Термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем (варианты)

Термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем (варианты)

Реферат

 

Термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем предназначено для сжигания или газификации горючего вещества, содержащего негорючие компоненты. Термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем имеет пластину слабого рассеивания, пластину сильного рассеивания и вспомогательную пластину рассеивания, каждая из которых содержит большое число отверстий для поступления псевдоожижающего газа, и имеет выход для отвода негорючих компонентов, расположенный между вспомогательной пластиной рассеивания и пластиной сильного рассеивания. Часть псевдоожижающего газа подают из отверстия вывода негорючих компонентов или отверстие вывода негорючих компонентов делают открытым в горизонтальном направлении. Таким образом у дна печи в псевдоожиженном слое образуют непрерывный циркулирующий поток. Каждая из пластин слабого и вспомогательного рассеивания имеет наклоненную вниз поверхность, идущую к отверстию вывода негорючих компонентов. Пластина сильного рассеивания имеет наклоненную вверх поверхность, которая постепенно повышается с удалением от места вывода негорючих компонентов. Технический результат: устранение отложений негорючих компонентов в печи, непрерывное выведение негорючих компонентов, повышение эффективности процессов сжигания и газификации. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 11 ил.

Настоящее изобретение касается термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, пригодного, например, для использования в качестве устройства сжигания в псевдоожиженном слое, устройства газификации в псевдоожиженном слое или системы карбонизации в псевдоожиженном слое, в которых твердое горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, например промышленные отходы, городские отходы или уголь, сжигают или газифицируют в печи с псевдоожиженным слоем. В частности, настоящее изобретение касается термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, позволяющего равномерно выводить негорючие компоненты из печи с псевдоожиженным слоем без их отложения на какой-то части печи, равномерно и эффективно сжигая или газифицируя упомянутое выше горючее вещество и стабильно извлекая продукт, такой как тепловая энергия или горючий газ.

С развитием экономики неизменно нарастает количество твердого горючего вещества, содержащего негорючие компоненты, например промышленных отходов или городских отходов. Такое горючее вещество содержит большое, хотя и изменчивое по качеству, форме и т.д., количество энергии и содержит вместе с тем большое количество негорючего вещества неправильной формы. По этой причине затруднительно стабильно сжигать такие горючие вещества для эффективной утилизации энергии или для их газификации с целью получения горючего газа.

В документе JP-A-4-214110 (публикация (KOKAI) N4-214110 не подвергнутой экспертизе японской патентной заявки) описано устройство сжигания в псевдоожиженном слое отходов, в котором отходы, содержащие негорючее вещество, сжигают в печи с псевдоожиженным слоем и при сжигании из печи равномерно выводят негорючее вещество, чем достигают стабильного горения. В устройстве сжигания, показанном на фиг. 1 указанной публикации, отверстие 50 для выгрузки негорючего вещества образовано между пластиной 40 рассеивания воздуха и стенкой печи, и верхняя поверхность 44 пластины рассеивания воздуха наклонена таким образом, что боковая сторона верхней поверхности 44, которая находится ближе к отверстию 50 разгрузки негорючего вещества, оказывается расположенной на более низком уровне и повышенное количество воздуха поступает к пониженной стороне пластины 40 рассеивания воздуха в сравнении с повышенной стороной пластины 40. Однако на пониженной стороне пластины 40 рассеивания воздуха происходит при этом энергичное псевдоожижение псевдоожиженного слоя большим количеством подаваемого воздуха. Следовательно, псевдоожиженный слой проявляет свойства, близкие к свойствам жидкостей. Соответственно этому в псевдоожиженном слое вещества с более высоким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, оседают, тогда как вещества с более низким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, в нем всплывают. То есть происходит так называемое гравитационное разделение. По этой причине негорючие компоненты большого удельного веса оседают и, как следствие, нежелательно отлагаются на дне печи до достижения ими отверстия 50 выгрузки негорючего вещества. Более того, поскольку отверстие 50 выгрузки негорючего вещества, которое не снабжают псевдоожижающим газом, является открытым в плоскости поверхности дна печи, часть псевдоожиженного слоя, которая лежит над отверстием 50 выгрузки негорючего вещества, оказывается нестабилизированной.

