Спосіб циркуляції твердого матеріалу в реакторі із псевдозрідженим шаром та пристрій для його здійснення

1. Способ циркуляции твердого материала в реакторе с псевдоожиженным слоем из твердых частиц в камере реактора, включающий внутреннюю циркуляцию твердых частиц в псевдоожиженном слое в камере реактора, размещение твердых частиц для прохождения из псевдоожиженного слоя из твердых .частиц в камере реактора в камеру для частиц, обработку твердых частиц в камере для частиц и рециркуляцию твердых частиц из камеры для частиц в псевдоожиженный слой в камере реактора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что инициируют движение потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения Л, и обеспечивают циркуляцию твердых частиц в направлении верхней торцевой стенки камеры для частиц, затем собирают частицы из потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения А, для получения потока, имеющего значительно меньшую площадь сечения, чем А, и направляют поток собранных частиц в камеру для частиц через входные отверстия в верхней торцевой стенке, причем входные отверстия выполняют с общей открытой площадью В, которая значительно меньше, чем площадь сечения А. 2. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что площадь сечения А более чем в два раза превышает общую открытую площадь В выходных отверстий. 3. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что направление потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют путем пропускания из псеадоожиженного слоя через торцевую стенку, представляющую собой, по крайней мере, часть собирающей стенки, в камеру для частиц только частиц, имеющих размеры меньше заданных. 4. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что дополнительно извлекают тепло из частиц в камере для частиц при помощи поверхностей для переноса тепла. 5. Способ по п. 3, отличающ и й с я тем, что направление потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют с частицами, движущимися вниз. 6. Способ по п. 3, отличающ и й с я тем, что направление потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют путем пропускания в камеру для частиц, по существу, только твердых частиц, наибольший диаметр которых меньше 30 мм. 7. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что рециркуляцию частиц в камере реактора осуществляют путем переливания через отверстия в стенке камеры для частиц. 8. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что рециркуляцию частиц в камеру реактора осуществляют путем прохождения через газовую пробку в стенке камеры для частиц и регулирования газовой пробки потоком псевдоожижающего газа. о о ЧРР* о аиаишговдмма 3. 27070 9. Способ по п. 1, отличающ и й с я тем, что рециркуляцию твердых частиц в камеру реактора осуществляют путем помещения частиц в камеру для частиц со стороны одного ее конца и рециркуляции частиц из противоположного ее конца в камеру реактора для обеспечения необходимого времени нахождения частиц в камере для частиц и хорошего смешивания в ней частиц перед рециркуляцией твердых частиц в камеру реактора. 10. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что осуществляют циркуляцию частиц внутри реактора с псевдоожиженным циркулирующим слоем и повторно помещают циркулирующие частицы в камеру реактора через камеру для частиц. 11. Устройство для циркуляции твер- : дого материала в реакторе с псевдоожиженным слоем, содержащее камеру реактора с боковыми стенками, ограничивающими внутреннее пространство камеры реактора, и решетку на дне камеры реак- ; тора, отверстие для выпуска газа, примыкающее к верхней границе камеры реактора, псевдоожиженный слой из твердых частиц в камере реактора, имеющий внутреннюю циркуляцию твердых частиц, ка- : меру для частиц, расположенную в псевдоожиженном слое твердых частиц и имеющую входное "отверстие, позволяющее твердым частицам перетекать из камеры реактора в камеру для частиц, и : выпускное отверстие для рециркуляции твердых частиц из камеры для частиц в камеру реактора, отличающее-' с я тем, что камера для частиц выполнена с участком для сбора частиц в верх- * ней торцевой стенке с площадью горизонтальной проекции А, а входные отверстия для твердых частиц расположены в участке для сбора частиц верхней торцевой стенки, причем входные отверстия ' имеют общую открытую площадь В, которая составляет менее половины собирающей площади А. 12. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что размер каждого из і входных отверстий выбран таким, чтобы предотвратить пропуск твердых частиц из псевдоожиженного слоя в камеру для частиц, размер которых больше, чем заданный. ! 13. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что включает поверх ности для переноса тепла, расположенные в камере для частиц. 14. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что камера для частиц находится на дне камеры реактора, а часть боковой стенки в камере реактора образует боковую стенку камеры для частиц. 