voltak nagyobbak 3,0—3,15 m/sec-nél, rendszerint ennél is jelentősen kisebbek, mivel nagy sebességek esetén a széntartalmú szemcsék és mészkő szemcsék jelentős menynyisége leülepedik vagy eltávozik az égőkarnrából, sokkal előbb, még mielőtt teljesen elégne vagy szulfáttá válna. A találmány szerinti eljárás révén előállított és üzemeltetett rendszerben az égőkamra nagyon jól működik 9,0 m/sec-nél nagyobb felületi sebességnél is és nincs ok arra, hogy a felületi sebességet ne emeljük mintegy 30 m/sec értékre vagy hasonlóra azáltal, hogy az üzemeltetés egyéb tényezőit is megfelelően beállítjuk.

Egy tipikus eljárásnak megfelelően az égőkamrában szokásos mészkő ágy helyett két szilárd szemcse komponenst alkalmazunk, amely komponensek közül legalább egyik lényegében olyan anyagot tartalmaz, amely az égőkamra rendszerben fizikai és kémiai stabilitását hosszú ideig megtartja. Egy különleges anyag, amelyet az egyik vagy mindkét komponens képzésére sikeresen használtunk, a vörös vasérc, amelynek Fe₂O₃ vasoxid tartalma körülbelül 93% volt. Az első komponens a vörös vasérc „finom” szemcséiből állhat, amelynek szemcsenagysága —16 +140 amerikai egyesült államokbeli mesh értéknek felel meg, azaz a szemcsék keresztülesnek egy 16 mesh értékű szitán, azonban nem esnek keresztül egy 140 mesh értékű szitán. A szemcsék első komponenseként megfelelően alkalmazhatók olyan mészkő szemcsék is, melyeknek nagysága —20 +40 mesh értékek között van. Mindkét esetben a második komponens körülbelül 93% vasoxidot tartalmazó, durva vörös vasérc szemcsékből áll, amely szemcsék nagysága —12 +16 mesh értékek közötti. E finom és durva szemcséket tartalmazó ágyrendszert körülbelül 9,0 m/sec felületi sebességgel áramló gázzal fluidizáljuk.

Ennél a sebességnél az áramló levegő a finom vörös vasérc vagy mészkő szemcséket magával viszi, egy felragadott fluidizált ágyat képez, amely nagymértékben kiterjed és gyakorlatilag kitölti a fő égőkamra révén és ennek kivezető csővezetéke révén körülzárt egész teret. A durva vörös vasérc szemcsék túlságosan nehezek és tömörek ahhoz, hogy ezeket az áramló levegő fölragadja, azonban egy sűrű fluidizált ágyat képeznek, amely a fő égőkamra alján egy korlátozott kiterjedésű térben marad. A finom szemcsék a fő égőkamrából kiáramlanak és egy szétválasztóba, például ciklon típusú szétválasztó!» jutnak, ahol a finom szemcsék a felragadó gázáramból kiválnak és ezeket a visszaáramoltató útra vezetjük. A visszaáramoltató úton a finom szemcsék a sűrű fluidizált ágyon haladnak keresztül. A felragadott finom szemcsék visszaáramlása, recirkulációja folyamatos, a finom szemcsék keresztülhaladnak a durva szemcsékből levő fluidizált ágyöú, ezért ezt folyamatosan keverik. ^;

Hőfejlesztés céljából a kevert durva és finom szemcséket tartalmazó, sűrű fiuidizált ágyba feküszént táplálunk és ezt elégetjük. A termelt hőt átvivő közeg, például kazáncsövekben levő víz bevezetése révén eltávolítjuk, keresztülvezetjük a felragadott fiuidizált ágy és a sűrű fiuidizált ágy terén. A szénnel együtt tipikusan —325 amerikai egyesült államokbeli mesh értéknek megfelelő nagyságú, porított mészkő szemcséket táplálunk be. Az égőkamrában a hőmérsékletet körülbelül 845 °C-on tartjuk annak érdekében, hogy a mészkőnek mint ként szorbeáló anyagnak hatását növeljük.

A találmány szerinti eljárással előállított és üzemeltetett fiuidizált ágyas kazán előnyös tulajdonságait főként azáltal lehet ismertetni, hogy ennek jellemzőit vizsgáljuk. A sűrű fiuidizált ágyon áthatoló, visszaáramló, illetve recirkuláló finom ágykomponens szemcsék fluidizálódása nagymértékben egyenletes és ez csökkenti a „lassú reagálást”. A kevert szemcsék keverő mozgása szoros érintkezést hoz létre a sűrű fiuidizált ágyba bevitt szilárd reagensek és a gáznemű reagensek között. A felületi sebesség olyan nagy, amilyen eddig nem volt, azonban a kevert ágy szemcséi a szén és porított mészkő szemcsék mozgását a légáramlás fő irányában gyakorlatilag lassítják, késleltetik. Mivel a szén szemcséi a sűrű fiuidizált ágyban eléggé hosszú ideig vissza vannak tartva, a szén szemcséinek nagyobb része tökéletesen elég, még mielőtt ezek a sűrű ágy teréből kikerülnének. Hasonlóképpen a porított mészkő szemcsék tartózkodási ideje elegendő ahhoz, hogy biztosítsa a mészkő szemcsék szorbeáló hatását.

Ismert módon a mészkő felület kéndioxiddal való reakcióhoz használható. A mészkő egy adott súlya esetén a reakció hatás nagymértékben növelhető a finomabbra való őrlés révén, mint a mezőgazdasági mészkő esetében. Eddig finomra őrölt mészkövet a nagy sebességű fiuidizált ágyas égőkamrákban nem lehetett használni, mivel a kis szemcséket a nagy sebességgel áramló levegő vagy gáz egyszerűen kifújta az égőkamrából, még mielőtt ezek elfogadható mennyiségű ként tudtak volna abszorbeálni. A legtöbb eddig javasolt megoldásnál durva mészkő szemcséket alkalmaztak és dörzsölő hatás révén folyamatosan új felületeket hoztak létre. A föld különböző részein nincs olyan használható mészkő, melynek kielégítő dörzsölődési, attritálási tulajdonságai lennének. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a föld bármely részéről származó mészkő használatát, függetlenül attól, hogy ennek egy fiuidizált ágyban milyen dörzsölődési tulajdonságai vannak.

A finom szén szemcsék vagy porított mészkő szemcsék találmány szerinti eljárás révén előállított és üzemeltetett, égőkamrában levő sűrű fiuidizált ágyrészben való megnövekedett tartózkodási ideje a nagy felületi sebességeknél valószínűleg azáltal jön létre, hogy az ágy durva komponens szemcséi korlátozzák az ágyban levő finom komponens szemcsék közepes szabad útját és az ágyban levő mindkét féle komponens szemcsék korlátozzák a sűrű ágy terében a szén és mészkő szemcsék közepes szabad útját.

A találmány szerinti eljárásnál a finomra őrölt, porított mészkőnek ként szorbeáló anyagként való használata csökkenti a szükséges mészkő mennyiséget és ezáltal csökkenti a létrejött, szulfátozott mészkő mennyiséget is. A mészkő felhasználásának hatásosságát tovább javítja a vörös vasérc köszörülő hatása, amely a kéndioxid abszorbeálásához folyamatosan friss mészkő felületeket hoz létre.

A térfogategységenkénti nagy átmenő teljesítmény és a fiuidizált ágyas, találmány szerinti eljárással előállított és üzemeltetett kazánban való nagy hőfejlesztés részben azáltal érhető el, hogy a fő égőkamra egész térfogatán nagy a hőátviteli sebesség. A fő égőkamrához tartozik a sűrű fiuidizált ágy fölötti tér minden része is. Ebben a térben és a sűrű fiuidizált ágy terében kazáncsövek lehetnek, amelyek a finom ágy komponens szemcséi által átvitt, nagy mennyiségű hőt átveszik. A finom ágy komponens szemcséi a kazáncsövek által elfoglalt egész teret átjárják, mivel ezek a gázáramban vannak. A találmány szerinti eljárással üzemeltetett fiuidizált ágyas kazán szabályozható és ezért a változó terhelési követelményeknek megfelelően tág határok között állítható. A szénbetáplálási sebesség és ezzel együtt a légáram csökkentése révén a kazán teljesítménye addig csökkenthető, amíg ez kis hőtermeléssel dolgozik és szokásos fiuidizált ággyal működik, amelynél a finom ágy szemcséi nincsenek fölragadva.

