BRPI0710807A2

BRPI0710807A2 - reator de leito fluido

Info

Publication number: BRPI0710807A2
Application number: BRPI0710807-9A
Authority: BR
Inventors: Ravi Chandran
Original assignee: Thermochem Recovery Int Inc
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2011-08-16
Also published as: ZA200809103B; CN101479026B; ES2363613T3; JP5843806B2; JP5250546B2; WO2007127679A9; US20070245627A1; CA2650790C; EP2015864A4; ES2518494T3; JP2009534628A; CA2650790A1; EP2343116B1; EP2015864B1; RU2008146061A; JP2013224427A; AU2007244946A1; WO2007127679A2; DE602007013743D1; EP2015864A2

Abstract

REATOR DE LEITO FLUIDO. Um reator de leito fluido tem um vaso de reação com um compartimento configurado para processar um material reativo para formar um ou mais produtos. Fixado com o vaso de reação está pelo menos um módulo de transferência de calor que inclui um combustor de pulso e uma câmara acústica associada. O combustor de pulso tem pelo menos um tubo de escape traseiro que termina em sua câmara acústica associada. Gases de combustão que saem do(s) tubo(s) de escape traseiro passam da câmara acústica, através de uma parede separando a câmara acústica a partir do vaso de reator e para dentro dos tubos de transferência de calor que se projetam para dentro de um compartimento do vaso de reator. Entradas de carga de alimentação são configuradas para introduzir o material reativo em uma região que está verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de tubos de transferência de calor. Os tubos de transferência de calor têm uma construção anular de modo que os gases de combustão passam através de um tubo de blindagem interno em uma direção em afastamento à parede, viram, e retomam em uma direção rumo à parede onde eles são digeridos para uma tubulação coletora. Um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menos parcialmente ocupa o compartimento e se estende sobre uma primeira extensão vertical dentro do compartimento. Um segundo grupo de condutos de aquecimento parcialmente ocupa o compartimento e se estende sobre uma segunda extensão vertical dentro do compartimento. O primeiro grupo de condutos de aquecimento está verticalmente abaixo do segundo grupo de condutos de aquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeira distância de separação.

Description

"REATOR DE LEITO FLUIDO"A presente invenção refere-se a um reator de leito fluido paraprocessar um material reativo, que pode incutir materiais inorgânicos, etambém materiais carbonáceos, tais como licor negro e biomassa, paraprocessar e/ou reciclar materiais e extrair energia. Mais particularmente, eladiz respeito a um tal dispositivo tendo um ou mais combustores de pulsoarranged arranjados em grupos verticalmente espaçados. Os tubos deressonância dos combustores de pulso podem ser arranjados de modo a não seprojetarem para dentro do compartimento do vaso de reação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As figuras 1A e 1B mostram vistas superior e lateral,respectivamente, de um reator da arte anterior configurado como umreformador cilíndrico 100. O reformador cilíndrico 100 inclui umcompartimento cilíndrico 101 formando um vaso de reação. O reformador100 compreende um ou mais aquecedores de pulso 102A, 102B, cada dosquais compreende um combustor de pulso 104A, 104B conectado com umrespectivo tubo de ressonância 106A, 106B. Como visto na figura IA, osaquecedores de pulso 102A, 102B se estendem em uma direção através dodiâmetro do cilindro. Ar e produtos de combustível entram no combustor depulsos 104A, 104B e os produtos de combustão ou gás de combustão saemdos tubos de ressonância 106A, 106B.

Os aquecedores de pulso 102A, 102B são do tipo revelado naPatente US N.0 5.059.404, cujos conteúdos são incorporados por meio dareferência à extensão necessária para compreensão da presente invenção. Taisaquecedores de pulso são configurados para aquecer indiretamente fluidos esólidos introduzidos em um vaso de reação de reformador 101. Os tubos deressonância 106A, 106B associados com os aquecedores de pulso 102 A,102B servem como condutos de aquecimento para aquecer indiretamenteconteúdos do compartimento 101.Como visto nas figuras IA e 1B, uma segundo par deaquecedores de pulso 108A, 108B são dirigidos em ângulos retos para oprimeiro par de aquecedores de pulso 102A, 102B através do diâmetro docompartimento. Como visto na figura 1B, isto deixa quadrantes 136 estendendo-se verticalmente dentro do compartimento 101 em regiõesdefinidas por meio dos aquecedores de pulso que se cruzam.

Os aquecedores de pulso são imersos em um leito de fluidodenso 110, o qual se estende do fundo de compartimento 112 paraaproximadamente a linha de leito superior 114. O aquecedor de pulso maisinferior 102B é posicionado em uma altura de Hl metros acima dodistribuidor 122 para evitar pintura dos tubos de ressonância 104B com licor118. Em alguns sistemas da arte anterior, a altura Hl é de aproximadamente 2-3 metros.

Licor despendido 118 é injetado dentro do lado docompartimento 101 próximo ao fundo do leito de fluido denso 110.Geralmente falando, o licor despendido é introduzido no compartimentoatravés de uma pluralidade de entradas 103 que são circunferencialmentearranjadas em torno do compartimento cilíndrico 101. Não obstante na figuraIB sejam mostradas somente quatro de tais entradas 103, é entendido queoutros números de entradas circunferencialmente arranjadas podem serprovidos. Em outras formas de concretização da arte anterior, o licordespendido pode ser introduzido através do fundo do compartimento 101através de uma pluralidade de entradas mais ou menos uniformementedistribuídas através do fundo, talvez arranjadas em um arranjo ou outro padrão.

Vapor superaquecido 120, ou outro meio de fluidização, entraa partir do fundo do compartimento 101 e passa através de um distribuidor122. O distribuidor 122 ajuda a espalhar uniformemente o vapor que entra120, o qual então percola através do leito de fluido denso 110. Gás produto124 sai a partir de uma área de bordo livre 126 no topo do compartimento 101depois de passar através de um ou mais ciclones internos (não mostrados)usados para ajudar a desprender sólidos de leito que entraram.

As figuras 2A e 2B mostram uma configuração alternativa daarte anterior na forma de um reformador retangular 200. O reformadorretangular 200 tem um compartimento 201 com uma seção transversalretangular quando visto de cima (ver a figura 2B). Uma pluralidade deaquecedores de pulso 102 arranjados em uma ou mais fileiras passam atravésdeste compartimento 201. As fileiras são escalonadas uma em relação à outrapara melhorar a transferência de calor. Cada desses aquecedores de pulso 102compreende um conduto de aquecimento na forma de um tubo de ressonânciapara aquecer indiretamente os conteúdos do compartimento 201.