15. Устройство по п. 11, от л и ч аю щ е е с я тем, что камера для частиц находится на дне камеры реактора, а часть внутренней стенки в камере реактора образует боковую стенку камеры для частиц. 16. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя торцевая стенка расположена в верхней части камеры для частиц и, по существу, горизонтальна. 18. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя торцевая стенка расположена в верхней части камеры для частиц и наклонена, благодаря чему большие объекты движутся вниз вне камеры для частиц. 19. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия в верхней торцевой стенке являются пазами, имеющими ширину меньше 30 мм. 20. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия в верхней торцевой стенке являются отверстиями, имеющими диаметр меньше 30 мм. 21. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отверстия выполнены в выемках в огнеупорном покрытии, покрывающем верхнюю торцевую стенку. 22. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя торцевая стенка выполнена из водопроводных труб, соединенных ребрами, причем отверстия в верхней торцевой стенке выполнены в этих ребрах. 23. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя торцевая стенка выполнена из водопроводных труб, соединенных ребрами, а отверстия в верхней торцевой стенке образованы изгибом двух соседних труб в разные стороны, с формированием пазов. 24. Устройство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что включает средство для внешней циркуляции слоя вещества, включающее входное отверстие для повторного ввода циркулирующего снаружи твердого слоя вещества в камеру для частиц. 27070 Изобретение относится к энергетике, а именно к способу и устройству для циркуляции твердого материала в реактора с псевдоожиженным слоем, включающем камеру реактора с боковыми стенками, ограничивающими внутреннее пространство камеры реактора, и решетку на дне камеры реактора, отверстие для выпуска газа, примыкающее к верхней границе камеры реактора, и псевдоожиженный слой твердых частиц в камере реактора, причем псевдобжиженный слой имеет внутреннюю циркуляцию твердых частиц, и может быть использовано в химической (сернокислотное производство, синтез метилхлордиланов) и металлургической (обжиг серусодержащих руд) промышленности. Псевдоожиженный слой - совокупность твердых частиц, свободно циркулирующих в потоке текучей среды, во взвешенном состоянии. Он образуется в результате изменения первоначального мелкозернистого материала в сосуде при продувании сквозь слой текучей среды (жидкости или газа). Псевдоожижение возникает при определенной скорости потока, давление которого достаточно для преодоления сопротивления системы. По мере повышения скорости потока, от начала перехода частиц во взвешенное состояние, наступает момент динамического равновесия между подъемной силой потока и весом слоя. Диапазон динамического равновесия системы ограничивается двумя величинами скоростей потока текучей среды: минимальной критической скорости - скорости псевдоожижения, при которой слой переходит в состояние ожижения, и максимальной скорости, когда материал слоя, выносится из сосуда. Между ними находится рабочая скорость, соответствующая заданному режиму. Применительно к реакторам и теплообменникам ожижающей средой служат газы. Слой, ожиженный газовой средой, характеризуется неравномерностью циркуляции частиц - в нем часто возникают участки пониженной плотности в виде газовых пузырей, которые барботируют и перемещаются по ходу движения среды. В зависимости от типа и конструкции газораспределительного устройства, размеров частиц и их флуктуации, характеристика газовых пузырей может быть различна. Образование газовых пузырей в псевдоожиженном слое искажает гидродинамику системы, поэтому практически трудно установить границы оптимального, режима [Тищенко А.Т., Хвастухин Ю.И. Печи и теплообменники с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 псевдоожиженным слоем.- К.: Наукова думка, 1973.-146 с ] . Теплотехнические свойства псевдоожиженного слоя характеризуются рядом особенностей. При передаче тепла частицами псевдоожиженного слоя в нем устанавливается практически равномерная температура; заметный перепад возникает лишь в местах ввода теплоносителя. Это объясняется турбулентностью логика и интенсивной циркуляцией частиц при высокой их теплоемкости, что препятствует быстрому изменению температуры слоя. Теплообмен в псевдоожиженном слое про;екает настолько интенсивно, что температура ожижающей среды - теплоносителя над слоем оказывается приблизительно равной температуре частиц. Известно, что в температурном поле слоя, ожижаемом газовой средой, тепловое равновесие между газом и твердыми частицами (теплоноситель - газ или твердые частицы), в зависимости от температурного режима процесса и размера частиц, достигается на расстоянии от 25 до 100 мм от основания слоя, т.