A találmány révén fiuidizált ágyas rendszer üzemeltetéséhez olyan eljárást hozunk létre, amelynél egy első szilárd szemcse komponenst tartalmazó ágy egy első terében fölragadott fiuidizált ágyat hozunk létre, az első térben egy korlátozottabb téren belül egy második szilárd szemcse komponenst tartalmazó, sűrű fiuidizált ágyat alakítunk ki, amelyben a fiuidizált ágy rendszerben gyakorlatilag hosszú ideig fizikailag és kémiailag stabil anyag van, úgyhogy a komponensek gyakorlatilag nem agglomerálódnak és a térben dörzsölő hatásnak alig vannak kitéve, az első szemcse komponenst az első térből a sűrű fiuidizált ágyon keresztül a határoltabb térbe áramoltatjuk vissza, és hogy a fiuidizált ágy rendszert olyan sebességnél üzemeltetjük, amelynél a második szemcse komponens a határoltabb térben levő sűrű fiuidizált ágyban ténylegesen visszamarad, az első komponens szemcsék visszaáramlanak és a sűrű fiuidizált ágyon keresztülhatolnak, miközben keverednek a második komponens szemcsékkel.

Az eljárás tipikusan legalább két reagens anyag közötti reakció nagy hatásosságának elősegítésére használható és az eljárás során a reagáló anyagokat úgy tápláljuk a fiuidizált ágy rendszerbe, hogy a reagáló-anyagok alapos átkeverését hozzuk létre a sűrű fiuidizált ágyban levő, Összekevert szemcsék mozgásának eredményeként. A reagáló-anyagok közül legalább egy gáznemű anyag lehet, amely esetben az eljárás során az ágy rendszert gáznemű anyaggal fluidizáljuk. A másik reagáló-anyag egy szilárd szemcsés anyag lehet, amely a gáznemű anyaggal egy előre meghatározott sebességgel lép reakcióba és ennél az eljárásnál a szilárd reagáló-anyagot az ágy rendszerbe előre meghatározott sebességgel tápláljuk, az ágy rendszert olyan felületi sebességgel fluidizáljuk, hogy a gáznemű reagáló-anyagot elegendő sebességgel tápláljuk be ahhoz, hogy az ágyban levő reagálóanyagoknak legalább egyikét gyakorlatilag teljes reakcióba vigyük, és az ágyban levő szemcse komponenseket úgy választjuk meg, hogy az első komponens szemcsék a felületi sebességgel vannak fölragadva, a második komponens szemcsék pedig ténylegesen vissza vannak tartva a korlátozottabb térben levő sűrű fiuidizált ágyban.

A szilárd reagáló-anyag olyan szemcséket tartalmazhat, amelyek a felületi sebességnél fölragadhatók és az eljárás során a második ágy komponens szemcsékből olyan mennyiséget alkalmazunk, ami elegendő a reagáló szemcsék mozgásának korlátozásához, amely korlátozás nyomán a sűrű ágyban való tartózkodási idő létrejön^ amely idő alatt a reagáló-anyagok legalább egyikének nagyobb része a korlátozottabb térben teljes reakcióba lép. A reagáló-anyagok egyike egy széntartalmú tüzelőanyag lehet és az eljárás során a fluidizált ágy rendszerből egy energiát nyerünk vissza. A széntartalmú tüzelőanyagot a fluidizált ágy rendszerben elégetve egy energiát állítunk elő, amely hő alakjában jelenik meg.

A hőenergiát azáltal nyerjük vissza, hogy az első térben levő kazáncsöveken hőátadó közeget áramoltatunk keresztül.

Az eljárás során a visszaáramoltatás, recirkuláció útjának legalább egy részén hőátvivő közeget bocsátunk át, miáltal az első szemcse komponensben levő hőt a közegre visszük át.

Amely esetben a szilárd reagáló-anyag gyakorlatilag szén szemcséket és a gáznemű reagáló-anyag gyakorlatilag levegőt tartalmaz, az eljárás során a szenet a fluidizált ágy rendszerben égetjük el, a második ágy komponens szemcsék mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a szén nagyobb része a sűrű fluidizált ágyban elégjen és a fluidizált ágy rendszerből a hőenergiát visszanyerjük. Ezt tipikusan úgy érjük el, hogy a korlátozott téren kívüli első térnek legalább egy részén hőátvivő közeget bocsátunk keresztül és az első ágy komponens szemcsék mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a közegre való hőátadás sebessége gyakorlatilag maximális legyen. Általában a hőátadó közeg is keresztülhalad a korlátozottabb téren.

Az eljárás során a hőenergiát elegendő sebességgel nyerjük vissza ahhoz, hogy a fluidizált ágy rendszer hőmérsékletét gyakorlatilag annak a hamunak olvadáspontja alatt tartjuk, amely a szén szemcsékből jön létre és ezáltal a hamunak gyakorlatilag teljes mennyiségét fölragadjuk az első szilárd ágy komponens szemcsékkel, és a korlátozottabb téren kívüli visszaáramoltató, recirkuláltató úton a hamut az első szilárd ágy komponens szemcséktől különválasztjuk.

A széntartalmú tüzelőanyagban lehet kén, és az eljárás révén egy ként szorbeáló anyagot táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe. A ként szorbeáló anyagban általában egy káliumkarbonát és/vagy bázisos magnéziumkarbonát van, mint például a mészkőben vagy dolomitban, amely szorbeáló anyag szemcséinek nagysága —100 és +325 mesh értékek között lehet. A sűrű fluidizált ágyat általában 760 °C és 955 °C közötti hőmérsékleten tartjuk. A rendszerbe táplált karbonátban levő kalcium rendszerbe táplált széntartalmú tüzelőanyagban levő kénhez viszonyított aránya általában 1: 3, azaz egy mól kén: három mól kalcium.

Az első és második szilárd ágy szemcse komponensek általában lényegében azonos anyagból lehetnek, az első komponens finom szemcséket tartalmaz és a második komponens durvább szemcséket.

Általában legalább a második ágy szemcse komponens nagy hőmérsékleti stabilitású, a fluidizált ágy rendszer üzemelési körülményei között gyakorlatilag semleges és úgy van megválasztva, hogy fluidizálódási tulajdonságai jók legyenek és az ágy rendszerben elősegítse a hatásos keveredést és a hőátvitelt. Ha a fluidizált ágy rendszerben oxidálódásra alkalmas körülmények vannak, az ágy szemcse komponensek lényeges mennyiségű fémet vagy fémoxidot, például vasoxidot tartalmaznak, mint például a vörös vasércben van. A komponensek tartalmazhatnak lényeges mennyiségű alumíniumoxidot, nikkelt vagy nikkeloxidot is. A finom vasoxid szemcsék nagysága —16 +140 mesh értékek közötti lehet, a durva szemcsék nagysága pedig —12 +16 mesh értékek között választható meg. A sűrű fluidizált ágy egy lényegében hengeres vagy prizma alakú résszel kialakított tartályban van visszatartva, és a durva szemcsék menynyisége elegendő ahhoz, hogy az ágy fluidizálatlan állapotában a hengeres vagy prizma alakú részt legalább 254 mm mélységben kitöltse. A fluidizált ágy felületi sebessége 6 m/sec és 12 m/sec között lehet.

A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módjánál az első szilárd ágy szemcse komponens kalcium karbonátját, magnézium karbonátját vagy mindkettőt tartalmazza, mint például mészkőben vagy dolomitban található. Ebben az esetben a második szilárd ágy szemcse komponensben egy fém vagy egy fémoxid, például vasoxid lehet, amilyen a vörös vasércben van.

A második ágy szemcse komponensben alumíniumoxid, nikkel vagy nikkeloxid van.

A második ágy komponens szemcsékben vörös vasérc lehet, melynek szemcsenagysága —12 + 16 mesh értékek közötti lehet. Az első komponens szemcsékben mészkő lehet —20 + 40 mesh értékek közötti szemcsenagyságban, és a fluidizált ágy rendszer felületi sebessége 6 m/sec és 12 m/sec közötti lehet, a hőátadó közeget pedig a legjobban korlátozott teret tartalmazó első térben levő gőzcsöveken vezetjük keresztül.