Um distribuidor 222 é provido no fundo do compartimento201, de forma muito similar como no reformador cilíndrico 100. Os aquecedores de pulso mais inferiores 202 são posicionados em uma altura H2acima do distribuidor 222. Em alguns sistemas da arte anterior, essa altura H2é novamente de aproximadamente 2 -3 metros. Além dito, exatamente comono caso com o reformador cilíndrico, licor despendido 218 é introduzido nolado do compartimento 201 próximo ao seu fundo. Geralmente falando, olicor despendido é introduzido no compartimento através de uma pluralidadede entradas 203 que são arranjadas ao longo das paredes em torno docompartimento retangular 201. Em outras formas de concretização da arteanterior, o licor despendido pode ser introduzido através do fundo docompartimento 201 através de uma pluralidade de entradas mais ou menosuniformemente distribuídas através do fundo, talvez arranjadas em um arranjoou outro padrão. No ínterim, gás produto 224 sai a partir de uma área debordo livre 226 no topo do compartimento 201. E entendido que a operaçãodo reformador retangular 200 é similar àquele do reformador cilíndrico 100descrito acima, na maior parte dos aspectos materiais.Os arranjos acima parecem operar satisfatoriamente empequenas unidades de escala de desenvolvimento de processo. Todavia, elespodem encontrar certas limitações quando eles são colocados em escala paramaiores unidades.

Um problema é a presença de quadrantes abertos (ver a figura1B) onde não existem tubos, ou existe espaço livre entre feixes deaquecedores de pulso (ver a figura 2B), ambos dos quais podem encorajarformação de canais de vapor/gás e derivação de vapor/gás, prejudicandoassim o contato entre gás/sólido e taxa de circulação de sólido. Além disto, apresença de tais canais verticais grandes promove a formação de grandesbolhas de gás, as quais, em virtude de rápido aumento em tamanho evelocidade, podem danificar tubulações, tubos, conexões e outras guarniçõesdentro do reformador.

Outro problema é que uma reduzida taxa de circulação desólidos conduz a maiores tempos de contato de partícula sobre a superfície detubo de ressonância. Isto estorva convecção de partícula e, por sua vez, atransferência de calor a partir dos tubos. Conseqüentemente, os tubos tendema ficar mais quentes e isto afeta adversamente a taxa na qual calor é cedidopara dentro do leito e aumenta a temperatura de saída de gás de combustão apartir dos aquecedores de pulso 102A, 102B, 202. Adicionalmente, existeuma maior propensão à formação de pontos quentes locais, os quais podemconduzir à formação de fusão e/ou aglomeração de partículas e suj idade ouformação em torno de poucos ou muitos tubos.

Ainda uma outra limitação pode ser que o estreito acoplamentoda câmara de combustão com os tubos de ressonância torna necessáriominimizar e espaçamento entre tubo-a-tubo, ou passo, e, por sua vez, o espaçoentre os tubos de ressonância. Isto é feito para facilitar uma relação de aspectorazoável (comprimento com relação ao diâmetro) para a câmara decombustão. E vez que o aquecedor de pulso é tipicamente projetado como umressonador de Helmholtz, ele tem que preservar certas proporçõesgeométricas (comprimento de tubo de ressonância, volume de tubo deressonância e volume de câmara de combustão). Dados e modelosexperimentais para transferência de calor por tubo de leito fluidizado indicamsignificante aperfeiçoamento em coeficiente de transferência de calor com umaumento no passo ou espaço entre tubos em um feixe de tubos. Isto é devido àreduzida resistência a movimento de sólidos com crescente espaço entretubos, o que promove a mais freqüente renovação de superfície ou convecçãode partícula e, por sua vez, maior coeficiente de transferência de calor.Todavia, os arranjos vistos na figura IB limitam o espaço entre tubos para umvalor que é muito menor que o ótimo dos pontos de vistas de transferência decalor de leito de fluido e operabilidade.

Além disto, uma maior parte da combustão e liberação de calorocorre na câmara de combustão de pulso. Todavia, a combustão continua notubo de ressonância, embora em uma menor taxa, devido à temperatura menordos gases no tubo de ressonância. Combustão residual e liberação de calor notubo de ressonância são desejáveis, de um ponto de vista de transferência decalor, mas insatisfatórias se a combustão for incompleta e originarsignificantes concentrações de CO e hidrocarbonetos não inflamados no gásde combustão de exaustão. A probabilidade deste resultado aumenta quando ataxa de inflamação de combustível no combustor diminui a partir da taxa deinflamação de projeto.

Em adição, na injeção para dentro do leito de fluido 110, acarga de alimentação carbonácea é submetida à secagem, desgasificação,formação de resíduo carbonizado e conversão de resíduo carbonizado. Em umambiente de reforma de vapor, todos destes processos são endotérmicos, istoé, requerem introdução de calor. Quanto maior a taxa de circulação de sólidosde leito e quanto mais uniforme a distribuição da carga de alimentação atravésdo leito, tanto mais rápida a taxa de aquecimento e mais alta a temperaturafinal da carga de alimentação. Isto melhora a decomposição térmica dematéria orgânica, conduz à produção mais alta de voláteis e menor formaçãode alcatrão, e produção de resíduos carbonizados. Co uma configuração deaquecedor de leito fluido-pulso que encoraja a formação e derivação degás/vapor, a taxa de circulação de sólidos é estorvada. Isto impede transportede calor para a zona de injeção de carga de alimentação, abaixa a temperaturanesta zona e promove formação de alcatrão e resíduo carbonizado.

Ainda um outro problema é que processos de secagem,desgasificação, formação de resíduo carbonizado e conversão de resíduocarbonizado, todos, competem com a transferência de calor e transferência demassa na região que está acima do distribuidor 122, 222, mas abaixo doaquecedor de pulso inferior. Todos destes processos são dissipadores de calore o meio de fluidização que entra 120 pode ser outro dissipador de calor se elefor vapor e estiver a uma temperatura inferior àquela do leito de fluido. Asúnicas fontes de calor são os aquecedores de pulso e estes sãosignificantemente removidos dos dissipadores de calor por meio dasdistâncias acima mencionadas Hl e H2 nas formas de concretização da arteanterior descritas acima. A única ligação é a taxa de circulação de sólidos e,se esta não estiver acima da média, a região de injeção de carga dealimentação fica carente de calor e o desempenho de reator é prejudicado.

Em adição, tanto transferência de calor quanto transferência demassa são importantes para a satisfatória conversão de resíduo carbonizado.Quanto mais alta a temperatura de resíduo carbonizado e a concentração dereagente ou vapor, tanto maior é a taxa de conversão de resíduo carbonizado.

A região logo acima do distribuidor é caracterizada por alta concentração devapor ou reagente, o que é favorável para a conversão de resíduo carbonizado,desde que a temperatura de resíduo carbonizado pudesse ser mantida natemperatura de leito fluido. Devido à injeção de carga de alimentação e taxade circulação de sólidos reduzida, o suprimento de calor é limitado, o que éprovável que diminua a temperatura de resíduo carbonizado e, por sua vez, ataxa de conversão de resíduo carbonizado. Na região dos aquecedores depulso, a transferência de calor é boa, mas a transferência de massa pode sernão satisfatória se o reagente (vapor) for derivado em virtude de formação decanal, novamente prejudicando a conversão de resíduo carbonizado.