Устройство термической обработки, показанное на фиг. 11 в публикации JP-A-4-214110, имеет пластины 90a и 90b рассеивания воздуха с наклоненными вниз поверхностями, идущими от центра печи соответственно к двум отверстиям 95a и 95b выгрузки негорючего вещества, и пластины 95c и 95d рассеивания воздуха с наклоненными вниз поверхностями, идущими от стенок боковой поверхности соответственно к отверстиям 95a и 95b выгрузки негорючего вещества. Повышенное количество воздуха поступает из пластин рассеивания воздуха, расположенных близко к отверстиям выгрузки негорючего вещества, чем из других участков через воздушные камеры 93c и 93e. Псевдоожиженный слой, который энергично псевдоожижается большим количеством воздуха, проявляет свойства, близкие к свойствам жидкостей. Таким образом, в псевдоожиженном слое происходит так называемое гравитационное разделение. То есть вещества с более высоким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, оседают, тогда как вещества с более низким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, в нем всплывают.

В результате оседания негорючих компонентов, имеющих большой удельный вес, негорючие компоненты отлагаются на дне печи до достижения отверстий 95a и 95b выгрузки негорючего вещества. Этим затрудняется равномерная выгрузка негорючего вещества. Кроме того, происходит постепенное ухудшение подвижности, и наступает в конечном итоге момент, когда устройство уже не может работать. Между тем отверстия выгрузки негорючего вещества, в которые вдувается псевдоожижающий газ, являются открытыми в плоскости поверхности дна печи. По этой причине неподвижный слой, который не оказывается псевдоожиженным, образуется вблизи и над каждым отверстием выгрузки негорючего вещества. Неподвижный слой нарушает образование плавно циркулирующего потока в псевдоожиженном слое. Это мешает рассеиванию и перемешиванию топлива в псевдоожиженном слое, а также выгрузке негорючих компонентов.

В документе JP-A-4-214110 (публикация N 5-19044 подвергнутой экспертизе японской патентной заявки) описана печь с псевдоожиженным слоем для сжигания отходов, содержащих негорючее вещество, такое как металлическая стружка, почва и камень. Под печи с псевдоожиженным слоем в этой публикации имеет наклоненную вниз поверхность, идущую к отверстию 5 выгрузки негорючего вещества, расположенному в центре пода, и псевдоожижающий воздух подают таким образом, чтобы количество псевдоожижающего воздуха, приходящееся на единицу площади пода, было большим вблизи отверстия выгрузки негорючего вещества и ступенчато падало в направлении к боковой стенке печи. Соответственно этому в псевдоожиженном слое действует циркулирующий поток, который идет вверх до отверстия 5 выгрузки негорючего вещества, находящегося в центре пода, и который идет вниз вблизи боковой стенки печи. Между тем отходы подают в область, расположенную непосредственно над отверстием 5 разгрузки негорючего вещества. Следовательно, подаваемые отходы поддуваются восходящим потоком и сгорают в верхней части псевдоожиженного слоя или они рассеиваются к выступающей бортовине и там сгорают. Таким образом, нежелательно падает эффективность горения в псевдоожиженном слое.

В случае, когда отходы вводят со стороны боковой стенки печи, чтобы устранить отмеченные выше проблемы, отходы благоприятно рассеиваются и перемешиваются в псевдоожиженном слое нисходящим потоком, и эффективность сжигания в слое улучшается. Однако поскольку большое количество воздуха подают в место, расположенное до отверстия 5 выгрузки негорючего вещества, псевдоожиженный слой, который энергично псевдоожижается большим количеством воздуха, проявляет свойства, близкие к свойствам жидкостей, как и в случае документа JP-A-4-214110. При такой ситуации вещества с более высоким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, оседают, тогда как вещества с более низким удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, всплывают. То есть происходит так называемое гравитационное разделение. По этой причине негорючие компоненты высокого удельного веса оседают и, как следствие, отлагаются на дне печи до достижения отверстия выгрузки негорючего вещества. Сказанное затрудняет равномерную выгрузку негорючих компонентов. Эти затруднения, касающиеся выгрузки негорючих компонентов, возникают также в устройстве газификации в псевдоожиженном слое, имеющем схожий псевдоожиженный слой.