Az első szilárd ágy komponens szemcsék áramlását a visszavezető, illetve recirkuláltató úton korlátozzuk úgy, hogy az áramláskorlátozás szakaszának első részén a szemcsékből egy tartály részt képezünk és ezáltal a tartályban elegendő mennyiségű szemcsét gyűjtünk össze a visszaáramoltatás útján való visszaáramlás megakadályozására, ami egyébként a sűrű fluidizált ágynál levő fluidizáló nyomás eredményeként bekövetkezik. Egy hamu-formáló eljárásnál, amelynél a tartály részben összegyűjtött szemcséket maradó hamu kíséri, az eljárás folyamán a tartály részben levő szemcséket fluidizáljuk, a hamut kiválasztva fölragadjuk és a fölragadott hamut eltávolítjuk.

Az áramlás korlátozás, a szemcsék mennyisége és a fluidizálási sebesség úgy választható meg, hogy az első szilárd ágy komponens szemcsék számára egy megfelelő visszaáramlási sebességet kapjunk, amely a sűrű fluidizált ágy keresztmetszetére számítva kg/óra/cm²-ben fejezhető ki. A keresztmetszet merőleges az ezen keresztülhaladó első komponens szemcsék fő mozgási irányára. A visszaáramlási sebesség elegendő arra, hogy az első térben maximális általános hőátadási sebességet hozzon létre.

Amikor levegő egy széntartalmú tüzelőanyaggal lép reakcióba, eljárásunknál a levegő egy részét a sűrű fluidizált ágyba elegendő sebességgel tápláljuk ahhoz, hogy az ebben levő második komponens szemcséket fluidizáljuk és az első komponens szemcsék ezen keresztüli áramlását fenntartsuk, miközben a sűrű ágynak legalább nagyobb részét egy oxigénhiányos módon üzemeltetjük, a levegőnek másik részét pedig a fölragadott ágyhoz úgy tápláljuk, hogy a fölragadott ágynak legalább nagyobb részét oxigénfölöslegben üzeoieltetjük. A jobban korlátozóit téren kívüli első tér legalább e® részén hőátadó közegeit vezetünk keresztül úgy, hogy a hőenergiát ebből visszanyerjük.

A találmány szerinti eljárást részleteiben a rajzokon vázolt eljáráshoz használt berendezéskivitelekkel kapcsolatban ismertetjük.

Az 1. ábra a találmány szerinti eljáráshoz alkalmas, fluidizált ágyas kazán egy példaképpeni kiviteli alakjának elvi vázlata.

A 2. ábra az 1. ábrán feltüntetett kazán égőkamrájának, szétválasztójának és visszaáramoltató rendszerének nagyított méretű elvi vázlata, amely a feltüntetett berendezésrészeket részben nézetben, részben metszetben mutatja.

A 3. ábra a 2. ábrán feltüntetett berendezésrészek egy módosított kiviteli alakjának elvi vázlata, amelynél a hőcserélő tér a fölragadható fluidizált ágy komponens szemcsék visszaáramoltatási útjában van elhelyezve.

A 4. ábra a 2. ábrán látható fluidizált ágy rendszer kétfokozatú elégetéshez alkalmas kivitelének elvi vázlata.

A rajzokon vázolt, találmány szerinti eljárás alapján üzemeltethető fluidizált ágyas rendszer nagy kéntartalmú szén elégetésére alkalmas, amelyet 10 tárolóból táplálunk a rendszerbe. A rendszer, illetve berendezés túlnyomásos gőz alakjában hőenergiát táplál a 12 gőzvezetékbe. A rendszerhez, illetve a berendezés üzemeltetéséhez további nyersanyagként porított mészkövet (főként CaCO₃-t) vagy dolomitot [főként CaMg(CO₃)₂-t] alkalmazunk, amelyet 14 tárolóból juttatunk a berendezésbe és amely szorbeáló anyagként szolgál a szénben levő kén visszatartására, ezenkívül az eltávozó gázokkal együtt kibocsátott kéndioxid mennyiségét egy elfogadható szintre korlátozza.

A szenet 16 fő égőkamrában égetjük el, amelybe 18 útvonalon keresztül feküszenet juttatunk. A szén túlnyomású levegő áramával együtt érkezik a berendezésbe. A 18 útvonalat használjuk a porított mészkő betáplálására is. A feküszén és mészkő rövid idejű (négy órás) 20, illetve 22 ellátótartályokból kerül bemérés után a 18 útvonalra, A bemérést, illetve mérést szokásos csillagkerekes betápláló vagy hasonlók révén végezzük. A kiürült 20 és 22 ellátótartályokat 26, illetve 24 szállítóberendezések segítségével tudjuk újratölteni. A 14 tárolóban levő mészkő a kereskedelemben kapható, porított mezőgazdasági mészkő lehet, a 10 tárolóban levő szén pedig 28 őrlőgép révén a helyszínen őrölhető. A szenet a 28 őrlőgépbe 30 emelő-szállító szerkezet segítségével juttatjuk.

A szén elégetéséhez, valamint az ismertetett fluidizált ágyak fluidizálásához szükséges levegőt 32 fúvóventillátor 34 csővezetéken keresztül táplálja a berendezésbe. A betáplált levegő nyomása körülbelül 0,028 kg/cm² vagy ennél nagyobb. A 16 fő égőkamrán keresztül a gázáram által fölragadott szilárd szemcséket első 36 elválasztóval, második 38 elválasztóval és 40 elektrosztatikus kicsapatóval távolítjuk el. A második 38 elválasztó, általában ciklon révén eltávolított szilárd anyagok és a 40 elektrosztatikus kicsapató révén eltávolított szilárd anyagok lényegében, illetve túlnyomóan hamuból vannak, amelyet 42 és 44 ejtőcsöveken keresztül 46 hamugyűjtőbe vezetünk. Az első 36 elválasztó működését a következőkben még részletesen ismertetjük.

Mielőtt a távozó gázok a 48 füstcsatornán keresztül a kéménybe ájamtanának, keresztülhaladnak 50 hőcserélőm ahol visszamaradt hőtartalmuknak nagyobb részét 52 <esővezetéken keresztül belépő kazán tápvíznek adják át. A felmelegített tápvíz ezután 54 csövön keresztül 56 tápvíz dobba jut, amelyből a kazánban fellépő vízveszteség pótlást kap. A 12 gőzvezetékből visszaáramló kondenzvíz és az utánpótlásként bevezetett tápvíz a rajzon nem látható, szokásos többcsonkos csőidomon 5 keresztül egy sorozat kazáncsőbe kerül. Az egyszerűbb ábrázolás céljából a rajzon csak egy 58 kazáncső van feltüntetve. Ez U-alakú cső, amely a többcsonkos csőidomból áramló vizet egyik, 58a végén fogadja. Az 58 kazáncső első szakasza a fő égőkamrában lefelé halad és .0 visszafordulva gőzt vezet keresztül a másik, 58b végén egy a rajzon nem látható többcsonkos gőz csőidomhoz és gőzdobhoz, amely a 12 gőzvezetékkel van összeköttetésben.

Mint részletesen a 2. ábrán látható, főként a 16 fő 5 égőkamrában egy fölragadott fluidizált ágy van kiképezve az I első térben, amely első térben első szilárd 60 ágy szemcse komponens van. Egy korlátozott II térben az I első téren belül egy sűrű fluidizált ágy is ki van alakítva, amely második szilárd 62 ágy szemcse komponenst 0 tartalmaz. A második szilárd 62 ágy szemcse komponens lényegében olyan anyagot tartalmaz, amelynek fizikai és kémiai stabilitása a fluidizált ágy rendszerben hosszú ideig megmarad úgy, hogy gyakorlatilag nem agglomerálódik és nincs kitéve lényeges attritáló, dörzsölő igény5 bevételnek.

Az első 60 ágy szemcse komponenst az áramló gáz a 16 fő égőkamrán keresztül magával ragadja, fölragadja. A gázáramot az a levegő hozza létre, amelyet 64 lyukakon keresztül fölfelé fújunk be. A 64 lyukak 66 elosztó0 bán vannak, amely elosztó 68 nyomáskiegyenlítö kamra fölső felületét képezi. A nyomáselosztó kamra 34 csővezetéken keresztül 32 fúvóventillátor által szállított levegőt fogadja. A 60 ágy szemcse komponens szemcséit a gázáram a 16 fő égőkamrából 70 csővezetéken 5 keresztül kiszállítja és 36 első elválasztóba juttatja. A 36 elválasztó a rajzon ciklonként van ábrázolva, amely a gázáramból az első ágy szemcse komponensnek gyakorlatilag minden szemcséjét eltávolítja, még mielőtt a gáz 72 csővezetéken keresztül távozna.