Unidades comerciais geralmente requerem leitos fluidizadosprofundos ou altos para acomodar o grande número de tubos de transferênciade calor. A operação destas unidades em regime de fluidização porborbulhamento é, ao contrário, limitativa dos pontos de vista de transferênciade calor e massa e de contato entre gás/sólido devido às bolhas relativamentegrandes, elevada coalescência de bolha e a propensão à derivação devapor/gás. Inversamente, a operação no regime de fluidização turbulentaproporciona bom contato entre gás/sólido e excelentes características detransferência de calor e massa. Isto, todavia, requer uma velocidade defluidização superficial significantemente mais alta que aquela para o regimede borbulhamento. Uma proposta praticável é selecionar uma configuraçãodiferente de trocador de calor e um menor tamanho de partícula médio dematerial de leito.

Em suma, as configurações acima descritas da arte anteriorproporcionam modularidade e são benéficas para certas classes de tamanho oucapacidade de carga de alimentação. Todavia, esta proposta torna difícil deser operada para unidades de grande escala ou de alta vazão de carga dealimentação devido ao grande número de aquecedores de pulso requerido, àcomplexidade de interconexões, tubulação, etc., e ao custo. Tudo isto reprimea ampliação de escala.SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, a presente invenção é dirigida para umreformador de leito fluido configurado para converter um material carbonáceoem um gás produto. O reformador de leito fluido inclui um vaso de reaçãodefinindo um compartimento configurado para receber material carbonáceofluidizável, o vaso de reação tendo pelo menos uma primeira porção deparede e uma segunda porção de parede. Um primeiro módulo detransferência de calor é conectado com o vaso de reação, o primeiro módulode transferência de calor compreendendo um primeiro combustor de pulsoconectado com uma primeira câmara acústica, em que o primeiro combustorde pulso compreende pelo menos um primeiro tubo de escape traseiro quetermina na primeira câmara acústica. Uma primeira pluralidade de tubos detransferência de calor se projeta para dentro de dito compartimento, cada dedita primeira pluralidade de tubos de transferência de calor estando emcomunicação fluida com a câmara acústica através de dita primeira porção deparede. Cada da primeira pluralidade de tubos de transferência de calor éconfigurada de modo que produtos de combustão emitidos a partir do pelomenos um primeiro tubo de escape traseiro se deslocam ao longo de umprimeiro canal de cada tubo de transferência de calor em uma direção emafastamento à dita primeira porção de parede, e então ao longo de um segundocanal de dito cada tubo de transferência de calor em uma direção rumo àprimeira porção de parede.

Múltiplos de tais módulos de transferência de calor podem serconectados com o vaso de reação.

Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida para umreator de leito fluido configurado para processar termoquimicamente oubioquimicamente um material reativo. O reator inclui um vaso de reaçãodefinindo um compartimento apropriado para receber um material reativo.Uma pluralidade de módulos de transferência de calor é conectada com o vasode reação, cada módulo de transferência de calor compreendendo umcombustor de pulso conectado com uma câmara acústica associada, em quecada combustor de pulso compreende pelo menos um tubo de escape traseiroque termina na câmara acústica associada. Uma pluralidade de tubos detransferência de calor superiores e inferiores se estendem para dentro docompartimento, cada tubo da pluralidade de tubos de transferência de calorsuperiores e inferiores estando em comunicação fluida com a câmara acústicaassociada através de a reformador porção de parede de vaso de reação. Cadatubo da pluralidade de tubos de transferência de calor superiores e inferiores éconfigurado de modo que produtos de combustão emitidos a partir do pelomenos um tubo de escape traseiro se deslocam ao longo de um primeiro canalde cada tubo de transferência de calor em uma direção em afastamento aoreformador porção de parede do vaso de reação, e então ao longo de umsegundo canal de dito cada tubo de transferência de calor em uma direçãorumo o reformador porção de parede.

Em ainda outro aspecto, a presente invenção é dirigida paraum reformador de leito fluido para converter um material carbonáceo em umgás produto. O reformador de leito fluido compreende um vaso de reaçãodefinindo um compartimento apropriado para receber material carbonáceo.Um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menos parcialmenteocupa o compartimento e se estende sobre uma primeira extensão verticaldentro do compartimento. Cada conduto de aquecimento no primeiro grupo éconfigurado para transferir calor de uma fonte de calor para o compartimento,os condutos de aquecimento no primeiro grupo tendo uma primeira espessura.Um segundo grupo de condutos de aquecimento pelo menos parcialmenteocupa o compartimento e se estende sobre uma segunda extensão verticaldentro do compartimento. Cada conduto de aquecimento no segundo grupo éconfigurado para transferir calor de uma fonte de calor para o compartimento,os condutos de aquecimento no segundo grupo tendo uma segunda espessura.O segundo grupo de condutos de aquecimento é posicionado verticalmenteacima do primeiro grupo de condutos de aquecimento e espaçado do mesmopor meio de uma primeira distância de separação, a primeira distância deseparação sendo pelo menos tão grande quanto a menor das primeira esegunda espessuras. Uma pluralidade de entradas de carga de alimentação éconfigurada para introduzir material carbonáceo no vaso de reação em umaregião que é verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de condutos deaquecimento.

Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida para ummétodo de conversão de um material carbonáceo em um gás produto. Ométodo começa com prover de um vaso de reação tendo o primeiro e segundogrupos de condutos de aquecimento como descritos imediatamente acima,introduzir um meio de fluidização no compartimento, introduzir materialcarbonáceo no compartimento em uma região que está verticalmente entre oprimeiro e segundo grupos de condutos de aquecimento; e então controlaruma reação no vaso de reação de modo que pelo menos uma porção domaterial carbonáceo é convertida em um gás produto em um leito fluidizado.

Em ainda outro aspecto, a presente invenção é dirigida paraum reator de leito fluido configurado para processar termoquimicamente oubioquimicamente um material reativo. O reator compreende um vaso dereação definindo um compartimento apropriado para receber um materialreativo. Um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupa o compartimento e se estende sobre uma primeiraextensão vertical dentro do compartimento. Cada conduto de aquecimento noprimeiro grupo é configurado para transferir calor de uma fonte de calor parao compartimento, os condutos de aquecimento no primeiro grupo tendo umaprimeira espessura. Um segundo grupo de condutos de aquecimento pelomenos parcialmente ocupa o compartimento e se estende sobre uma segundaextensão vertical dentro do compartimento. Cada conduto de aquecimento nosegundo grupo é configurado para transferir calor de uma fonte de calor parao compartimento, os condutos de aquecimento no segundo grupo tendo umasegunda espessura, o segundo grupo de condutos de aquecimento sendoposicionado verticalmente acima do primeiro grupo de condutos deaquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeira distância deseparação, a primeira distância de separação sendo pelo menos tão grandequanto a menor das primeira e segunda espessuras. Uma pluralidade deentradas de carga de alimentação é configurada para introduzir um materialreativo no vaso de reação em uma região que está verticalmente entre oprimeiro e segundo grupos de condutos de aquecimento.