Наиболее близким аналогом изобретения является термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем по EP 0047159 A1, кл. F 23 C 11/02, 10.03.1982.

Известное термическое реакционное устройство для сжигания в псевдоожиженном слое горючих веществ, содержащих негорючие компоненты, включает печь с псевдоожиженным слоем, пластину слабого рассеивания и пластину сильного рассеивания, каждая из которых выполнена с большим числом отверстий для подачи псевдоожижающего газа, расположенных в донной части печи, отверстие для вывода негорючих компонентов, выполненное между пластиной слабого рассеивания и пластиной сильного рассеивания, пластину для подачи части псевдоожижающего газа через отверстие для вывода негорючих компонентов таким образом, чтобы обеспечить отвод крупных частиц, отверстие для подачи горючего вещества в область над пластиной слабого рассеивания, причем пластина слабого рассеивания обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что устанавливается сравнительно низкая псевдоожижающая скорость у текучей среды и образуется нисходящий поток текучей среды, и имеет поверхность, наклоненную вниз в направлении к месту вывода негорючих компонентов, а пластина сильного рассеивания обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что устанавливается сравнительно высокая скорость псевдоожижения у текучей среды и образуется восходящий поток текучей среды.

Общая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить описанные выше трудности, свойственные известным способам, и разработать термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем, в котором сжигают твердое горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, например промышленные отходы, городские отходы или уголь, в печи с псевдоожиженным слоем и в котором из печи с псевдоожиженным слоем могут равномерно удаляться негорючие компоненты с высоким удельным весом, чем исключается возможность отложения негорючих компонентов в какой-то части печи и стабилизируется псевдоожижение в печи, которое тем самым дает горючему веществу возможность равномерно сгорать или газифицироваться.

Поддерживаемые подвижным слоем (в котором текучая среда находится в переходном состоянии между неподвижным слоем и псевдоожиженным слоем) негорючие компоненты большого удельного веса, например железо, не могут оседать, но могут перемещаться в горизонтальном направлении. В псевдоожиженном слое, в котором, однако, происходит энергичное псевдоожижение, такие негорючие компоненты быстро оседают и отделяются, в результате чего затрудняются их продвижение и выгрузка. Учитывая сказанное, целью настоящего изобретения является, в частности, разработка термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, в котором горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, которое введено в печь, перемещается непосредственно к месту отвода негорючих компонентов подвижным слоем и текучая среда энергично псевдоожижается вблизи места отвода негорючих компонентов, в результате чего происходит быстрое сгорание или газификация горючих компонентов, а также обеспечивается возможность горючим компонентам большого удельного веса отделяться от горючих компонентов посредством оседания и выгружаться через отверстие вывода негорючих компонентов.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, в котором поступление псевдоожижающего газа не прерывается отводом негорючих компонентов, и основной псевдоожиженный слой и основной циркулирующий поток текучей среды, которые образуются в печи, подвергаются стабилизации, чем обеспечивается возможность благоприятного сжигания или газификации горючего вещества.

И еще одной целью настоящего изобретения является разработка термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, в котором, пока горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, которое поступает в печь, продвигается в нисходящем потоке и в горизонтальном потоке текучей среды, под воздействием пневматического отмучивания происходит образование верхнего псевдоожиженного слоя небольшого удельного веса и высокой концентрации горючих компонентов и нижнего псевдоожиженного слоя высокой относительной плотности и высокой концентрации негорючих компонентов, и верхний слой с высокой концентрацией горючих компонентов перемешивается в восходящем потоке, проходя над местом выгрузки негорючих компонентов, и затем подвергается дальнейшей циркуляции, тогда как негорючие компоненты и текучая среда, находящиеся в нижнем псевдоожиженном слое большого удельного веса и высокой концентрации негорючих компонентов, преимущественно удаляются из печи через место отвода негорючих компонентов.