е. выше этого уровня температурное поле имеет стационарный характер. Теплообмен в псевдоожиженном слое происходит на большой поверхности циркулирующих частиц твердого материала, поэтому он очень интенсивный. Теплоотдача от газа к частицам обусловлена как режимом процесса и физическими свойствами среды и материала, так и конструктивными характеристиками камеры реактора. Реакторы с псевдоожиженным слоем используют при весьма разнообразных видах сгорания теплопередачи, химических или металлургических процессах. В зависимости от процесса различные материалы слоя ожижаются или циркулируют в системе. В случае процесса сгорания определенные виды топлива, такие как уголь, кокс, лигнит, древесина, древесные отходы, угольные отходы или торф, а также другие материалы в виде отдельных частиц, такие как песок, зола, поглотитель серы, катализаторы или окислы металлов, могут быть составляющими псевдоожиженного слоя. В реакторах с псевдоожиженным слоем, как обычных, с "кипящим" слоем, так и с циркулирующим слоем, происходит внутренняя циркуляция твердого вещества, образующего этот слой внутри камеры реактора. Вещество, образующее этот слой, находится в непрерывном движении вверх и вниз. Чем меньше размеры твердых частиц, тем легче они переме 7. 27070 щаготся вверх в камере реактора. Таким образом, происходит фракционирование твердых частиц в камере реактора. Более плотная фракция твердых частиц, содержащая более крупные частицы, формируется в нижней части камеры реактора, в то время как менее плотная фракция твердых частиц, содержащая более мелкие твердые частицы, формируется выше. В некоторых процессах может быть необходимо собрать часть частиц, образующих слой, для отдельной обработки, такой, например, как охлаждение или классификация в разных местах до дальнейшей обработки этой части в главной камере реактора. Известен способ, когда твердые частицы извлекают из камеры реактора и после определенной обработки, например после охлаждения, вновь возвращают в камеру. Однако часто бывает желательно иметь возможность обрабатывать частицы внутри камеры реактора без необходимости пропускать их через внешний сепаратор частиц и внешнюю обрабатывающую камеру. Особенно при обработке больших объемов частиц может быть предпочтительно обрабатывать их в камере реактора без внешней циркуляции. При этом может быть желательно воспользоваться возможностью осуществления циркуляции больших объемов твердых частиц внутри камеры реактора с псевдоожиженным слоем в нижней ее части. В ходе многих процессов может также являться преимуществом обработка в основном частиц определенного размера. Однако частицы размера, пригодного для, например, термического восстановления, часто, в связи с фракционированием в нижней части камеры реактора, смешиваются с большими частицами или с большими объектами, которые могут препятствовать оптимальному термическому восстановлению. Большие объекты препятствуют, например, переносу тепла на поверхности и вызывают механические повреждения. При этом желательно собирать в ограниченном пространстве, таком как камера для частиц, используемая в качестве внутреннего теплообменника, достаточное количество частиц, имеющих определенный размер, пригодный для особой цели, например термического восстановления. Входные отверстия, направляющие частицы во внутренний теплообменник, могут быть слишком маленькими для того, чтобы пропустить достаточное количество частиц в камеру. Кроме того, входные отверстия камеры для частиц могут быть расположены в 8 месте, где уменьшена внутренняя циркуляция. Таким образом, может возникнуть необходимость сосредоточить поток частиц в камере для частиц. В качестве про5 тотипа заявляемого способа выбран способ циркуляции твердого вещества в реакторе с псевдоожиженным слоем из твердых частиц в камере реактора, включающий внутреннюю циркуляцию твердых час10 тиц в псевдоожиженном слое в камере реактора, размещение твердых частиц для прохождения из псевдоожиженного слоя из твердых частиц в камере реактора в камеру для частиц, обработку твердых час15 тиц в камере для частиц и рециркуляцию твердых частиц из камеры для частиц з псевдоожиженный слой в камере реактора. Недостатком известного способа яв20 ляется то, что сбор твердых частиц из зоны внутренней циркуляции твердых частиц в реакторе с псевдоожиженным слоем для отдельной обработки этих твердых частиц затруднен, возможно спекание твер25 дых частиц, что приводит к неэффективности в их классификации, возможно укрупнение фракционирования частиц в нижней части камеры реактора и недостаточно эффективный отбор тепла. 30 В качестве прототипа заявляемого устройства выбрано устройство для циркуляции твердого вещества в реакторе с псевдоожиженным слоем, содержащее камеру реактора с боковыми стенками, огра35 ничивающими внутреннее пространство камеры реактора, и решетку на дне камеры реактора, отверстие для выпуска газа, примыкающее к верхней границе камеры реактора, псевдоожиженный слой из твер40 дых частиц в камере реактора, имеющий внутреннюю циркуляцию твердых частиц, камеру для частиц, расположенную в псевдоожиженном слое твердых частиц и имеющую входное отверстие, позволяю45 щее твердым частицам перетекать из камеры реактора в камеру для частиц, и выпускное отверстие для рециркуляции твердых частиц из камеры для частиц в камеру реактора. 