Em ainda um outro aspecto, a presente invenção é dirigidapara um método de processar termoquimicamente ou bioquimicamente ummaterial reativo para formar um produto. O método começa com prover umreator de leito fluido incluindo um vaso de reação definindo umcompartimento apropriado para receber um material reativo, um primeirogrupo de condutos de aquecimento e um segundo grupo de condutos deaquecimento, como descrito acima. O método continua com introduzir ummeio de fluidização no compartimento, introduzir material reativo nocompartimento em uma região que está verticalmente entre o primeiro esegundo grupos de condutos de aquecimento; e então controlar uma reação novaso de reação de modo que pelo menos uma porção do material reativo éconvertido em um ou mais produtos em um leito fluidizado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para uma melhor compreensão da presente invenção e paramostrar como a mesma pode ser realizada na prática, referência será agorafeita aos desenhos acompanhantes, nos quais:

as figuras IA e IB mostram vistas lateral e superior,respectivamente, de um reformador cilíndrico da arte anterior.

as figuras 2A e 2B mostram vistas lateral e superior,respectivamente, de um reformador retangular da arte anterior.

as figuras 3A, 3B & 3C mostram vistas lateral, em corte laterale em corte superior, respectivamente, de um dispositivo de acordo com apresente invenção.a figura 4A mostra uma vista de seção transversal parcialrecortada de uma primeira forma de concretização da parede do vaso dereformador das figuras 3 A, 3B e 3C.

a figura 4B mostra uma seção transversal da figura 4A aolongo das linhas 4B-4B.

a figura 4C mostra uma seção transversal da figura 4A aolongo das linhas 4C-4C.

a figura 4D mostra uma seção transversal da figura 4C aolongo das linhas 4D-4D.

a figura 5 A mostra uma vista de seção transversal parcialrecortada de uma segunda forma de concretização da parede do vaso dereformador das figuras 3 A, 3B e 3C.

a figura 5B mostra uma seção transversal da figura 5A aolongo das linhas 5B-5B.

a figura 5C mostra uma seção transversal da figura 5A aolongo das linhas 5C-5C.

a figura 6 A mostra uma vista lateral de um reator de acordocom uma forma de concretização da presente invenção.

A figura 6B mostra uma vista de seção transversal superior doreator da figura 6A tomada ao longo das linhas 6B-6B.

DESCRIÇÃO DETALHDA DE FORMAS DE CONCRETIZAÇÃOPREFERIDAS

Os conteúdos das Patentes US Nos. 5. 059.404; 5.306.481;5.353.721; 5.536.488; 5.637.192 e 6.149.765 são incorporadas pela referênciaà extensão necessária para a compreensão da presente invenção.

As figuras 6A e 6B mostram vistas de um reformador de leitofluido 600 tendo grupos de condutos de aquecimento verticalmenteespaçados, com carga de alimentação sendo injetada entre os gruposespaçados. O reformador de leito fluido 600 compreende um compartimento601 que serve como um vaso de reação 602. Como melhor visto na figura 6B,o vaso de reação 602 tem uma área retangular (isto é, um formato retangularem uma seção transversal horizontal) compreendendo dois lados longos604A, 604B e dois lados curtos 606A, 606B. Uma pluralidade de aquecedoresde pulso 608A, 608B passa através dos lados longos 604A, 604B do vaso dereformador 600. Em um forma de concretização, os aquecedores de pulso608A, 608B são de um tipo bem conhecido para aqueles versados na arte, taiscomo aqueles revelados na Patente US N.° 5.059.404, mencionada acima. Ostubos de ressonância 609 associados com esses aquecedores de pulso 608A,608B servem como condutos de aquecimento para aquecer indiretamenteconteúdos do compartimento 601.

Os aquecedores de pulso 608A, 608B são organizados em doisgrupos espaçados verticalmente, um primeiro grupo 610, ou inferior, e umsegundo grupo 620, ou superior. Na forma de concretização mostrada, cadagrupo 610, 620 compreende uma ou mais fileiras de aquecedores de pulso. Éentendido, todavia, que não é requerido que os aquecedores de pulso dentrode um grupo sejam arranjados para ser dispostos em fileiras, para estarem deacordo com a presente invenção.

Como visto na forma de concretização da figura 6A, osaquecedores de pulso 608A que pertencem ao grupo inferior 610 sãoarranjados em uma única fileira horizontal 612. Vez que ela é a única fileira, afileira 612 serve tanto como a fileira mais superior 612 quanto a fileira maisinferior 612 do grupo inferior 610.

A extensão vertical Vl do grupo inferior 610 é, porconseguinte, comensurada com a altura de fileira RI. Neste caso, a altura defileira Rl corresponde à espessura Tl de um aquecedor de pulso 608Apertencendo a esta fileira 612 (ou, mais precisamente, à espessura Tl de umconduto de aquecimento 609 associado com o aquecedor de pulso 608A). Porconseguinte, no caso de um conduto de aquecimento cilíndrico que éarranjado horizontalmente, Rl é simplesmente o diâmetro de conduto deaquecimento. Embora três aquecedores de pulso sejam mostrados nesta fileira612, é entendido que a fileira pode ter, em contraste, um número diferente deaquecedores de pulso.

Os aquecedores de pulso 608B pertencendo ao grupo superior620 são arranjados em um par de fileiras horizontais 614A, 614B. Na formade concretização mostrada, as fileiras 614A, 614B do grupo superior 620 sãoescalonadas umas em relação às outras e são verticalmente espaçadas uma daoutra por meio de um espaçamento intra-fileiras de V4. O grupo superior 620tem uma extensão vertical V2 a qual é maior que a extensão vertical de Vl dogrupo inferior 610, devido à presença de duas fileiras 614A, 614B no gruposuperior 620, ao contrário da única fileira 612 no grupo inferior 610. A fileiramais inferior 614A do segundo grupo 602 tem uma altura de fileira R2 a qual,na forma de concretização mostrada, corresponde à espessura T2 do condutode aquecimento associado com os correspondentes aquecedores de pulso608B. Quando os mesmos tipos de condutos de aquecimento/aquecedores depulso são usados em ambos os grupos 610, 620, a altura de fileira R2 dafileira mais inferior 614A do grupo superior 620 é a mesma que a altura defileira Rl da fileira mais superior 612 do grupo inferior 610.

Como visto na figura 6 A, o primeiro e segundo grupos 610,620 são espaçados por meio de um espaçamento vertical intergrupos S1.

Em um forma de concretização, os grupos 610, 620 sãoespaçados de modo suficientemente longe de modo que o espaçamentovertical Sl é pelo menos tão grande quanto a menor das espessuras deconduto de aquecimento Tl e T2. Quando condutos de aquecimento em umdado grupo têm espessuras diferentes, então a espessura média de conduto deaquecimento para esse grupo é usada como a 'espessura de conduto deaquecimento' para finalidade de determinação do espaçamento verticalmínimo S1.Em outras formas de concretização, o espaçamento vertical S1é pelo menos tão grande quanto a menor das duas extensões verticais V1, V2(isto é, Sl > min (V1, V2)).

Em ainda outras formas de concretização, o espaçamentovertical Sl é pelo menos duas vezes tão grande quanto a menor das duasextensões verticais VI, V2 (isto é, S 1 > 2* min (VI, V2)).