A 36 elválasztó 74 tárolókamrával és 76 visszaáramoltató csővezetékkel együtt az első 60 ágy szemcse komponens számára visszaáramoltató, recirkuláltató utat képez. A 60 ágy szemcse komponens az első I térből a sűrű fluidizált ágyon keresztül a korlátozott II térbe 5 jut. Az ágy rendszer felületi sebessége olyan, hogy a második 62 ágy szemcse komponens szemcséi a sűrű fluidizált ágyban vissza vannak tartva, az első 60 ágy szemcse komponens szemcséi pedig körben visszaáramlanak és keresztülhatolnak a sűrű fluidizált ágyon, mi0 közben keverednek a második ágy szemcse komponens szemcséivel.

Az égőkamra rendszerben a két fő reagáló-anyag a 18 útvonal mentén betáplált szemcsés szén és a 34 csővezetéken keresztül betáplált levegő. Ezek a reagáló-anya5 gok, valamint a szintén 18 útvonal mentén betáplált, porított mészkő, a sűrű fluidizált ágyban keveredő szemcsék mozgásának eredményeként intenzíven keverednek. A szenet és mészkövet a 66 elosztó fölött, azonban az 58 kazáncső alatt vezetjük be, úgyhogy a keverés 3 magas foka érhető el még azelőtt, mielőtt a reagálóanyagok a kazáncsövek terébe fölemelkednének, és így a keveredést a kazáncsövek jelenléte nem akadályozza.

A 16 fő égőkamra általában 7 méter körüli magasságú lehet, négyszög keresztmetszettel, amelynek nagysága 5 elegendő ahhoz, hogy a kívánt maximális hőkihozatal hoz szükséges számú kazáncső elférjen. A termelt hő hőmérséklete optimálisan a sűrű fluidizált ágy hőmérsékletének felel meg, amely 790 °C és 955 °C között van. Az 58 kazáncsövek átmérője általában 51 mm lehet és ezek szorosan egymás mellett, egymástól körülbelül 50 mm-es távolságban vannak elhelyezve. Lehetséges olyan kialakítás is, amelynél a fő égőkamra fölső részén a keresztmetszeti terület egységén több kazáncső van elhelyezve, mint alul, a sűrű fluidizált ágy terében, mivel a fölragadott fluidizált ágy sokkal könnyebben keresztül tud áramiani a kazáncsövek közötti kisebb réseken. Ez azt jelenti, hogy az első I tér tetején több kazáncső van a második II téren kívül, mint a II térben. Az alacsony hőmérséklet és a fluidizált ágyak nagy hűtő hatása következtében a 16 fő égőkamra egyszerű acél burkolófallal készíthető, amely külső felületén szükség esetén tűzálló lapokkal vagy tűzálló téglákkal szigetelhető.

Szénből maximálisan annyit táplálunk be, ami elegendő a kívánt maximális hőtermelés eléréséhez. A 34 csővezetéken és 66 elosztón keresztül annyi levegőt kell betáplálni, amely elegendő ahhoz, hogy a szén gyakorlatilag tökéletesen elégjen. Azt találtuk, hogy a szénnek CO₂-á való oxidálásához szükséges mennyiségen fölül körülbelül 20%-os oxigénfelesleg szükséges ahhoz, hogy kielégítően magas égési hatást kapjunk és ezt a szükséges, bevezetett légáram sebesség meghatározásánál figyelembe kell venni.

A bevezetett maximális légáram mennyisége határozza meg a fluidizált ágy rendszer szükséges maximális felületi sebességét. A maximális felületi sebesség alapján az ágy szemcse komponensek úgy vannak megválasztva, hogy az első 60 ágy szemcse komponens szemcséit a légáram magával ragadja, ugyanakkor a második ágy szemcse komponens szemcséi a sűrű fluidizált ágyban, a második korlátozott II térben maradjanak. Feltételezve, hogy megfelelő anyagot, például az előzőkben ismertetett ásványi vörös vasérc anyagot választottunk, a szükséges szemcsenagyság jó megközelítéssel meghatározható analitikai és grafikai számítások révén, amelyeket különféle szaklapok és például a 3 565 408 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertetnek.

Egy meghatározott fluidizált ágyas berendezéshez a kalkuláció révén nyert értékek szükség esetén néhány kísérlettel finomíthatok. A második 62 ágy szemcse komponens szemcséi általában valamivel nagyobbak annál a legnagyobb szemcsénél, amelyet a gázáram rendszerint átfúj a 36 el választóba, és e szemcsék nagysága szűk határok között változik. Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek nagysága általában szélesebb határok között változik és a szemcsék nagysága attól a legnagyobb szemcsétől, amely rendszerint átkerül a 36 elválasztóba, fokozatosan csökkenő nagyságokon keresztül addig a nagyságig terjed, amely valamivel nagyobb annál a legnagyobb szemcsénél, amely rendszeresen átáramlik a második 38 elválasztóba.

Szemléltetés céljából egy dolgozó modellt készítettünk, amelyben a 16 fő égőkamra 182 cm átmérőjű, körülbelül 3 méter magas, kör keresztmetszetű acélcsőből volt kiképezve, amely azonban egyébként hasonló volt a 2. ábrán látható kivitelhez. Az üzemeltetésnél a felületi sebességet körülbelül 910 cm/sec nagyságúra választottuk és az ágy szemcse komponensek mindegyike ásványi vörös vasércből volt. A második 62 ágy szemcse komponens szemcséinek nagyság szerinti eloszlását a szita analízis következő adatai mutatják:

Mesh	Súlyszázalék
5	-8 +10	0,0
	-10 +12	4,90
	-12 +16	92,40
	-16 +20	2,25
	-20 +30	0,15
10	-30	0,21

Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek szita analízise a következő eredményt adta:

Mesh	Súlyszázalék
15	-12 +16	2,5
	-16 +20	10,1
	-20 +30	14,2
	-30 +40	17,8
	-40 +70	35,4
20	-70 +100	9,7
	-100 +140	7,4
	-140 +200	0,66
	-200 + 324	0,62
	-325	0,71
25

A második 62 ágy szemcse komponens beállított mennyisége elegendő a szén szemcsék légáram főirányában való mozgásának korlátozására, úgyhogy ennek eredményeként a sűrű fluidizált ágyban levő szén szem30 esek annyi ideig tartózkodnak itt, hogy a szén nagyobb része a II térben tökéletesen elég. A 16 fő égőkamra magassága menti pontokon végzett nyomásmérések azt mutatják, hogy a fluidizáló gáz 66 elosztó fölötti teljes nyomásesése a II térben levő sűrű fluidizált ágyban 35 megy végbe. Ennek eredménye, hogy a fölragadott szemcsének a fölragadott fluidizált ágyban való tartózkodási ideje jelentősen kisebb, mint a sűrű fluidizált ágyban való tartózkodási ideje. Azt is megállapítottuk, hogy ha a második ágy szemcse komponens mennyiségét, illetve ennek szemcsemennyiségét nagymértékben csökkentjük, a tökéletlenül reakcióba lépett, tökéletlenül elégett szénszemcsék elég nagy mennyisége ég el az első 36 elválasztóban. Ez a fluidizált ágyas, szemléltetett égőkamra rendszer esetében nem kívánatos, bár más alkalmazási területeken megengedhető vagy esetleg kívánatos lehet az, hogy a reagáló-anyagot többször cirkuláltassuk keresztül a rendszeren annak érdekében, hogy a kívánt reakció tökéletesen végbemenjen.

Másodpercenként 6 méter és 13 méter közötti felületi sebességgel üzemeltetett rendszerben — amelyben az előző szita analízis révén meghatározott eloszlásban durva és finom ásványi vörös vasérc szemcséket használunk — a durva 62 ágy szemcse komponens szemcséinek mennyisége elegendő arra, hogy a 16 fő égőkamra hengeres vagy prizma alakú részét nyugvó, fluidizálatlan állapotban legalább 305 cm mélységben megtöltse. Ez szükséges ahhoz, hogy a szén jelentős részének első 36 elválasztóban való nem kívánatos égését megakadályozzuk. Másrészt el kell kerülni azt is, hogy a második 62 ágy szemcse komponensből sokkal nagyobb mennyiség legyen a berendezésben. Minél több a sűrű fluidizált ágyban a 62 ágy szemcse komponens, annál nagyobb a nyomásesés, aminek a II térben meg kell lenni ahhoz, hogy jó fluidizálódást tartsunk fönn és elkerüljük az összetapadást. Minél nagyobb a 32 fúvóventillátor révén be táplált levegő nyomása, annál nagyobb az energiafogyasztás és annál jobban kopik a fúvóventillátor.