Дальнейшей целью настоящего изобретения является разработка термического реакционного устройства с псевдоожиженным слоем, которое в состоянии эффективно выводить из печи негорючие компоненты и стабильно извлекать тепловую энергию устройством регенерации тепла, размещенным в субпсевдоожиженном слое, который образуется отдельно от основного псевдоожиженного слоя. Другие цели настоящего изобретения станут очевидными из чертежей, описания вариантов его осуществления и приложенной формулы изобретения.

Средство для достижения целей изобретения.

Настоящее изобретение предлагает термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем, в котором горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, сжигают или газифицируют в печи с псевдоожиженным слоем. В предлагаемом устройстве в донной части печи для образования основного псевдоожиженного слоя устанавливают пластину слабого рассеивания и пластину сильного рассеивания, каждая из которых имеет большое число отверстий для подвода псевдоожижающего газа, и удлиненный или кольцевой выход для отвода негорючих компонентов размещают между пластинами слабого и сильного рассеивания. Отверстие для подвода горючего вещества в печь с псевдоожиженным слоем располагают так, чтобы горючее вещество могло падать в область над пластиной слабого рассеивания. Пластина слабого рассеивания обладает способностью подавать псевдоожижающий газ так, что оказывается сравнительно небольшой псевдоожижающая скорость текучей среды и образуется нисходящий поток текучей среды, и она имеет наклоненную вниз поверхность, идущую к месту вывода негорючих компонентов.

Пластина сильного рассеивания обладает способностью подавать псевдоожижающий газ так, что сообщается сравнительно высокая псевдоожижающая скорость текучей среде и образуется восходящий поток текучей среды. Текучая среда образует основной циркулирующий поток, который попеременно движется в исходящем и восходящем направлениях. Часть псевдоожижающего газа поступает из отверстия выгрузки негорючих компонентов через дополнительную пластину рассеивания, имеющую большое число отверстий подвода псевдоожижающего газа, чтобы происходило псевдоожижение текучей среды вблизи места вывода негорючих компонентов, в результате чего псевдоожиженная среда оказывается соединенной с основным псевдоожиженным слоем, чем достигается стабилизация основного циркулирующего потока. Предлагаемое техническое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем предназначено для сжигания или газификации горючего вещества при использовании в качестве псевдоожижающего газа воздуха, кислорода, отходящего газа или смеси этих газов и регулировании доли окисляющего газа, например воздуха или кислорода, подаваемого вместе с горючим веществом.

Горючее вещество, поступающее из отверстия подвода горючего вещества, движется вниз ко дну печи вместе с нисходящим потоком текучей среды и затем движется в горизонтальном направлении вдоль наклоненной вниз поверхности пластины слабого рассеивания. При горизонтальном движении вдоль наклоненной вниз поверхности горючее вещество подвергается пневматическому отмучиванию подаваемым снизу восходящим псевдоожижающим газом, что сопровождается образованием верхнего псевдоожиженного слоя низкого удельного веса и высокой концентрации горючих компонентов и нижнего псевдоожиженного слоя высокого удельного веса и высокой концентрации негорючих компонентов вблизи места отвода негорючих компонентов. Верхний псевдоожиженный слой с высокой концентрацией горючих компонентов перемешивается в восходящем потоке текучей среды, проходящей над отверстием вывода негорючих компонентов, и затем продолжает циркулировать, сгорая. Текучая среда и негорючие компоненты, находящиеся в нижнем псевдоожиженном слое, преимущественно извлекаются из отверстия отвода негорючих компонентов.