50 Однако известное устройство конструктивно сложно, камера для частиц не может в полной мере обеспечить рециркуляцию твердого вещества в камере реак• тора и возврат тепла от твердых частиц 55 при их внутренней циркуляции в камере реактора с псевдоожиженным слоем. Задачей изобретения является создание усовершенствованного способа и усовершенствованного устройства для сбора твердых частиц из зоны внутренней цир 27070 куляции твердых частиц в реакторе с псевдоожиженным слоем для отдельной обработки твердых частиц в реакторе с псевдоожиженным слоем. В особенности, задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованных способа и устройства для возврата тепла от твердых частиц при их внутренней циркуляции в камере реактора с псевдоожиженным слоем. Задача достигается тем, что в соответствии с изобретением, известный способ циркуляции твердого вещества в реакторе с псевдоожиженным слоем из твердых частиц в камере реактора дополняют рядом новых признаков, а именно: инициируют движение потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения А, и обеспечивают циркуляцию твердых частиц в направлении верхней торцевой стенки камеры для частиц, затем собирают частицы из потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения А, для получения потока, имеющего значительно меньшую площадь сечения, чем А, и направляют поток собранных частиц в камеру для частиц через входные отверстия в верхней торцевой стенке, причем входные отверстия выполняют с общей открытой площадью В, которая значительно меньше, чем площадь сечения А; при этом площадь сечения А более чем в два раза превышает общую открытую площадь В входных отверстий. Кроме того, направление потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют путем пропускания из псевдоожиженного слоя через торцевую стенку представляющую собой, по крайней мере, часть собирающей стенки, в камеру для частиц только частиц, имеющих размеры меньше заданных; дополнительно извлекают тепло из частиц в камере для частиц при помощи поверхностей для переноса тепла; направление .потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют с частицами, движущимися вниз; направление потока собранных частиц в камеру для частиц осуществляют путем пропускания в камеру для частиц, по существу, только твердых частиц, наибольший диаметр которых меньше 30 мм; рециркуляцию частиц в камере реактора осуществляют путем переливания через отверстия в стенке камеры для частиц; рециркуляцию частиц в камеру реактора осуществляют путем прохождения через газовую пробку в стенке камеры для частиц и регулирование газовой пробки потоком псевдоожижающего газа; рециркуляцию твердых частиц в камеру 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 реактора осуществпяют путем помещения частиц в камеру для частиц со стороны одного ее конца и рециркуляции частиц из противоположного ее конца в камеру реактора для обеспечения необходимого времени нахождения частиц в камере для частиц и хорошего смешивания в ней частиц перед рециркуляцией твердых частиц в камеру реактора; осуществляют'циркуляцию частиц внутри реактора с псевдоожиженным циркулирующим слоем и повторно помещают циркулирующие частицы в камеру реактора через камеру для частиц. Решение задачи создания устройства для циркуляции твердого вещества в реакторе с псевдоожиженным слоем достигается тем, что камера для частиц выполнена с участком для сбора частиц в верхней торцевой стенке с площадью горизонтальной проекции А, а входные отверстия для твердых частиц расположены в участке для сбора частиц верхней торцевой стенки, причем входные отверстия имеют общую открытую площадь В, которая составляет менее половины собирающей площади А, причем размер каждого из входных отверстий выполнен так, чтобы предотвратить пропуск твердых частиц из псевдоожиженного слоя в камеру для частиц, размер которых больше, чем заданный. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства, согласно изобретению, поверхности для переноса тепла расположены в камере для частиц, что позволяет повысить эффективность извлечения тепла из частиц без неблагоприятного влияния крупных объектов. Камера для частиц может примыкать к боковой стенке или к внутренней перегородке реактора, в нижней его части для сбора (и при необходимости классификации) твердых частиц, стекающих под действием сил тяжести вниз, вдоль стенок реактора. В этом случае в верхней части камеры для частиц расположена ее верхняя торцевая часть, которая представляет собой собирающую стенку. Верхняя торцевая собирающая стенка может быть горизонтальной или наклонной. Верхняя торцевая стенка камеры для частиц может представлять собой пусто* телую стенку и иметь отверстия, пропускающие только частицы меньшего разме.