A rajzon szemléltetett égőkamra rendszerben az első 60 ágy szemcse komponens elsődleges feladata az égőkamra II tere fölötti I térben a kazáncsöveknek nagy hőmennyiség átadása, a II térben levő sűrű fluidizált ágy fluidizálási minőségének növelése, a szén, levegő és porított mészkő keveredésének előmozdítása és a 16 fő égőkamrában a reagáló-aoyagok visszatartásának elősegítése mindaddig, amíg a szén gyakorlatilag teljesen elég és a mészkő a kéndioxid túlnyomó részét abszorbeálja. A szemléltetett rendszerben az első 69 ágy szemcse komponens további fontos feladata a visszaáramoltatás, recirkuláltatás útján levő cső tömítése és ezáltal annak kiküszöbölése, hogy a 74 tárolókamra és 76 viszszaáramoltató csővezeték közé egy forgó adagolót vagy hasonlót kelljen helyezni.

A II térben levő sűrű fluidizált ágy aljára kifejtett légnyomás is felhasználható a 76 visszaáramoltató csővezetékben visszanyomás kifejtésére. Annak érdekében, hogy a finom ágy szemcse komponens szemcséi a 74 tárolókamrától a 76 visszaáramoltató csővezetéken keresztül e visszanyomás ellenére is a 16 fő égőkamrába tudjanak haladni, a szemcséket a 80 nyíllal jelzett helyen levő csapon keresztül 76 visszaáramoltató csővezetékbe nyomott levegő révén fluidizáljuk. Abból a célból, hogy a levegő elegendő hajtó nyomással áramoljon a 76 viszszaáramoltató csővezetékben és a szemcséket a 16 fő égőkamrába juttassa, a 74 tárolókamrában 77 szemcseoszlop van összegyűjtve és tartva, melynek mélysége elegendő annak megakadályozására, hogy a hajtó nyomás a 76 visszaáramoltató csővezeték helyett a ciklon kialakítású 36 elválasztóba szivárogjon. A 74 tárolókamrában a 77 szemcseoszlopot azáltal tartjuk fenn, hogy a szemcsék 74 tárolókamrából 76 visszaáramoltató csővezetékbe való áramlását 78 golyósszelep révén korlátozzuk. Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek égőkamra rendszeren keresztül való visszaáramlását a golyószelep helyzete szabályozza.

Az égőkamra indulásakor csak a durva, második 62 ágy szemcse komponens szemcséit ömlesztjük a 16 fő égőkamrába, aránylag durva, például —8 4-20 mesh értéknek megfelelő méretű szénnel együtt, amelyet addig használunk, amíg az égés meg nem kezdődik és a 16 fő égőkamra belsejében a hőmérséklet 760 °C fölé nem emelkedik. Ezt követően finom szenet vagy eléggé kis nagyságú keveréket táplálunk keresztül a 18 útvonalon. A kísérleti modell égőkamrában — ennek kis mérete következtében — csak —8 mesh értéknek megfelelő és ennél kisebb szén szemcséket égettünk, feltételezhető, hogy nagyobb égőkamrák olyan szenet tudnak használni, amelynek szemcsenagysága átmérőben mérve 3,1— 6,4 mm között van.

Az égőkamra indításakor a 78 golyósszelep zárva van és finom első 60 ágy szemcse komponens nincs a 16 fő égőkamrában, azonban lehet a 74 tárolókamrában, úgyhogy a 74 tárolókamra és 76 visszaáramoltató csővezeték tömítve van akkor is, ha a 78 golyósszelepet nyitjuk. Mind kezdeti állapotban, mind az indulás utáni időben 84 adagolón keresztül járulékos finom vagy durva ágy szentese komponens táplálható a 16 fő égőkamrába. A 86 nyíllal jelzett helyen egy légbebocsátó csap van eQslyezve, amelyen keresztül levegő fújható be. Ez a levegő segíti a szemcséket abban, hogy az adagolóból az égőkamrába áramoljanak.

Az égőkamra üzemeltetése során a 78 golyósszelepet folyamatosan nyitjuk mindaddig, amíg elérjük a kívánt visszaáramlási sebességet. Figyelembe kell venni azt, hogy a 74 tárolókamrában egy minimális magasságú szemcseoszlopnak kell lenni ahhoz, hogy az ejtő csövet tömítve tartsuk, és hogy beállt állapotú üzemeltetés közben a finom szemcsék ugyanazzal a sebességgel térnek vissza a 74 tárolókamrába, amellyel keresztülhaladnak 78 golyósszelepen. A 74 tárolókamrában levő szemcsék állandó szintjének eléréséhez a visszaáramlás sebessége egyenesen arányos a felragadott fluidizált ágyban levő, áthaladó finom első 60 ágy szemcse komponens szemcséinek mennyiségével. Amikor másodpercenként 915 cm felületi sebességgel üzemeltettük a berendezést és az első 60 ágy szemcse komponenshez ásványi, finom vörös vasérc szemcséket használtunk, azt találtuk, hogy a 74 tárolókamrában levő szemcsék mélysége körülbelül 457 mm kell legyen annak érdekében, hogy az ejtő csövet tömítetten tartsuk. Az ejtő cső tömítéséhez szükséges finom szemcsék e mennyiségén kívül további, minimális visszaáramló, illetve körbeáramló szemcsemennyiségre van szükség, amelynek mennyisége egyenértékű azzal a szemcsemennyiséggel, amely a 16 fő égőkamrában leülepedett, fluidizálatlan szemcseréteg körülbelül 38 mm mélységének felel meg. Azt találtuk, hogy ennyi szemcsére van szükség a hőátadás jellemzőinek számbavehető javításához. Ha a berendezésbe egyre több finom szemcsét adagolunk, akkor a hőátadási tényező — amelyet például a kazáncső felületegységein időegységenként átadott hőegységekben mérhetünk a hőfokok figyelembevételével — várhatóan nő egy ideig, végül változatlan marad. Általában elegendő finom szemcsét adagolunk a kazáncsövekre való átlagos hőátadás maximális értékre hozására anélkül, hogy ezzel az égésben nem kívánatos instabilitás, égési hatásfokcsökkenés, a füstgáz nem kívánatos összetétele vagy az egyéb kívánt jellemzők elérésének lehetetlenné válása állna elő. Nagyon kielégítő üzemeltetés érhető el, ha olyan mennyiségű visszaáramló finom szemcsét alkalmazunk, amely nyugvó, fluidizálatlan állapotban körülbelüli 63 mm és 77 mm közötti mélységben tölti meg a 16 fő égőkamra alját. A finom szemcse-készlet és a visszaáramlás ellenőrzésének megkönnyítése céljából a 74 tárolókamrára 88 nézőüveg szerelhető.

Az első 36 elválasztó feladata az első 60 ágy szemcse komponens gyakorlatilag valamennyi szemcséjének befogása és ezeknek 74 tárolókamrába való visszaterelése. A hamunak majdnem teljes mennyisége a 72 csővezetéken keresztül a második 38 elválasztóba áramlik át. A hamunak egy része elkerülhetetlenül a 74 tárolókamrába hull és keveredik a 77 szemcseoszlopban levő finom 60 ágy szemcse komponens szemcséivel. E szemcséktől való elkülönítés céljából a hamut 90 hamuejtő csővezetéken keresztül vezetjük el. A 90 hamugyűjtő csővezeték a 74 tárolókamra fölső részéből indul ki. A hamu elkülönítését túlnyomású levegőnek 77 szemcseoszlopba fújása révén segítjük elő. A levegőt a 82 nyíllal jelzett helyen elhelyezett egy vagy több csapon keresztül tápláljuk a 77 szemcseoszlopba és a 77 szemcseoszlopot fluidizáljuk.