Na descrição precedente dos grupos 610, 620, os aquecedoresde pulso 608A, 608B em cada grupo foram arranjados em fileiras horizontais,e, assim, as alturas de fileira R1, R2 foram as mesmas que as espessuras deconduto de aquecimento T1, T2. E entendido, todavia, que, em outras formasde concretização, os aquecedores de pulso podem não ser arranjados emfileiras horizontais, mas, em vez disto, podem ser inclinados, ou angulados, apartir de uma parede 604 A to para a parede oposta 604B. Em tal caso, asalturas de fileira não seriam as mesmas que as espessuras de conduto deaquecimento. E entendido que, em ainda outras formas de concretização, osaquecedores de pulso podem até mesmo não ser arranjados, sobretudo emfileiras. Em todos esses casos, todavia, o espaçamento vertical S1 ainda seriapelo menos tão grande quanto a menor das espessuras de conduto deaquecimento T1 e T2.

Também, embora o primeiro e segundo grupos 610, 620,respectivamente, sejam mostrados como tendo um número desigual defileiras, é entendido que em algumas formas de concretização os dois grupospodem ter um número igual de fileiras, e que este número igual pode ser 1, 2,3, ou até mesmo maior. É ainda entendido que, embora na forma deconcretização das figuras 6A-6B, as fileiras 614A, 614B do segundo grupo620 tenham números desiguais de aquecedores de pulso 608B, fileirasadjacentes dentro de um grupo podem, em lugar disto, ter números iguais deaquecedores de pulso 608B. Assim, por exemplo, fileiras 614A, 614B dosegundo grupo 620 podem ter, cada, três aquecedores de pulso 608B, asfileiras ainda sendo escalonadas umas em relação às outras.

O número total de fileiras e o número total de aquecedores depulso 608A, 608B em cada fileira podem ser modificados em qualquerdesenho para se adequarem ao tamanho, tipo de carga de alimentação e vazãode carga de alimentação do reformador de vapor 600.

No fundo do vaso de reformador 602 está um distribuidor 622,no qual um meio de fluidização 635, tal como vapor, é introduzido. Logoacima do distribuidor 622 e abaixo do primeiro grupo 610 está uma zonamelhorada de conversão de resíduo carbonizado 640. A zona 640 provê bomaquecimento e transferência de massa e alta concentração de reagente (vapor)e facilita a melhor conversão de resíduo carbonizado. A extensão verticaldesta zona 640 dependerá da reatividade de resíduo carbonizado e dascondições de operação do reformador com quanto mais lenta(s) a(s)reação(ões) tanto maior a extensão vertical.

Entre o primeiro grupo 610 e o segundo grupo 620 está umazona de secagem e desgasificação 642 com altura SI, como previamentediscutido. Esta zona é condutora para boa circulação de sólidos, transporte decalor e o contato entre gás/sólido e serve para maximizar a secagem edesgasificação e minimizar e formação de alcatrão e resíduo carbonizado. Emum forma de concretização, entradas de carga de alimentação, mostradasgeralmente como 637, terminam em uma região que está verticalmente entreos dois grupos 610, 620. Assim, nesta forma de concretização, carga dealimentação é injetada na zona 642, a qual é separada da zona de reação deresíduo carbonizado primária 640, em uma posição verticalmente acima doprimeiro grupo de aquecedores de pulso e verticalmente abaixo do segundogrupo 620 de aquecedores de pulso. E entendido que as entradas de carga dealimentação 637 estão aproximadamente na mesma altura e espaçadas aolongo dos lados curtos 606A, 606B do vaso de reformador 602.

Finalmente, na região logo acima do segundo grupo 620 estáuma região de leito denso 644, o qual se estende para a região de linhasuperior 646. Uma região de bordo livre 648 ocupa a porção mais superior dovaso de reformador 602. Gás produto 649 sai da região de bordo livre 648através de ciclones e outro equipamento (não mostrados), conhecidos paraaqueles versados na arte.

E entendido que os aquecedores de pulso 608A, 608B doreformador de fluido 600 estão sob controle de computador (não mostrado) demodo a variar a taxa de inflamação e taxa de transferência de calor paramelhor adaptar a carga no reformador de fluido 600 e também melhorar amodulação do reformador.

Pode ser visto do precedente que, em muitos aspectos, oreformador de fluido 600 das figuras 6 A e 6B é similar ao reformador defluido da arte anterior 200, visto na figura 2. Uma diferença principal, todavia,é que os aquecedores de pulso 608A, 608B no reformador de fluido 600 sãoarranjados em grupos espaçados 610, 620, enquanto os aquecedores de pulsono reformador de fluido da arte anterior 200, todos, pertencem a um únicogrupo. Uma segunda diferença é que, em algumas formas de concretização, acarga de alimentação é introduzida no compartimento 602 em uma região queestá acima dos aquecedores de pulso mais inferiores e, em um forma deconcretização, é introduzido em uma região que está entre os dois grupos 610,620.

A operação do reformador de leito fluido para criar um gásproduto a partir de um material carbonáceo começa com um aparelho do tipodescrito acima. Isto é seguido pela introdução de um meio de fluidização nocompartimento, introdução de um material carbonáceo no compartimento emuma região que está verticalmente entre o primeiro e segundo grupos, e entãocontrole de uma reação no vaso de reação de modo que pelo menos umaporção do material carbonáceo é convertida em um gás produto em um leitofluidizado.Pessoas de conhecimento comum na arte são familiares com osvários aspectos do controle da reação, tais como fluxos de reagente,monitoração de temperatura e pressão, e similares. Naquelas situações ondeaquecedores de pulso são usados, tal controle proporciona a operação dosaquecedores de pulso, incluindo ajuste de sua taxa de inflamação, mistura dear-combustível, e outros parâmetros. O reformador pode ser configurado paraoperar em um regime de fluidização turbulento, e o meio de fluidização podeconsistir de um do grupo de vapor, ar, ar enriquecido, oxigênio, nitrogênio,dióxido de carbono, gás produto de reciclo, e misturas dos mesmos.

Embora a descrição acima do reformador 600 contemple umreformador de leito fluidizado tendo um área retangular, é possívelimplementar a presente invenção também em reformadores que têm outrosformatos. Assim, por exemplo, um reformador com um área quadrada ou umaárea cilíndrica pode a vantagem da presente invenção, enquanto suficienteespaçamento vertical entre os aquecedores de pulso e entradas for providopara introduzir a carga de alimentação nesta região entre grupos deaquecedores de pulso.

Em adição, a descrição acima foi expressa em termos de usode aquecedores de pulso, de modo que a fonte de calor indireto foi providapor meio dos condutos de aquecimento. E entendido, todavia, que o reatoracima descrito pode empregar fontes outras que não os aquecedores de pulsopara produzir o calor que é indiretamente suprido através dos condutos deaquecimento 609. Exemplos de tais outras fontes incluem aquecedoreselétricos dentro dos condutos de aquecimento, tubos de caldeira, e similares.

A figura 3A mostra uma vista lateral de um reator 300 deacordo com outro aspecto da presente invenção. Na descrição que segue, oreator é assumido que é um reformador 300. O reformador 300 compreendeum vaso de reformador 302 e um par de módulos de transferência de calor310, 350, um em cada lado do vaso de reformador 302. O vaso de reformador302 define um compartimento 303 configurado para receber a materialcarbonáceo fluidizável. Como visto na figura 3 A, dois módulos detransferência de calor são verticalmente deslocados um em relação ao outro.Na forma de concretização mostrada, o segundo módulo de transferência decalor 350 está em uma posição ligeiramente mais alta que o primeiro módulode transferência de calor 310.