ра, чем заданный, и не допускающие в камеру для частиц крупные объекты. Благодаря наклону верхней торцевой стенки на 30-45° от горизонтали большие объек 11 27070 ты продолжают движение вниз вдоль внешней стороны торцевой стенки, не перекрывая отверстия в стенке. Изобретение может использоваться в камерах сгорания с псевдоожиженным слоем, где одна или несколько камер для частиц смонтированы на дне камеры сгорания. Камера или камеры для частиц могут примыкать к боковым стенкам или внутренним перегородкам камеры сгорания или могут располагаться на ее дне отдельно. В некоторых вариантах выполнения устройства, согласно изобретению, камеры для частиц могут иметь выступы, направленные вверх. В горячей среде камера для частиц может быть оснащена панелями водопроводных труб так же, как и сама камера реактора. Панели труб могут иметь огнеупорную защиту. Отверстия в верхней конечной стенке в этом случае могут быть проделаны в ребрах, соединяющих примыкающие водопроводные трубы или труба/трубы может быть изогнута/ы для образования паза между трубами. Если верхняя торцевая стенка имеет огнеупорную защиту, в огнеупорном покрытии может быть сформирована выемка и отверстия могут быть проделаны на дне выемки. При этом может быть проделано только одно отверстие или паз, если его достаточно для прохождения необходимого объема частиц. Обычно для прохождения достаточного объема частиц в верхней торцевой стенке бывает несколько отверстий или пазов. Пазы или ряды отверстий в горизонтальной или наклонной верхней торцевой стенке камеры для частиц могут преимущественно располагаться перпендикулярно боковой стенке реактора. Кроме того, могут применяться длинные камеры для частиц, покрывающие, по существу, всю длину боковой стенки или нескольких боковых стенок, или может применяться одна или две небольшие камеры для частиц, расположенные отдельно и независимо одна от другой у боковой стенки. Камера для частиц может подниматься до уровня 3-8 м над решеткой реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, посредством чего довольно большой объем нисходящего потока частиц может быть собран верхней торцевой стенкой камеры для частиц. В некоторых случаях небольшая камера для частиц способна обработать больше частиц, чем может собрать ее верхняя торцевая стенка. В этих случаях к верхней торцевой стенке может быть присоединена выступающая 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 поверхность. Выступающая поверхность должна быть устроена так, чтобы направлять частицы из прилежащих к верхней торцевой стенке участков. Входные отверстия в верхней торцевой стенке в камерах сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем могут быть отверстиями, имеющими диаметр около 50 мм, предпочтительно - около 30 мм или менее, или пазами, имеющими ширину около 50 мм, предпочтительно около 30 мм или менее. Такие отверстия пропускают только приблизительно круглые частицы размером менее 50 мм или продолговатые частицы, имеющие ширину менее 50 мм, через верхнюю торцевую (или пустотелую) стенку. В камерах сгорания с псевдоожиженным слоем камера для частиц может использоваться для извлечения тепла. Так, испарители, пароперегреватели или другие теплообменные/теплопередающие поверхности помещают в камеру для частиц Изобретение дает возможность работы камеры сгорания при низкой загрузке даже тогда, когда невозможно получить достаточный уровень нагрева верхнего пространства камеры сгорания или во внешних теплообменниках, соединенных через сепараторы частиц с внешним контуром рециркуляции. Изобретение делает возможным достижение баланса между пароперегреванием и испарением для различных загрузок и различных видов топлив. Изобретение также делает возможным достижение более высоких температур пара, когда топливо при сгорании выделяет агрессивные газы, если пароперегреватели расположены в камере для частиц, имеющей менее агрессивную среду, чем в камере реактора, или неагрессивную газовую среду. Поверхности для переноса тепла в камере для частиц могут быть расположены любым общепринятым способом. Перенос тепла может управляться впуском сжиженного воздуха/газа в камеру с мелкозернистым веществом. Сжиженный воздух может использоваться как вторичный воздух в камере сгорания. При этом важно добиться хорошего смешивания твердого вещества в камере для частиц, если тепло извлекается из частиц в этой камере. Смешивание может быть оптимизировано путем оснащения камеры для частиц входным отверстием или отверстиями и выходным отверстием или отверстиями, расположенными в противоположных ее концах. Частицы могут рецир^лировать из камеры для частиц в камеру реактора 27070 через сливные отверстия. Эти отверстия могут быть либо только в одной боковой стенке камеры для частиц или в нескольких боковых стенках. В большинстве случаев целесообразно располагать сливные отверстия на расстоянии от входных отверстий, расположенных в верхней торцевой стенке, если необходимо достичь хорошего смешивания частиц в камере для частиц. В другом случае частицы могут рециркулировать через газовую пробку, такую как узкие отверстия типа пазов, расположенных одно над другим в боковой стенке камеры для частиц. Частицы могут также рециркулировать через газовую пробку типа L-образного