Az első 60 ágy szemcse komponens és a második 62 ágy szemcse komponens szemcséi nagyon kielégítően képezhetők olyan vasoxidból, amely az ásványi vörös vasércben van. Az ilyen szemcséknek nagyon sok éles sarka és éle van, következésképpen használatuk kezde tén erős dörzsölő, attritáló hatással vannak egymásra és az üzemelés első öt órája alatt körülbelül 8,2 súlyszázalék anyagveszteséget szenvednek. Ezután a dörzsölődés, attritálás hatása állandóvá, jelentéktelenné válik és ezután a súlyveszteség naponta körülbelül 0,25 súlyszázalék, amikor az éles sarkok és szélek már le vannak csiszolva. A rövid idő alatt bekövetkező, körülbelül 8 súlyszázaléknyi veszteség ennek az anyagnak alacsony ára következtében megtérül és a naponkénti 0,25 súlyszázalék veszteség költsége egy aránylag kisebb üzemeltetési kiadást jelent, amely bőven megtérül az előzőkben ismertetett, más szempontokból elérhető jelentős előnyös következmények révén.

A dolgozó modell égőkamra kielégítő üzemelését értük el akkor is, ha —20 +40 meshnek megfelelő szemcsenagyságú mészkövet használtunk első 60 ágy szemcse komponensként. Az előzőkben ismertetett durva (—12 +16 mesh) ásványi vörös vasércet használtuk második 62 ágy szemcse komponensként. A fluidizált ágy rendszert az előzőkben ismertetett módon 20 üzemeltettük, körülbelül 915 cm/sec felületi sebességgel. Elsődleges ként szorbeáló anyagként még porított (—325 mesh) mészkövet használtunk, mivel a —20 +40 mesh értéknek megfelelő szemcsenagyságú mészkő használható felülete és dörzsölődési sebessége nem tette 25 lehetővé a szén elégésénél keletkezett kéndioxid teljes abszorbeálását. A keletkezett kéndioxidnak csupán töredékét tudja abszorbeálni.

Mint már ismertettük, a mészkő (vagy dolomit) használhatósága földrajzi származási helyétől függhet, és a különböző helyekről származó anyagok különböző attritálási, dörzsölődési sebességeket mutatnak. Ha első 60 ágy szemcse komponensként olyan mészkövet használunk, amely dörzsölődés közben gyorsan kopik, a 35 60 ágy szemcse komponens mészkő anyagának periodikus vagy folyamatos pótlására valamilyen megfelelő szerkezetet kell alkalmazni. Ezzel egyidejűleg a porított mészkőnek 22 ellátótartályból való betáplálási sebességét lehetőleg csökkenteni kell. Más esetben a 60 ágy szemcse komponens képzésére használt mészkő nincs kitéve lényeges dörzsölő hatásnak, és ezt csak ritka időközökben kell utántölteni, illetve pótolni. A szénben levő kén abszorbeálásához szükséges valamennyi mészkövet a porított mészkövet tartalmazó 22 ellátótartályból kell betáplálni, ami szintén befolyásolja a mészkő betáplált mennyiségét. Kísérleteket végeztek különböző mértékben porított mészkő felhasználásával, amelynek szemcsenagysága tág határok között változott. A kísérletek azt mutatták, hogy a 2. ábrán vázolthoz hasonló rendszer alkalmazása esetén minél finomabb a mészkő, annál hatásosabban távolítja el a ként, és következésképpen annál kisebb mennyiségű mészkövet kell használni az égőkamrából érkező gázok egy elfogadható mértékben való kéntelenítéséhez. Azt találtuk, hogy körülbelül —100 — 325 mesh értéknek megfelelő szemcsenagyságú mészkő szemcsék hatásosan használhatók a 2. ábrán vázolthoz hasonló dolgozó modellben. Az egyes felhasználási területeken alkalmazott, porított mészkő vagy dolomit szemcsék nagyságát gazdaságossági összevetések alapján lehet meghatározni, ami a mészkő típusától, a szénben levő kén mennyiségétől, a mészkő árától, az őrlési és szitálási költségektől, valamint szervezési és/vagy műveleti megfontolásoktól és a kénnek füstgázokban megengedhető mennyiségétől függ.

A második 62 ágy szemcse komponens lényegében olyan anyagból áll, melynek fizikai és kémiai stabilitása a fluidizált ágy rendszerben hosszú ideig megmarad, úgyhogy gyakorlatilag nem agglomerálódik és lényeges 5 dörzsölődési veszteséget nem szenved. Általános esetben ez az anyag a fluidizált ágy rendszerben katalizálhat vagy átmenetileg kémiai reakcióba is léphet, azonban hetekben vagy hónapokban mért időtartamon át szemlélve kémiai értelemben gyakorlatilag nem használódik 10 fel, fizikai jellemzői sem agglomerálódás, sem attritálás következtében nem változnak olyan mértékben, hogy ezek fluidizált ágy rendszerben való viselkedése lényegesen megváltozna.

Fluidizált ágyas égőkamra esetében azt találtuk, hogy 15 az előzőkben ismertetett vasoxidon kívül más megfelelő anyagok is használhatók, például alumíniumoxid, nikkel és nikkeloxid. Ezek az égőkamrában való üzemeltetési körülmények között kémiai és fizikai stabilitásukat szintén hosszú ideig megtartják, és ezek az anyagok jó hőátadási tényezővel rendelkeznek, amely a következő egyenletből határozható meg:

HTP - C ahol HTP a hőátadási tényező, C_ps a szilárd anyag fajhője és _ps a szilárd anyag sűrűsége. A HTP a fluidizált ágy rendszerben levő ágy szemcse komponens hőátadási viselkedésével van arányban. Az égőkamrában való felhasználásra megfelelőnek talált négy anyag HTP értéke a következő: Fe₂O₃-nál 3,81; Al₂O₃-nál 2,77; Ni-nél 4,65; NiO-nál 4,09. Áz Fe₂O₃ nagy gazdasági előnye, 30 hogy a természetes vörös vasércben nagy koncentrációban fordul elő, amelynek aránylag alacsony az ára. Ezeken kívül még sok más anyag, például fém, fémötvözet,fémoxid és hasonló anyag vagy bevonat szemcseféleség van, amely alkalmas égőkamrában vagy más fluidizált ágyas berendezésben való felhasználásra.

A 3. ábrán vázolt égőkamra rendszerben a visszaáramoltató út 100 hőcserélő részén hőátadó közeg áramlik keresztül, úgyhogy az első ágy szemcse komponens szemcséiben levő hő a közegnek adódik át. 40 A hasonló alkatrészek jelölésére a 3. ábrán is a 2. ábránál alkalmazott hivatkozási számokat használjuk. A III szám a 16 fő égőkamra belsejében a II tér fölötti tér részt jelöli.

Mint a 3. ábrán látható, a felragadott szilárd szem45 esek a III térrészből 70 csővezetéken keresztül az első 36 el választóba áramlanak. Az első 60 ágy szemcse komponens szemcséi finom, ásványi vörös vasércből vannak, amelyek az első 36 elválasztó aljából a 100 hőcserélőbe hullnak. A 100 hőcserélő annak a visszaáram50 lási útnak egy részét képezi, amelyen az első 60 ágy szemcse komponens szemcséi a 76a csővezetéken és II téren keresztül áramlanak. A 100 hőcserélőben hőátadó közeg (hűtőközeg), például víz áramlik keresztül a 102 tápvíz csövön, majd innen a 104 hőátadó csöve55 ken áthaladva a 106 gőzcsőbe jut. A visszaáramló szemcsék lefelé a 104 hőátadó csövek körül hullnak, úgyhogy a szemcsékben levő hő 104 hőátadó csöveken keresztül a hűtőközegre, vízre jut át.

A 3. ábrán vázolt hőcserélő arra használható, hogy a 60 16 fő égőkamrában szükséges hőcserélő felület nagyságát csökkenthessük vagy a kazáncsöveket esetleg elhagyhassuk. A mozgó ágy és csöves 100 hőcserélő helyett egy sűrű fluidizált ágy vagy más hőcserélő is használható.

A 4. ábra egy olyan rendszert szemléltet, amely a ta-f 65 lálmány szerint kétlépcsős égés végrehajtására használ8 ható. Itt az első lépcső oxigénhiányos módszerrel üzemeltethető, és az ezt követő második lépcső oxigénfelesleges módszerrel működtethető. Ez a megoldás elsősorban NO_X kiáramlás csökkentésére használható előnyösen.

A múltban már javasoltak kétlépcsős égetést, azonban az előző javaslatok nem tudták megfelelően megoldani azokat a problémákat, amelyeket az oxigénhiányos térben létrejövő CaS képződés vált ki. A CaS környezetvédelmi okokból nem kívánatos. Az ismert kétlépcsős égőkamra javaslatoknál további nehézséget okoz a rövid visszatartási idő és a második lépcsőben létrejövő, nem megfelelő keveredés.