O primeiro módulo de transferência de calor 310 inclui umaprimeira câmara acústica 311 e um primeiro combustor de pulso 312. Oprimeiro combustor de pulso 312 inclui uma câmara de combustão de pulso313 conectada com um tubo traseiro 314. Como visto na forma deconcretização da figura 3, a câmara de combustão de pulso 313 é posicionadano topo da primeira câmara acústica 311. No ínterim, o tubo traseiro 314 estásubstancialmente inteiramente dentro da primeira câmara acústica 311 e seestende dentro da mesma em uma direção verticalmente descendente. Como também visto nesta forma de concretização, a saída de tubo de escape traseiro316 é posicionada em aproximadamente metade da distância ao longo daextensão vertical da câmara acústica 311, a qual tem uma altura de 2 χ H3.Isto permite que a primeira câmara acústica 311 ressoe quando da ativação doprimeiro combustor de pulso 312 e resulta em uma onda vertical na câmaraacústica.

Assentando-se no topo da câmara de combustão de pulso 313está um compartimento de ar 318, o qual circunda uma válvula 320. A válvulapode compreender uma válvula única, ou pode compreender uma válvulamúltipla 320. A válvula 320 provê uma porta de passagem para a entrada dacâmara de combustão de pulso 313, e permite assim que combustíveis 322,tais como combustível e/ou gás produto, e ar 324, entrem na última. O ar 324pode entrar no compartimento de ar 318 e se misturar com os combustíveis322 na proximidade da saída da válvula 320 antes de ser injetado na câmarade combustão de pulso 313.Os produtos de combustão que saem da extremidade 316 dotubo traseiro 314 e que vão para dentro da primeira câmara acústica 311passam através de aberturas formadas em uma primeira parede 332 do vaso dereformador 302 e entram em uma pluralidade de tubos de transferência decalor 326 conectados com a primeira parede 332. Os tubos de transferência decalor 326 pertencem ou a um primeiro feixe superior de tubos de transferênciade calor 328U ou a um primeiro feixe inferior de tubos de transferência decalor 328L. Os primeiros feixes superior e inferior de tubos de transferênciade calor 328U, 328L se projetam para dentro do vaso de reformador 302 ondecalor é transferido para o fluido dentro dos mesmos.

Cada feixe 328U, 328L, 368U, 368L compreende umapluralidade de tubos de transferência de calor. Como visto na figura 3B, cadafeixe 328U, 328L pode compreender uma pluralidade de fileiras 330 de tubos326. As fileiras 330 pertencendo a um único feixe preferivelmente sãoescalonadas, como mostrado na figura 3B, embora elas possam sersimplesmente verticalmente alinhadas umas com as outras. Cada fileira 330pode compreender uma pluralidade de tubos 326, o número exato sendolimitado por meio do diâmetro de tubo, espaçamento de tubo e docomprimento L da parede de vaso 332 com a qual os tubos 326 sãoconectados.

O número total de fileiras e o número total de tubos detransferência de calor 326 podem ser modificados em qualquer dado projetopara se adaptar ao tamanho, tipo de carga de alimentação e vazão de carga dealimentação do reformador a vapor. Uma vez quando estes parâmetros sãoconhecidos, o primeiro combustor de pulso 312 e a primeira câmara acústica311 podem ser projetados para se adaptar à taxa de transferência de calor. Vezque o número de fileiras e número de colunas pode ser variados, umreformador, tal como o reformador 300, pode ser colocado em escala depequenos para grandes tamanhos. Independentemente do tamanho total, ostubos de transferência de calor 326 podem ser configurados arranjados dentrodo vaso de reformador 302 para ajudar a promover o contato entre gás/sólidoe atenuar formação de canal e derivação de gás/vapor.

No reformador 300, o primeiro combustor de pulso 312 éassim fisicamente separado dos tubos de transferência de calor 326, masfuncionalmente acoplado através da primeira câmara acústica 311. A primeiracâmara acústica 311 completamente encerra o tubo de escape traseiro 314,com a saída de tubo de escape traseiro 316 localizada próxima ao centrogeométrico da câmara acústica. Com o primeiro combustor de pulso 312projetado como um ressonador de Helmholtz e de quarto de onda, a saída detubo de escape traseiro 316 corresponde a um anti-nó de velocidade, ou nó depressão. A primeira câmara acústica 311 é configurada para servir como umgerador de onda vertical com anti-nós de pressão, ou nós de velocidade, emsuas extremidades 311 A, 311B.

Os dois feixes de tubos de transferência de calor 328U, 328Lsão posicionados de modo que o feixe superior 328U está próximo ao anti-nóde pressão no topo 3 IlA da primeira câmara acústica 311, enquanto o feixeinferior 328L está próximo o anti-nó de pressão no fundo 3 IlB da primeiracâmara acústica 311. Isto facilita a eficiente transferência das propriedadesacústicas do primeiro combustor de pulso 312 para os tubos de transferênciade calor 326 dos primeiros feixes superior e inferior 328U, 328L. Tambémprovê a periódica lavagem da camada limite e melhoria em coeficiente decoeficiente de transferência de calor.

Como visto na figura 3A, os feixes superiores 328U, 368Uconstituem um grupo de feixe superior 329U, enquanto os feixes inferiores328L, 368L constituem um grupo de feixes inferior 329L. O membro maisinferior do grupo superior de feixes 329U é espaçado do membro maissuperior do grupo de feixes inferior 329L por meio de um espaçamentovertical inter-grupos Dl. O espaçamento vertical inter-grupos Dlsubstancialmente excede o espaçamento vertical inter-fileiras D2, o qual é oespaçamento entre fileiras dentro dos feixes. Em um forma de concretização,a relação entre o espaçamento vertical inter-grupos Dl e o espaçamentovertical inter-fileiras D2, D1/D2, é maior que ou igual a 2. Em algumasformas de realização, o espaçamento vertical inter-grupos Dl também excedea altura de grupo máxima D3 de qualquer do grupo superior de feixes 329Uou do grupo de feixes inferior 329L; sendo entendido que não é requerido queos grupos tenham a mesma altura, ou o mesmo número de fileiras. Em umforma de concretização, a relação entre o espaçamento vertical inter-gruposDl e a altura de grupo máxima D3, D1/D3, é maior que ou igual a 2. Osgrupos inferior e superior 329L e 329U são, todos, imersos no leito denso342.

O segundo módulo de transferência de calor 350 inclui umasegunda câmara acústica 351 e um segundo combustor de pulso 352. Aconstrução do segundo combustor de pulso 352 é similar àquela do primeirocombustor de pulso 312. O segundo combustor de pulso 352 compreendeassim uma câmara de combustão de pulso 353 conectada com um tubotraseiro 354. Um compartimento de ar 358 e válvula 360 associada com osegundo combustor de pulso 352 para a introdução de combustíveis 362 e ar364 são também providos.