клапана, расположенного между камерой для частиц и камерой реактора. Рециркуляция может управляться путем впуска сжиженного воздуха в тонкие частицы вблизи газовой пробки. Конечно, частицы могут также рециркулировать в камеру реактора при помощи механических средств, таких как шнековый питатель. Кроме того, воздух для создания псевдоожиженного слоя, подаваемый в камеру сгорания для управления переносом тепла или для подачи частиц в камеру для частиц, можно использовать в качестве вторичного воздуха в камере сгорания. Выходные отверстия для частиц или входные отверстия для частиц позволяют газу выходить наружу через верхнюю торцевую стенку против направления потока частиц. Поток частиц, направленный внутрь камеры для частиц, нестабилен и не предотвращает выхода газов из камеры. В реакторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем вещество, образующее слой, выпускается с выхлопными газами и отделяется от газов в сепараторе частиц. Частицы после этого снова подаются через входное отверстие для частиц в камеру реактора, обычно в его ниж•нюю часть. При использовании камеры для частиц в соответствии с изобретением в реакторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем внешнее циркулирующее вещество, образующее этот слой, может полностью или частично вновь подаваться в реактор через камеру для частиц. Входное отверстие для вещества с внешней циркуляцией, таким образом, формируется в камере для частиц. Поскольку поверхности для переноса тепла располагаются в камере для частиц, тепло извлекается из вещества как с внешней, так и с внутренней циркуляцией. Изобретение позволяет создать усовершенствованные способ и устройство 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 14 для обработки твердых частиц в ходе внутренней циркуляции в камере реактора. Настоящее изобретение в особенности предлагает усовершенствованный способ концентрации больших объемов частиц и извлечения тепла из этих частиц без необходимости их внешней циркуляции и без участия вызывающих проблемы крупных объектов. Настоящее изобретение, кроме того, позволяет создать теплообменникиспаритель с простой и надежной конструкцией. На фиг. 1 показан реактор 1с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий камеру 2, под которой расположена обычная воздушная камера 3 с решеткой 4 на дне камеры 2 для подачи сжиженного воздуха в камеру 2 реактора 1, обычный сепаратор частиц 5, обычное выходное отверстие 6 для газа и обычный возвратный канал 7 для рециркуляции твердых частиц в камеру 2 реактора 1. Камера для частиц 8, в соответствии с изобретением, расположена на дне (в нижней части) 9 камеры 2 реактора 1. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, камера для частиц 8 соединена с входным отверстием 10 для частиц, рециркулирующих через возвратный канал 7. При таком способе относительно мелкозернистое вещество, выпущенное из реактора 1, увлеченное газообразными продуктами горения, поступает в камеру для частиц 8. Может быть несколько входных отверстий 10 для рециркулирующих частиц и камера для частиц 8 может быть соединена с каждым из входных отверстий 10 или только с одним или несколькими отверстиями. Входное(ые) отверстие(я) 10 позволяют перетекать из камеры 2 в камеру для частиц 8. Внутреннее пространство камеры 2 ограничено боковой стенкой 11, нижняя часть которой образует боковую стенку камеры для частиц 8, и противоположной боковой стенкой 12. Дополнительно частицы перемещают вниз вдоль боковой стенки 11, после чего они попадают на верхнюю торцевую стенку 13, расположенную в верхней части камеры для частиц 8. Стенка 13 выполнена наклонной и с участком для сбора частиц с площадью горизонтальной проекции А. В участке для сбора частиц на верхней торцевой стенке 13 выполнены отверстия 14, имеющие диаметр меньше 30 мм. Отверстия 14 могут быть выполнены в виде пазов, имеющими ширину меньше 30 мм. Отверстия 14 имеют общую открытую площадь В, которая составляет менее половины собирающей пло 15 27070 щади А. Отверстия 14 пропускают тонкие твердые частицы (см. стрелки 15) сквозь верхнюю торцевую (пустотелую) стенку 13. Размер каждого из входных отверстий 10 выполнен так, чтобы предотвратить пропуск твердых частиц из псевдоожиженного слоя в камеру для частиц 8, размер которых больше, чем заданный. Поэтому, а также потому, что стенка 13 выполнена наклонной, большие объекты (см. стрелки 16) опускаются вниз вдоль внешней поверхности 17 камеры для частиц 8. Поверхность 17 является частью внутренней стенки в камере 2 реактора 1 и одновременно образует боковую стенку камеры для частиц 8. В нижней части поверхности 17 выполнены выпускные отверстия 18. Частицы, поступающие во входное отверстие 10 и отверстия 14, вновь попадают в нижнюю часть камеры 2 реактора 1 через выпускные отверстия 18 для рециркуляции твердых частиц из камеры для частиц 8 в камеру 2. Отверстия 18 для вновь поступающих в камеру 2 реактора 1 частиц могут составлять, при необходимости, газовую пробку. Отверстия могут, например, представлять собой узкие