A 4. ábrán vázolt kialakításnál a sűrű ágy tere oxigénhiányos körülmények között dolgozik és a sűrű ágy felülete fölött járulékos levegőt fújunk be annak érdekében, hogy a fölragadott ágy anyaggal fölragadott CaS-al együtt jelen levő redukálógázokat oxidáljuk.

A fölragadott ágy terében nagy mértékű a turbulencia, amely e szerkezeti kialakítást alkalmassá teszi a fizikai és kémiai reakciók fokozására, ami a folyamat előnyére szolgál. Az égésnél keletkező hő eltávolítására a fölragadott térben hőátadó felületeknek kell lenni, úgyhogy az SO₂ eltávolításának hatásossága nagy marad. Az NO_X redukálás reakciója

2NO+2C->N₂+2CO, ami optimálissá tehető anélkül, hogy hőátadó felületek szempontjából kompromisszumot kellene alkalmazni. A sikeres művelet eléréséhez a finom mészkő szemcsék használata elősegíti a szükséges szilárd anyag—gáz 30 reakciókat.

A 4. ábrán látható hivatkozási számokat szintén a

2. ábráról vettük át. A hasonló alkatrészeket itt is azonos számok jelölik. A 2. és 4. ábra között az a különbség, hogy a fluidizáló levegőt betápláló 34 csővezeték a 35 4. ábrán két részre, 34a és 34b csővezetékre van osztva. A 34a csővezetéken keresztül beáramló levegőt a II térben levő sűrű ágyhoz olyan sebességgel tápláljuk, amely elegendő az itt levő második 62 ágy szemcse komponens fluidizálására és az első 60 ágy szemcse kom- 40 ponens szemcséinek ezen keresztül való áramoltatására. A sűrű ágynak legalább nagyobb része ekkor oxigénhiányos módon üzemel. A fluidizáló levegő másik részét 34b csövön keresztül a III térben levő, fölragadott fluidizált ágyba tápláljuk, úgyhogy a fölragadott ágynak 45 legalább nagyobb része oxigénfelesleges módon üzemel.

Az első I tér (2. ábra) legalább egy részén (III tér) 58 kazáncsövek nyúlnak el, amelyekhez tartozó 58a végen és 58b végen keresztül kazán tápvíz, illetve gőz áramlik. Az 58 kazáncsövek révén hőátadás megy végbe, úgyhogy 50 ezekből a hőenergia visszanyerhető.

Mivel ebben az esetben a szén, illetve széntartaímú tüzelőanyag sok ként tartalmaz, a szénnel együtt a 18 útvonalon keresztül ként szorbeáló anyagot, például mészkövet is táplálunk a fluidizált ágyas rendszerbe, 55 pontosabban a 66 elosztó fölött levő sűrű fluidizált ágyba. A porított — például -325 mesh értéknek megfelelő szemnagyságú — mészkövet az előzőkben ismertetett alacsony hőmérsékleten végzett művelettel együtt alkalmazva biztosítjuk, hogy a sűrű ágyban képződő CaS 60 finom szemcsék alakjában jelenik meg, amelyek a teljesen felragadott fluidizált ágy III terébe kerülnek. Itt a? oxigágf^esleg és III térben való hosszú tartózkoclási idejük, eredményeként CaSO₄-á oxidálódnak.

A hosszú tartózkodási időt a felragadott fluidizált ágy- 65 bán levő, első szilárd 60 ágy szemcse komponens szemcséinek jelenléte hozza létre. Ekkor az e téren keresztül áramló hőátadó közeg a fölragadott anyagot eléggé alacsony hőmérsékleten tartja ahhoz, hogy megakadályozza a szulfát szétbomlását, ami egyébként az SO₂ regenerálódása eredményeként létrejönne.

Mint előzőleg ismertettük, egy a 2. ábrán vázolthoz hasonló 305 cm magas és 183 cm átmérőjű égőkamra rendszert készítettünk és ezt olyan szén égetésére üzemeltettük, amelyben a kén 3,9 súlyszázalék volt. A második szilárd 62 ágy szemcse komponens durva ásványi vörös vasérc volt, melynek szemcseméretei az előzőkben ismertetett szitaanalízis alapján —12+16 mesh értékeknek feleltek meg. Az első szilárd 60 ágy szemcse komponensként a kísérletek egyik csoportjában finom ásványi vörös vasércet használtunk, melynek szemcseméretei az előzőkben ismertetett szitaanalízis alapján —16 +140 mesh értékeknek feleltek meg. A kísérletek a következő adatok mellett és a következő eredményekkel folytak.

Durva vörös vasérc fluidizálatlan mélysége 380 mm

Szénbetáplálási sebesség	25 kg/óra
Szén szemcsenagyság	< 8 mesh
Porított mészkő betáplálási sebessége	5,5 kg/óra
Porított mészkő mesh nagysága	— 325 mesh
Sűrű ágy hőmérséklete	900 °C
Fölragadott ágy hőmérséklete	740 °C
Kalcium/kén mól arány	1,5
Kén visszatartás	85%
Sűrű ágy hőátadási tényezője	64
Fölragadott ágy höátadási tényezője	33
Égésfok	>90%

A találmány szerinti eljárást egy különleges feladat végrehajtására szolgáló különleges berendezéssel kapcsolatban ismertettük, azonban találmányunk nem korlátozódik az ismertetett feladat-végzésre és az ismertetett berendezésre. Különféle változtatások és módosítások végezhetők anélkül, hogy a találmány alapgondolatától és lényegétől eltérnénk.