Целесообразно, чтобы вспомогательная пластина рассеивания, имеющая большое число отверстий подачи псевдоожижающего газа, располагалась между пластиной слабого рассеивания и местом отвода негорючих компонентов. Вспомогательная пластина рассеивания способна так подавать псевдоожижающий газ, что относительно высокая псевдоожижающая скорость сообщается текучей среде, и она имеет наклонную вниз поверхность с более крутым наклоном, чем у пластины слабого рассеивания, в области между нижним краем пластины слабого рассеивания и местом отвода негорючих компонентов, так что наклонная вниз поверхность проходит к месту отвода негорючих компонентов. Кроме того, над пластиной сильного рассеивания располагается наклонная стенка, необходимая для возврата псевдоожижающего газа и текучей среды, поднимающихся над пластиной сильного рассеивания, обратно в область, расположенную над пластиной слабого рассеивания, т.е. в центральную часть печи. Выступающая бортовина находится выше наклонной стенки. Пластина сильного рассеивания имеет наклонную вверх поверхность, которая постепенно поднимается с удалением от места вывода негорючих компонентов, и она располагается так, что псевдоожижающая скорость постепенно возрастает с удалением от места вывода негорючих компонентов.

Кроме того, между наклонной стенкой и боковой стенкой печи образуется камера регенерации тепла. Камера регенерации тепла сообщается с центральной частью печи на верхнем и нижнем концах наклонной стенки. Устройство регенерации тепла располагают в камере регенерации тепла. Третью пластину рассеивания располагают между пластиной сильного рассеивания и боковой стенкой печи так, чтобы третья рассеивающая пластина находилась в соприкосновении с внешним краем пластины сильного рассеивания. Третья рассеивающая пластина обладает способностью подавать псевдоожижающй газ таким образом, что сравнительно низкая псевдоожижающая скорость сообщается текучей среде в камере регенерации тепла, и она имеет наклонную вверх поверхность с таким же наклоном, что и у пластины сильного рассеивания. Плоская конфигурация дна печи может быть прямоугольной или круглой. Прямоугольное дно печи образуют размещением прямоугольной пластины слабого рассеивания, параллельным расположению отверстия отвода негорючих компонентов и пластины сильного рассеивания, или расположением прямоугольных отверстий выгрузки негорючих компонентов и прямоугольных пластин сильного рассеивания симметрично относительно края прямоугольной пластины слабого рассеивания с угловым сечением. Круглое дно печи образуют установлением конической пластины слабого рассеивания, которая является высокой в центре и низкой по периферийному краю, причем месту вывода негорючих компонентов придают конфигурацию, образованную из множества частично кольцевых участков, расположенных концентрически относительно пластины слабого рассеивания, и использованием кольцевой пластины сильного рассеивания.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения термическое реакционное устройство с псевдоожиженным слоем, в котором сжигают или газифицируют в псевдоожиженном слое печи горючее вещество, содержащее негорючие компоненты, имеет в донной части печи пластину слабого рассеивания, вспомогательную пластину рассеивания и пластину сильного рассеивания, каждая из которых содержит большое число отверстий подачи псевдоожижающего газа, и место отвода негорючих компонентов располагается между вспомогательной пластиной рассеивания и пластиной сильного рассеивания. Отверстие ввода горючего вещества располагается над пластиной слабого рассеяния, чтобы обеспечивалось сбрасывание горючего вещества в область, находящуюся над пластиной слабого рассеивания. Пластина слабого рассеивания обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что текучей среде сообщается сравнительно низкая псевдоожижающая скорость, и она имеет наклонную вниз поверхность, идущую в направлении к месту вывода негорючих компонентов.

Вспомогательная пластина рассеивания обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что текучей среде сообщается сравнительно высокая псевдоожижающая скорость и она имеет наклонную вниз поверхность с более крутым наклоном, чем у пластины слабого рассеивания, в области между нижним краем пластины слабого рассеивания и местом отвода негорючих компонентов, так что наклонная вниз поверхность идет к месту отвода негорючих компонентов. Пластина сильного рассеивания обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что он сообщает текучей среде сравнительно высокую псевдоожижающую скорость и образует восходящий поток текучей среды. Нижний край наклонной вниз поверхности вспомогательной пластины рассеивания накрывает в горизонтальном направлении край соседней пластины сильного рассеивания, и эти края отступают друг от друга в вертикальном направлении. Выход для отвода негорючих компонентов является открытым в вертикальном зазоре между этими двумя краями. То есть выход является горизонтально открытым.