пазы, расположенные один -над другим, причем каждый паз формирует L-образный клапан. Поверхности для переноса тепла 19 расположены в камере для частиц 8. В качестве поверхностей для переноса тепла 19 могут, например', служить поверхности испарителя или пароперегревателя. При помощи извлечения тепла из частиц, циркулирующих внутри камеры 2 реактора 1, становится возможным получение существенного количества тепла даже при малых загрузках. На фиг. 2 показан увеличенный вид нижней части 9 другого варианта выполнения камеры реактора согласно изобретению. В соответствии с этим вариантом, камера для частиц 8 расположена примыкающей к боковой стенке 12, противоположной боковой стенке 11, имеющей входное отверстие 10 для рециркулирующих тонких твердых частиц. Камера для частиц 8 расположена на дне {в нижней части) 9 камеры реактора, имеющей наклонные огнеупорные стенки 20. Часть 21 огнеупорной стенки 20, примыкающая к боковой стенке 12, образует также боковую сіенку камеры 8 для рециркулирующих тонких твердых частиц. Верхняя торцевая стенка 13 и боковая стенка 17 камеры 8 предпочтительно также имеет огнеупорное покрытие. Верхняя торцевая стенка 13 и боковая стенка 17 образуют перегородку между донным пространст 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 16 вом 9 камеры 2 реактора 1 и пространством камеры для частиц 8. В реакторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем плотный поток частиц движется по направлению вниз вдоль боковых стенок 20 и существенная часть частиц может проходить через камеру для частиц 8. Поверхности для переноса тепла 19 преимущественно расположены в камере для частиц 8. Переносом тепла можно управлять, регулируя поток сжиженного воздуха и з . воздушной камеры 22, являющейся частью воздушной камеры 3. Возвращение частиц в камеру 2 реактора 1 через выпускные отверстия 18 также можно контролировать регулированием потока сжиженного воздуха вблизи отверстий 18. В этом варианте реализуется повторный ввод циркулирующего снаружи твердого слоя вещества через входное отверстие 10 в камеру для частиц 8. На фиг. 3 показан другой вариант осуществления изобретения. В этом варианте осуществления изобретения камера для частиц 8 находится на дне камеры 2 реактора 1 и сконструирована как часть наклонной огнеупорной стенки 21 дна (нижней части) камеры 9 реактора 1. В верхней части стенки 21 в выемках в огнеупорном покрытии выполнены входные отверстия 14, имеющие предопределенный диаметр (менее 30 мм) или предопределенную ширину (менее 30 мм), причем верхняя часть посредством этого образует пустотелую стенку 13. Выпускные отверстия 18 находятся в нижней части огнеупорной боковой стенки 20 для возвращения частиц в камеру 2 реактора 1. Твердые частицы попадают в камеру для частиц 8 через отверстия 14 и внось поступают в камеру 2 реактора 1 через отверстия 18. Некоторые частицы при необходимости могут выпускаться из камеры 8 через выходное отверстие 23. В этом варианте также реализуется повторный ввод циркулирующего снаружи твердого слоя вещества через входное отверстие 10 в камеру для частиц 8. На фиг. 4 показан вид в перспективе еще одного варианта осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления изобретения входные отверстия 14 и выходные отверстия 18 на55 ходятся в противоположных частях камеры для частиц 8 для обеспечения хорошего смешивания там вещества. Выходные отверстия 18 пропускают твердые частицы из камеры для частиц 8 в камеру 2 реактора 1. Уровень частиц в камере для 17 27070 частиц 8 зависит от расположения выходных отверстий 18 в стенке 17. На фиг. 5 и 6 показаны увеличенные виды пустотелых стенок 13 реактора, соответствующего фигуре 4. Отверстия 24 в пустотелой стенке на фиг. 5 и пазы 25 на фиг. 6 сделаны в выемках 26 огнеупорного покрытия 27, покрывающего боковые стенки 17 и крышу 13 каи*эры для частиц 8. Стенки камеры для частиц 8 могут быть сделаны из панелей труб, например водопроводных или испарительных, соединенных между собой ребрами, причем отверстия 24 в верхней торцевой стенке 13 образованы изгибом двух соседних труб в разные стороны с формированием пазов. Выемки 26 в варианте, показанном на фиг. 5 и 6, выполнены так, что ребра между трубами оставлены свободными. Отверстия 24 или пазы 25 расположены в ребрах. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 6, пустотелая стенка 13 имеет наклонные, образующие гребни поверхности 28 между выемками 26 без заметных горизонтальных плоскостей. Таким образом, все частицы, движущиеся вниз на пустотелую стенку 13, направляются в пазы 25 на дне выемок 26. Частицы собираются с площади сечения, значительно большей, чем общая площадь пазов 25. Частицы собираются с площади сечения, по меньшей мере, в два раза большей, чем общая площадь пазов. Гребни 28 позволяют собирать и классифицировать частицы с большой площади без необходимости увеличения размеров и количества пазов 25. В других вариантах осуществления изобретения части верхней стенки 13 камеры для частиц 8 могут также образовывать направляющие