Claims (39)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás fluidizált ágyas rendszer előállítására és üzemeltetésére, azzal jellemezve, hogy egy első szilárd ágy szemcse komponenst tartalmazó első, fölragadott fluidizált ágyat hozunk létre, az első, fölragadott fluidizált ágyban egy második, fizikailag és kémiailag hosszú ideig stabil, gyakorlatilag nem agglomerálódó és attritálás esetén lényegesen nem kopó anyagból levő szilárd ágy szemcse komponenst tartalmazó második, sűrű fluidizált ágyat alakítunk ki, az első ágy szemcse komponenst az első, fölragadott fluidizált ágyból a második, sűrű fluidizált ágyon keresztül visszaáramoltatjuk az első, fölragadott fluidizált ágyba, és a fluidizált ágyas rendszeren a fluidizáló gázt olyan sebességgel áramoltatjuk keresztül, amelynél a második ágy szemcse komponens szemcséit a második, sűrű fluidizált ágyban visszatartjuk, az első ágy szemcse komponens szemcséit pedig a sűrű fluidizált ágyon keresztül fölfelé áramoltatjuk és a második ágy szemcse komponens szemcséivel beverjük.
2. 2. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatositási módja, amelynél legalább két reagáló-anyag között nagy hatásfokú reakció létrejöttét segítjük elő, azzal jellemezve, hogy a reagáló-anyagokat a fluidizált ágy rendszerbe a reagáló-anyagok intenzív keverése közben tápláljuk és a keverést a második, sűrű fluidizált ágyban keveredő szemcsék mozgása révén végezzük.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a reagáló-anyagoknak legalább egyike gáznemű anyag, azzal jellemezve, hogy a fluidizált ágyas rendszert a gáznemű anyaggal fluidizáljuk.
4. 4. Az 1. vagy 3. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél egy szilárd szemcsés anyagú reagáló-anyagot gáznemű anyaggal, meghatározott sebességgel hozunk reakcióba, azzal jellemezve, hogy meghatározott sebességgel szilárd reagáló-anyagot táplálunk az ágy rendszerbe, az ágy rendszert a fluidizáló gáznemű anyag kellő felületi sebességgel való útáramoltatása révén fluidizáljuk, közben az ágy rendszerbe táplált gáznemű reagáló-anyaggal a betáplált reagáló-anyagok legalább egyikét gyakorlatilag teljes reakcióba hozzuk, az első ágy szemcse komponens szemcséit a választott felületi sebesség révén fölragadjuk, a második ágy szemcse komponens szemcséit pedig a második, sűrű fluidizált ágyban hagyjuk.
5. 5. Az 1. vagy 4. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a szilárd reagáló-anyagnak olyan szemcséi vannak, amelyeket a felületi sebesség fölragad, azzal jellemezve, hogy a második ágy szemcse komponens szemcséi révén a reagáló-anyag szemcséinek mozgását korlátozzuk és a reagáló-anyag szemcséknek a második, sűrű fluidizált ágyban való tartózkodási idejét a reagáló-anyagok legalább egyikének nagyobb része tökéletes reakcióba lépéséig növeljük.
6. 6. Az 1. vagy 4. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a reagáló-anyagok egyike széntartalmú tüzelőanyag, azzal jellemezve, hogy a fluidizált ágy rendszerből egy energiaterméket visszanyerünk.
7. 7. Az 1. vagy 6. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fluidizált ágy rendszerben széntartalmú tüzelőanyagot égetünk és energiatermékként hőt állítunk elő.
8. 8. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fluidizált ágy rendszeren hőátadó közeget áramoltatunk keresztül.
9. 9. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az első ágy szemcse komponens visszaáramoltatási útjának legalább egy részén egy hőátadó közeget bocsátunk keresztül és ezáltal az első ágy szemcse komponensben levő hőt a közegnek adjuk át.
10. 10. Az 1. vagy 5. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a szilárd reagáló-anyag lényegében szén szemcsékből, a gáznemű reagáló-anyag pedig lényegében levegőből áll, azzal jellemezve, hogy a szenet a fluidizált ágy rendszerben égetjük el, a szén nagyobb részét a második ágy szemcse komponens szemcséi között, a második, sűrű fluidizált ágyban égetjük el, és hogy a fluidizált ágy rendszerből hőenergiát nyerünk vissza.
11. 11. Az 1. vagy 10. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az első, fölragadott fluidizált ágynak legalább egy részén hőát vivő közeget bocsátunk keresztül és az első ágy szemcse komponens szemcséi mennyiségének megválasztása révén a közegre való hőátadás sebességét gyakorlatilag maximálisra állítjuk be.
12. 12. Az 1. vagy 11. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a második, sűrű fluidizált ágyon is hőátadó közeget bocsátunk át.
13. 13. Az 1. vagy 10. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőenergiát a fluidizált ágy rendszernek a szén szemcsékből létrejövő hamu olvadáspontja alatti hőmérsékleten tartásához elegendő sebességgel nyerjük vissza, gyakorlatilag a hamu teljes mennyiségét az első ágy szemcse komponens szilárd szemcséivel együtt felragadjuk, és a hamut az első szilárd ágy szemcse komponensből a fluidizált ágy rendszeren kívüli visszaáramoltató úton kiválasztjuk.
14. 14. Az 1. vagy 6. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a széntartalmú tüzelőanyagban kén van, azzal jellemezve, hogy a fluidizált ágy rendszerbe ként szorbeáló anyagot táplálunk.
15. 15. Az 1. vagy 14. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a ként szorbeáló anyagként lényegében kalciumkarbonátot, magnéziumkarbonátot, esetleg mindkettőt táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe.
16. 16. Az 1. vagy 11. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a második, sűrű fluidizált ágyat 790 °C és 950 °C közötti hőmérsékleten tartjuk.
17. 17. Az 1. vagy 15. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy szorbeáló anyagként mészkövet vagy dolomitot táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe.
18. 18. Az 1. vagy 15. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy szorbeáló anyagként lényegében —100 — 325 mesh értékeknek megfelelő szemcsenagyságú szilárd szemcséket táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe.
19. 19. Az 1. vagy 18. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy karbonátot táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe, amely karbonátban levő kalciumnak széntartalmú tüzelőanyagban levő kénhez való aránya 1: 3, azaz 3 mól kalcium: 1 mól kén.
20. 20. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél az első és második szilárd ágy szemcse komponens szemcséit lényegében azonos anyagból választjuk, azzal jellemezve, hogy első ágy szemcse komponensként finom szemcséket és második ágy szemcse komponensként ezeknél durvább szemcséket fluidizálunk.
21. 21. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy legalább a második ágy szemcse komponensként nagy hőmérsékleti stabilitású, a fluidizált ágy rendszer üzemelési körülményei között gyakorlatilag semleges, hatásosan keveredő és hőátadó szemcséket fluidizálunk.
22. 22. Az 1. vagy 21. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a fluidizált ágy rendszerben oxidáló körülmények vannak, azzal jellemezve, hogy ágy szemcse komponensekként fémeket vagy fémoxidokat tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
23. 23. Az 1. vagy 20. igéüypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy ágy szemesé komponensként valamilyen vasoxidot fluidizálunk.
24. 24. Az 1. vagy 23. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy ágy szemcse komponensként vörös vasércet tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
25. 25. Az 1. vagy 22. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy ágy szemcse komponensként alumíniumoxidot, nikkelt vagy nikkeloxidot tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
26. 26. Az 1. vagy 23. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy finomabb szemcsékként —16 +140 mesh értékeknek megfelelő nagyságú szemcséket és durvább szemcsékként —12 + 16 mssh értékeknek megfelelő nagyságú szemcséket fluidizálunk, és hogy a fluidizált ágy rendszer felületi sebességét 600 és 1220 cm/sec értékek között tartjuk.
27. 27. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy első szilárd ágy szemcse komponensként kalciumkarbonátot, magnéziumkarbonátot vagy ezeket együtt tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
28. 28. Az 1. vagy 27. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy első szilárd ágy szemcse komponensként mészkő vagy dolomit szemcséket fluidizálunk.
29. 29. Az 1. vagy 28. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy második szilárd ágy szemcse komponensként vasoxidot tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
30. 30. Az 1. vagy 28. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy második szilárd ágy szemcse komponensként fém vagy fémoxid tartalmú szemcséket fluidizálunk.
31. 31. Az 1. vagy 30. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy második ágy szemcse komponensként vörös vasércet tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
32. 32. Az 1. vagy 28. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy második ágy szemcse komponensként gyakorlatilag alumíniumoxidot, nikkelt vagy nikkeloxidot tartalmazó szemcséket fluidizálunk.
33. 33. Az 1. vagy 31. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy második ágy szemcse komponensként —12+16 mesh értékeknek megfelelő nagyságú szemcséket és első ágy szemcse komponensként —20 +40 mesh értékeknek megfelelő nagyságú szemcséket fluidizálunk, és hogy a fluidizált ágy rendszer felületi sebességét 610 cm/sec és 1220 cm/sec közötti értéken tartjuk.
34. 34. Az 1. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az első szilárd ágy szemcse komponens szemcséinek visszaáramlást úton való áramlását korlátozzuk, a korlátozást a visszaáramlás! úton elhelyezett szemcsehaímaz révén végezzük és e szemcsehalmazzal a sűrű fluidizált ágyban levő fluidizáló nyomás hatását kiegyenlítjük.
35. 35. Az 1. vagy 34. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja hamut képező folyamathoz, amelynél valamely tárolókamrában összegyűjtött szemcséket visszamaradó hamu kíséri, azzal jellemezve, hogy a hamunak külön fölragadásához az összegyűjtött szemcséket fluidizáljuk és a fölragadott hamut eltávolítjuk.
36. 36. Az 1. vagy 34. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az áramlás korlátozása, a szemcsék mennyisége és a fluidizálási sebesség megválasztása révén az első szilárd ágy szemcse komponens visszaáramlást sebességét úgy állítjuk be, hogy az első, fölragadott fluidizált ágyban az átlagos hőátadási sebesség gyakorlatilag maximális.
37. 37. Az 1. vagy 3. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, amelynél a gáznemű anyag levegő és a másik reagáló-anyag egy széntartalmú tüzelőanyag, azzal jellemezve, hogy a levegő egy részét a sűrű ágyba a második ágy szemcse komponens szemcséinek fluidizálásához elegendő sebességgel áramoltatjuk be, ezáltal az első ágy szemcse komponens szemcséinek sűrű ágyon keresztüli áramlását, visszaáramlását fenntartjuk, miközben a sűrű ágy legalább nagyobb részét oxigénhiányos módon üzemeltetjük, és hogy a levegő másik részét a fölragadott fluidizált ágyba úgy áramoltatjuk, hogy a fölragadott fluidizált ágynak legalább nagyobb részét oxigénfelesleggel üzemeltetjük.
38. 38. Az 1. vagy 37. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az első, föl ragadott fluidizált ágynak legalább egy részén hőátadó közeget vezetünk keresztül és ebből a hőenergiát visszanyerjük.
39. 39. Az 1. vagy 38. igénypontban meghatározott eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy ként szorbeáló anyagként kalciumkarbonátot, magnéziumot vagy mindkettőt tartalmazó anyagot táplálunk a fluidizált ágy rendszerbe.