Целесообразно, чтобы над пластиной сильного рассеивания располагалась наклонная стенка, обеспечивающая возврат псевдожиженного газа и текучей среды, восходящих от пластины сильного рассеивания, в область над пластиной слабого рассеивания, т. е. в центральную часть печи. Выступающая бортовина располагается над наклонной стенкой. Пластина сильного рассеивания имеет наклоненную вверх поверхность, которая постепенно поднимается с удалением от места вывода негорючих компонентов, и она расположена таким образом, что происходит постепенное повышение псевдоожижающей скорости с удалением от места вывода негорючих компонентов. В области между наклонной стенкой и боковой стенкой печи образована камера регенерации тепла. Камера регенерации тепла сообщается с центральной частью печи на верхнем и нижнем концах наклонной стенки. Устройство регенерации тепла располагают в камере регенерации тепла. Третью рассеивающую пластину располагают между пластиной сильного рассеивания и боковой стенкой печи таким образом, что третья рассеивающая пластина оказывается соприкасающейся с внешним краем пластины сильного рассеивания. Третья рассеивающая пластина обладает способностью так подавать псевдоожижающий газ, что в камере регенерации тепла текучей среде сообщается сравнительно низкая псевдоожиженная скорость, и она имеет наклонную вверх поверхность примерно с таким же наклоном, что и у пластины сильного рассеивания.

Плоская конфигурация дна печи может быть прямоугольной или круглой. Прямоугольное дно печи образуют параллельным расположением прямоугольной пластины слабого рассеивания и пластины сильного рассеивания или расположением прямоугольных пластин слабого рассеивания и прямоугольных пластин сильного рассеивания симметрично относительно края прямоугольной пластины слабого рассеивания с угловым сечением. Круглое дно печи образуют использованием конической пластины слабого рассеивания, перевернутой конусообразной пластины сильного рассеивания, установленной концентрически по отношению к пластине слабого рассеивания, и использованием отверстия для отвода негорючих компонентов в виде вертикального зазора между внешним периферийным краем пластины слабого рассеивания и внутренним периферийным краем пластины сильного рассеивания.

В предложенном термическом реакционном устройстве с псевдоожиженным слоем псевдоожижающий газ, подаваемый через пластину слабого рассеивания, сообщает текучей среде сравнительно низкую псевдоожижающую скорость, чтобы образовывался нисходящий поток текучей среды, и псевдоожижающий газ, подаваемый через пластину сильного рассеивания, сообщает текучей среде сравнительно высокую псевдоожижающую скорость, чтобы образовывался восходящий поток текучей среды. Таким образом, получают основной псевдоожиженный слой с восходящим и нисходящим потоками. После продвижения вниз в виде нисходящего потока текучую среду направляют по наклонной вниз поверхности пластины слабого рассеивания и превращают в восходящий поток вблизи пластины сильного рассеивания. Текучая среда, достигнув верха псевдоожиженного слоя, сносится к центральной части печи и затем снова делается нисходящей, тем самым образуя циркулирующий поток, который циркулирует в основном псевдоожиженном слое.

Подавая псевдоожижающий газ через дополнительную рассеивающую пластину, которая размещена в отверстии вывода негорючих компонентов, так, что сообщалась сравнительно высокая псевдоожижающая скорость, энергично псевдоожижают текучую среду вблизи и выше отверстия вывода негорючих компонентов. Следовательно, псевдоожижающая среда выше места расположения отверстия для вывода негорючих компонентов также образует псевдоожиженный слой, а не неподвижный слой. Таким образом, зона псевдоожижения простирается от места расположения пластины слабого рассеивания до места расположения пластины сильного рассеивания, и основной циркулирующий поток, который нисходит в зоне слабого псевдоожижения и восходит в зоне сильного псевдоожижения, делается стабильным без появления разрывов. Наклонная стенка выше пластины сильного рассеивания отражает псевдоожижающий газ и текучую среду, поднимающиеся вверх от пластины сильного рассеивания, к центральной части печи, способствуя образованию основного циркулирующего потока.