стенки, направляющие частицы к отверстиям или пазам. На фиг. 7 показан вид с частичным . разрезом гребнеобразных элементов 28 пустотелой стенки 13, показанной на фиг. 6, Гребнеобразные элементы 28 выполнены в виде V-образных секций из трубчатых плит 29, 30 с огнеупорным покрытием 31. Трубчатая плита выполнена из труб 32, соединенных ребрами 33. Секции из трубчатых плит расположены параллельно одна другой, при этом между каждыми двумя соседними секциями 29, 30 оставлен паз 25. Площадь верхней собирающей стенки 13 камеры для частиц 8 в каждом варианте осуществления изобретения имеет площадь горизонтальной проекции А. Входные отверстия (14.24,25) с другой сторо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 18 ны имеют общую площадь Б, которая составляет менее половины площади А. Способ реализуется следующим образом. В реакторе 1 с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имеющем камеру реактора 2, обычную воздушную камеру 3 с решеткой 4 для подачи сжиженного воздуха в камеру реактора 1, обычный сепаратор частиц 5, обычное выходное отверстие 6 для газа и обычный возвратный канал 7 для рециркуляции твердых частиц в камеру 2 реактора 1, размещают твердые частицы для прохождения из псевдоожиженного слоя из твердых частиц в камере 2 реактора 1 в камеру для частиц 8, проводят обработку твердых частиц в камере для частиц 8 и рециркуляцию твердых частиц из камеры для частиц 8 в псевдоожиженный слой в камере 2 реактора 1. Для осуществления циркуляции твердых частиц инициируют движение потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения А, в направлении участка для сбора частиц в верхней торцевой стенке 13 камеры для частиц 14. Затем собирают частицы из потока частиц, имеющего площадь горизонтального сечения А, для получения потока, имеющего значительно меньшую площадь сечения, чем А, и направляют поток собранных частиц с частицами, движущимися вниз, в камеру для частиц 8 через входные отверстия 14 в верхней торцевой стенке 13. Причем входные отверстия выполняют с общей открытой площадью В, которая значительно меньше, чем площадь сечения А. В предпочтительном варианте изобретения площадь сечения А более чем в два раза превышает общую открытую площадь В входных отверстий. Через входные отверстия 14 в камеру для частиц 8 из псевдоожиженного слоя пропускают частицы, размер которых менее 30 мм. Из совокупности твердых частиц, собранных в камере для частиц 8 при помощи поверхностей для переноса тепла 19, например пароперегревателя, извлекают тепло, переносом которого управляют, регулируя поток сжиженного воздуха, подаваемый из воздушной камеры 22. Через выпускные отверстия 18 проводят возврат (рециркуляцию) частиц из камеры для частиц 8 в камеру 2 реактора 1. Контроль рециркуляции частиц также осуществляют регулированием потока сжиженного воздуха, подаваемого из камеры 22, вблизи отверстий 18. В одном из вариантов настоящего изобретения циркулирующие снаружи ка 19. 27070 меры для частиц 8 частицы твердого вещества повторно вводят через входное отверстие 10 в камеру для частиц 8. Рециркуляцию твердых частиц из камеры для частиц 8 в камеру 2 реактора 1 осуществляют путем переливания через отверстия 18 в стенке камеры для частиц 8 либо путем прохождения через газовую пробку в стенке камеры для частиц 8 и регулирования газовой пробки потоком псевдоожижающего газа. В одном из вариантов осуществления изобретения для обеспечения необходимого времени нахождения частиц в камере для частиц 8 и хорошего смешивания в ней частиц перед рециркуляцией твердых частиц а камеру 2 реактора 1 рециркуляцию твердых частиц в камеру реактора осуществляют путем помещения частиц в камеру для частиц 8 со стороны одного ее конца и рециркуляции частиц из противоположного ее конца в камеру 2 реактора 1. Для реализации способа циркуляции твердого вещества, в другом из вариан 5 10 15 20 25 20 тов, осуществляют циркуляцию частиц внутри реактора 1 с псевдоожиженным циркулирующим слоем и повторно помещают циркулирующие частицы через камеру для частиц 8 в камеру 2 реактора 1. Таким образом, видно, что в, соответствии с изобретением, созданы устройство и способ, обеспечивающие увеличенные возможности по сбору и классификации частиц, циркулирующих внутри реактора с псевдоожиженным слоем. Использование предлагаемых способа и устройства для циркуляции твердого вещества частиц в реакторе с псевдоожиженным слоем позволяет, по сравнению с существующими, существенно повысить концентрацию больших объемов частиц и извлечение тепла из этих частиц, исключив при этом необходимость их внешней циркуляции и участие вызывающих проблемы крупных объектов. Изобретение, кроме того, позволяет с помощью теплообменника-пароперегревателя с простой и надежной конструкцией повысить отбор тепла при эксплуатации реактора. 27070 11 Фиг. 2 27070 11 12 23 Фиг. 3 11 12 Фиг. 4 27070 Фиг. 5 28 13 Фиг. 6 8 27070 31 ФИГ. 7 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор А.Маковська Замовлення 550 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул Гагаріна, 101