Os produtos de combustão que saem o tubo traseiro 354 e vãopara dentro da segunda câmara acústica 351 passam através de aberturasformadas em uma segunda parede 334 do vaso de reformador 302 e entramem uma pluralidade de tubos de transferência de calor 366 conectados com asegunda parede 334. Os tubos de transferência de calor 366, os quaispreferivelmente são da mesma construção que os tubos de transferência decalor 326, pertencem ou a um segundo feixe de tubos de transferência de calorsuperior 368U ou um segundo feixe de tubos de transferência de calor 368L.

O compartimento 303 do vaso de reformador 302 inclui umnúmero de regiões verticalmente espaçadas tendo diferentes papéis funcionaise nas quais várias atividades têm lugar.

No fundo do vaso de reformador 302 está um distribuidor 336no qual um meio de fluidização 335, tal como vapor, é introduzido. O tubo detransferência de calor mais inferior 326 é posicionado mais próximo aodistribuidor 336 para facilitar boa comunicação entre a fonte de calor e odissipador de calor. Em um forma de concretização, o espaçamento H4 (ver afigura 3B) entre o distribuidor 336 e o tubo de transferência de calor maisinferior 326 é entre 0,5 - 1,5 metro. Todavia, outros espaçamentos sãotambém possíveis.

A região acima do distribuidor 336 e abaixo do topo dos feixesinferiores 328L, 368L é denominada a zona melhorada de conversão deresíduo carbonizado 340. A zona 340 provê boa transferência de calor e demassa e alta concentração de reagente (vapor) e facilita a melhor conversão deresíduo carbonizado. A extensão vertical desta zona dependerá da reatividadede resíduo carbonizado e das condições de operação do reformador com maislenta(s) reação(ões) quanto maior a extensão vertical.

Entre os feixes inferiores 328L, 368L e os feixes superiores328U, 368U está uma zona de secagem e desgasificação 342 com altura Dl,como previamente discutido. Esta zona é condutora para boa circulação desólidos, transporte de calor e o contato entre gás/sólido, serve para maximizarsecagem e desgasificação e minimiza a formação de alcatrão e de resíduocarbonizado. Em um forma de concretização, a entrada de carga dealimentação, mostrada geralmente como uma fileira 337 termina em umaregião verticalmente entre os feixes de transferência de calor inferiores 328L,368L e os feixes de transferência de calor superiores 328U, 268U. Assim,nesta forma de concretização, carga de alimentação é injetada na zona 342, aqual é separada da zona de reação de resíduo carbonizado principal 340, emuma posição verticalmente acima dos feixes de transferência de calorinferiores 328L, 368L e abaixo dos feixes de transferência de calor superiores328U, 268U. Embora somente uma única entrada de carga de alimentação337 seja mostrada, é entendido que esta entrada de carga de alimentação 337 édestinada a representar uma pluralidade de tais entradas. Esta pluralidade deentradas está, todas, aproximadamente na mesma altura e as entradas sãoespaçadas ao longo dos lados expostos do vaso 302 que não estão em encostocom a câmara acústicas 311, 351, como melhor visto nas figuras 3B e 3C.

Finalmente, na região logo acima do feixes superiores 328U,368U está uma região de leito denso 344, a qual se estende para a linha deleito denso superior 346. Uma região de bordo livre 348 ocupa a porção maissuperior do vaso de reformador 302. Gás produto 349 sai da região de bordode topo 348 através de ciclones e outro equipamento (não mostrados)conhecidos por aqueles versados na arte.

Na forma de concretização mostrada, o reformador 300 temdois módulos de transferência de calor 310, 350, cada com uma câmaraacústica 311, 351 e um combustor de pulso associado 312, 352. Durante aoperação, os dois módulos de transferência de calor 310, 350 estão sobcontrole de computador para variar a taxa de inflamação e taxa detransferência de calor para melhor conjugar a carga no reformador 300 emelhorar o a modulação do reformador.

No combustor de pulsos 312 e 352, a estequiometria decombustão pode ser independentemente ajustada com base na taxa deinflamação de combustível para assegurar a completa combustão nos tubos deescape traseiros 314, 354 ou câmaras acústicas 311, 351. Além disto, ar detêmpera e/ou gás de combustão de reciclo podem ser fornecidos para ascâmaras acústicas 311, 351 para regular a temperatura dos gases que entramnos tubos de transferência de calor 326, 366 e/ou minimizar emissão depoluentes. Além disto, a geometria dos combustores de pulso 312, 352 comsuas câmaras associadas 313, 353, tubos de escape traseiros 314, 354 eválvulas 320, 360, pode ser projetada para maximizar combustão edesempenho acústico enquanto o feixe de transferência de calor (diâmetro ecomprimento de tubo de blindagem, diâmetro e comprimento de tubo externoe espaçamento ou interstício de tubo a tubo no feixe) pode ser projetado parao ótimo desempenho de transferência de calor e operabilidade de leito defluido. Desta maneira, os combustores de pulso podem ser operados paraprover uma quantidade controlada de calor para os tubos de transferência decalor para processar o material reativo introduzido no vaso de reformador302. Pessoas que têm conhecimento comum na arte de operação de leito defluido são familiares com o controle do reformador 300, combustores de pulso312, 352, carga de alimentação, e meio de fluidização. Por conseguinte,através de tal controle, e na dependência do material sendo processado, oreformador 300 pode seletivamente ser operado ou no regime de leito emborbulhamento ou no regime de fluidização turbulento.

A figura 4A mostra uma vista em corte de uma primeira formade concretização de uma primeira seção de parede 400 pertencendo a umaparede 332 entre a primeira câmara acústica 311 e o vaso de reformador 302.A primeira seção de parede 400 compreende uma folha de tubo 406, a qualpode propriamente compreender um material do tipo de refratário 402,voltado para a primeira câmara acústica 311. Nesta forma de concretização, aseção de parede 400 compreende um par de folhas de tubo 406, 408, as quais,conjuntamente, formam uma parede de membrana anular 404 interrompidapor tubos de transferência de calor projetando-se para dentro.

Cada tubo de transferência de calor 326, 328 tem um desenhoanular, e compreende um tubo de blindagem interno 410 e um tubo externoligeiramente mais longo 412 ("tubo de transferência de calor de leito fluido")definindo uma coroa circular entre eles. A folha de tubo interna 406 (a qualatualmente é a folha de tubo mais externa, em relação ao vaso de reformador302) suporta os tubos de blindagem internos 410 pertencendo a um feixe. Noínterim, a folha de tubo externa 408 (a qual atualmente é a folha de tubo maisinterna, em relação ao vaso de reformador 302) suporta os tubos externos 412pertencendo a um feixe. Em um forma de concretização, a folha de tuboexterna 408 é ou soldada na parede de vaso 332 em locais predeterminado, ouaparafusada na mesma através de uma conexão de flange. Similarmente, afolha de tubo interna 406 é também flangeada e aparafusada a uma porção dedesacoplador adjacente à parede de vaso 332.