Горючее вещество сбрасывают в область, находящуюся выше пластины слабого рассеивания, из отверстия ввода горючего вещества. Область выше пластины слабого рассеивания сделана областью мягкого псевдоожижения и находится в состоянии подвижного слоя, который характеризуется промежуточным состоянием между состояниями неподвижного слоя и псевдоожиженного слоя. В подвижном слое горючее вещество и негорючие компоненты являются взвешенными в текучей среде. Следовательно, горючее вещество и негорючие компоненты вместе уносятся вниз циркулирующим потоком псевдоожиженного слоя и затем движутся горизонтально в зону псевдоожижения над пластиной сильного рассеивания, где является высокой псевдоожижающая скорость. Однако горючее вещество и негорючие компоненты находятся в состоянии мягкого псевдоожижения, хотя они и являются взвешенными в текучей среде. Следовательно, пока горючее вещество и негорючие компоненты движутся горизонтально, медленно происходит так называемое гравитационное разделение. То есть вещества с удельным весом более высоким, чем у подвижного слоя, постепенно оседают, тогда как вещества с более низким удельным весом, чем у подвижного слоя, всплывают. В результате этого горючее вещество небольшого удельного веса перемещается вверх, тогда как негорючие компоненты большого удельного веса движутся вниз, и, таким образом, образуются верхний псевдоожиженный слой с высокой концентрацией горючих компонентов и нижний псевдоожиженный слой с высокой концентрацией негорючих компонентов.

Верхний псевдоожиженный слой с небольшим удельным весом и высокой концентрацией горючих компонентов перемешивается в восходящем потоке текучей среды, проходя над местом отвода негорючих компонентов, и в случае устройства сжигания верхний псевдоожиженный слой удовлетворительно сгорает в восходящем потоке окислительной атмосферы, имеющем высокую псевдоожижающую скорость. Поскольку верхний псевдоожиженный слой обладает сравнительно небольшим содержанием негорючего вещества, благоприятно сгорает в восходящем потоке. В случае устройства газификации горючее вещество частично сгорает и эффективно термически разлагается в верхнем псевдоожиженном слое. Таким образом, происходит исключительно хорошая газификация.

Нижний псевдоожиженный слой с высоким удельным весом и высокой концентрацией негорючих компонентов направляется к наклонной вниз поверхности пластины слабого рассеивания, чтобы попасть в место отвода негорючих компонентов, которое располагается между пластиной слабого рассеивания и пластиной сильного рассеивания. Таким образом, текучая среда и негорючие компоненты отбираются из отверстия вывода негорючих компонентов. То есть поскольку текучая среда над пластиной слабого рассеивания находится в состоянии подвижного слоя, даже негорючие компоненты с крайне большим удельным весом, например железо, поддерживаются подвижным слоем и смещаются к окрестности места вывода негорючих компонентов. Согласно тому на дне печи не образуются какие-либо отложения негорючих компонентов. Между тем псевдоожижающий газ подают через пластину рассеивания, установленную в месте вывода негорючих компонентов, чтобы задать сравнительно высокую псевдоожижающую скорость, чем обеспечивается энергичное псевдоожижение текучей среды вблизи и над местом входа в отверстие вывода негорючих компонентов.

Следовательно, текучая среда вблизи и над местом входа в отверстие вывода негорючих компонентов находится в состоянии энергичного псевдоожижения, а не в состоянии ни неподвижного слоя, ни подвижного слоя. Следовательно, псевдоожиженный слой проявляет свойства, близкие к свойствам жидкостей. В соответствии с этим в псевдоожиженном слое легко происходит так называемое гравитационное разделение. То есть вещества с удельным весом выше, чем у псевдоожиженного слоя, оседают, тогда как вещества с меньшим удельным весом, чем у псевдоожиженного слоя, всплывают в псевдоожиженном слое. В соответствии с этим негорючие компоненты с высоким удельным весом быстро оседают в направлении к месту отвода негорючих компонентов: следовательно, выгрузка негорючих компонентов происходит исключительно легко и равномерно. Поскольку негорючие компоненты равномерно и эффективно удаляются из печи, они не мешают протеканию горения или газификации в печи. Поскольку горючие компоненты и негорючие компоненты разделяются путем пневматического отмучивания и выводятся почти лишь негорючие компоненты, потеря печью тепла является небольшой, и относительно легкой является также обработка выгруженных негорючих компонентов.

Целесообразно, чтобы вспомогательная пластина рассеивания с более крутым уклоном, чем у пластины слабого рассеивания, была использована для подвода псевдоожижающего газа со сравнительно высокой псевдоожижающей скоростью, что, тем самым, способствовало бы переходу подвижного слоя, смещаемого с пластины слабого рассеивания, в состояние псевдоожиженного слоя. Таким образом, процесс отделения негорючих компонентов пневматическим отмучиванием быстро прогрессирует, и, в частности, негорючие компоненты с высоким удельным весом, например железо, оседают на вспомогательную пластину рассеивания. Однако поскольку вспомогательная пластина рассеивания имеет крутой наклон, такие негорючие компоненты большого удельного веса без задержки направляются к отверстию вывода негорючих компонентов. Пластина сильного рассеивания устанавливается таким образом, чтобы происходило постепенное возрастание псевдоожижающей скорости с увеличением расстояния от места вывода негорючих компонентов. Таким образом, пластина сильного рассеивания способствует образованию основного циркулирующего потока, центрованного относительно центральной части печи.

Третья рассеивающая пластина сообщает сравнительно низкую псевдоожижающую скорость текучей среды в камере регенерации тепла, чтобы образовывался подвижный слой, который нисходит в камере регенерации тепла. Часть текучей среды в верхней части восходящего потока, который отражается к центральной части печи наклонной стенкой, входит в камеру регенерации тепла через верхний конец наклонной стенки и нисходит в виде подвижного слоя. Охладившись путем теплообмена с устройством регенерации тепла, текучая среда следует вдоль третьей рассеивающей пластины в область, находящуюся над пластиной сильного рассеивания, и затем перемешивается в восходящем потоке и нагревается за счет теплоты сгорания в восходящем потоке. Таким образом, субциркулирующий поток текучей среды образуется восходящим потоком в камере регенерации тепла и восходящим потоком в основной камере сгорания, и теплота сгорания в печи с псевдоожиженным слоем извлекается устройством регенерации тепла в камере регенерации тепла. Как показано на фиг. 10, полный коэффициент теплопередачи у устройства регенерации тепла сильно изменяется с изменением скорости псевдоожижения. Следовательно, количество извлеченного тепла можно легко регулировать изменением скорости пропускания псевдоожижающего газа через третью рассеивающую пластину.

При плоской конфигурации прямоугольной формы проектирование и изготовление печи с псевдоожиженным слоем могут оказаться сравнительно легкими. Однако, если у печи плоская конфигурация является круглой, то тогда появляется возможность повысить сопротивление нагнетанию у боковой стенки печи с псевдоожиженным слоем и появляется возможность предотвращать утечку пахучего и вредного газа, выделяемого сгораемыми отходами, путем понижения давления в печи или, наоборот, получать газ высокого давления, способный приводить в действие турбину, путем повышения давления в печи.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, если рассматривать пластины рассеивания, расположенные вокруг отверстия вывода негорючих компонентов, нижний край одной пластины рассеивания в плане существенно контактирует с нижним краем еще одной пластины рассеивания, и эти края отступают друг от друга в вертикальном направлении. Место вывода негорючих компонентов приходится на вертикальный зазор между этими двумя краями. Таким образом, область над местом отвода негорючих компонентов может быть подвергнута псевдоожижению без установления рассеивающей пластины на внутренней поверхности места вывода негорючих компонентов. В результате этого зона псевдоожижения распространяется от пластины слабого рассеивания до пластины сильного рассеивания, и циркулирующий поток, который нисходит в зоне слабого псевдоожижения и восходит в зоне сильного псевдоожижения, оказывается устойчивым без проявления тенденций к образованию разрывов.

Фиг. 1 представляет собой вид в вертикальном сечении, схематически изображающий существенную часть термического реакционного устройства с псевдоожиж