Os produtos de combustão, tais como gás de combustão emitido de um tubo de escape traseiro, flui da câmara acústica para dentro dotubo de blindagem interno 410, como representado por meio das setas 413. Ogás de combustão primeiro se desloca em uma direção em afastamento àparede 332, ao longo de um primeiro canal 409 compreendendo o centro ocodo tubo de blindagem interno 410 e em direção à parede de extremidade 411do tubo de transferência de calor. O gás de combustão então retorna, e flui emuma direção rumo à parede 332 através de um segundo canal 415 definido pormeio de uma coroa circular formada entre os tubos internos e outros tubos deblindagem 410, 412, como indicado por meio da seta 414. O segundo canal415 está em comunicação fluida com uma tubulação coletora 416 formadaentre duas folhas de tubo 406, 408. Por conseguinte, a partir do segundo canal415, o gás de combustão entra na tubulação coletora 416, a partir de onde eleé dirigido em direção ao duto de gás de combustão 417, como indicado pormeio da seta 418.

Quando eles se deslocam para baixo do tubo de blindageminterno 410, os gases de combustão aqui aquecem os gases que vão para adireção oposta dentro da região anular entre tubos de blindagem interno eexterno 410, 412, respectivamente. Os gases de combustão na coroa circulartendem a se resfriar quando eles fluem da entrada da coroa circular, emvirtude da transferência de calor para o leito de fluido, mas são um poucoreaquecidos por meio de transferência de calor dos gases de combustão notubo de blindagem interno 410.

Este arranjo pode eliminar a necessidade de juntas de expansãotérmica dentro do vaso de reformador e os associados custos de capital,operação e manutenção. Além disto, o desenho de tubo de blindagem-coroacircular promove temperatura de gás aproximadamente uniforme sobre asuperfície externa do tubo externo 412, reduzindo assim o potencial deformação de pontos quentes locais sobre o tubo externo 412. Também ajuda amelhorar a transferência de calor para o leito de fluido dentro do vaso dereformador. Em um forma de concretização, a seção transversal ecomprimento dos tubos 410 e 412 são selecionados de modo que o feixe detransferência de calor e a porção correspondente da câmara acústica operamcomo um Ressonador de Helmholtz e/ou de quarto de onda.

Como visto nas figuras 4B, 4C & 4D, as folhas de tubo 406,408 podem ser resinadas a água, empregando uma construção de parede demembrana. A folha de tubo externa 406 suporta um cabeçote de entrada 420Aque é verticalmente espaçado de um cabeçote de saída 422A. Água 424A ébombeada para dentro do cabeçote de entrada 420A, desloca-se para cimaatravés de uma pluralidade de tubos de refrigeração 404 e entra no cabeçotede saída 422A. Uma mistura de água/vapor 426A sai então deste cabeçote desaída 422A. Similarmente, a folha de tubo interna 408 suporta um cabeçote deentrada 420B que é verticalmente espaçado de um cabeçote de saída 422B.Água 424B é bombeada para dentro do cabeçote de entrada 420B, desloca-separa cima através de uma pluralidade de tubos de refrigeração 428 e entra nocabeçote de saída 422B. Uma mistura de água/vapor 426B sai então destecabeçote de saída 422B.

E entendido que, em algumas formas de realização, pelomenos duas de tais seções de parede 400 seriam providas para a câmaraacústica 311, uma associada com o conjunto inferior de tubos de transferênciade calor, e a outra associada com o conjunto superior de tubos detransferência de calor. E ainda entendido que em um reformador 300 do tipovisto na figura 3, cada câmara acústica 311, 351, teria duas de tais seções deparede associadas com a mesma, duas associadas com a parede 332 e duasoutras associadas com a parede 334, para um total de seis de tais seções deparede.

É ainda entendido que a parede 334 tem uma seção de paredesimilar e, assim, ambos os módulos de transferência de calor 310, 350 passamseus gases de combustão para o vaso de reação em comum.

A figura 5A mostra uma vista em corte de uma segunda formade concretização de uma seção de parede 500 pertencendo a uma parede 332entre a primeira câmara acústica 311 e o vaso de reformador 302. A seção deparede 500 compreende uma primeira camisa de água 532, a qual podecompreender um material do tipo de refratário 502, voltada para a câmaraacústica. Cada dos tubos de transferência de calor compreende um tubo de blindagem interno 510 e tubo externo ligeiramente mais longo 512 definindouma coroa circular entre eles.

Nesta forma de concretização, um par de camisa de águas 532,534 circunda os tubos de transferência de calor. A primeira camisa de água532 é formada a partir de um primeiro par de folhas de tubo 542A, 542B,enquanto a segunda camisa de água 534 é formada a partir de um segundo parde folhas de tubo 544A, 544B. A camisa de água do tubo de blindageminterno 532 resfria os tubos de blindagem internos 510 do feixe, enquanto acamisa de água de tubo externo 534 resfria os tubos externos 512 do feixe.Como visto na forma de concretização das figuras 5B e 5C, as camisas deágua 532, 534 podem ter uma face circular quando observadas a partir dovaso de reformador. As camisas de água podem, em lugar disto, ter uma faceretangular se a pressão de vapor for relativamente baixa, ou se sua periferiapuder ser reforçada adequadamente para cumprir com as exigências depressão do vaso de reformador.Na forma de concretização da figura 5A, os produtos decombustão, tais como gás de combustão emitido a partir do tubo de escapetraseiro, fluem da câmara acústica para dentro do tubo de blindagem interno510, como representado por meio da setas 513. O gás de combustão desloca-se ao longo do tubo de blindagem interno 510 até sua extremidade, retorna, eflui através da coroa circular externa, como indicado por meio da seta 514. Ogás de combustão então entra em uma tubulação coletora 516 formada entreas duas camisas de água 532, 534. A partir da tubulação coletora, o gás decombustão é dirigido rumo a um duto de gás de combustão 517, comoindicado por meio da seta 518, e daí sai do vaso de reformador, comoindicado por meio da seta 519.

Nos esboços precedentes, os combustores de pulso 312, 352são mostrados como válvulas simples ou únicas 320, 360, respectivamente, eos tubos de escape traseiros simples 314, 354, respectivamente. E entendido,todavia, que os combustores de pulso 312, 352 podem, cada, compreenderuma pluralidade de tais válvulas e/ou uma pluralidade de tubos de escapetraseiros, quando necessário.

O reformador pode ser configurado para operar em um regimede fluidização turbulento, e o meio de fluidização pode consistir de um dogrupo de vapor, ar, ar enriquecido, oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono,gás produto de reciclo, e misturas dos mesmos.

Em adição, embora a descrição acima seja estruturada nocontexto de conversão de energia e produção de gás de síntese, deve sernotado que o revelado reator revelado 300 pode também ser empregadoproveitosamente para processar qualquer material reativo que usa propostastermoquímicas e/ou bioquímicas. Os materiais reativos que são contempladosaqui incluem não somente materiais carbonáceos, mas também inorgânicos,dentre outros. E entendido que pessoas que têm conhecimento comum na artede operação com leito fluido são familiares com o controle do reator,combustores de pulso, entradas de carga de alimentação e meio de fluidizaçãopara processar termoquimicamente ou bioquimicamente toda uma variedadede diferentes materiais reativos.

A descrição acima de várias formas de concretização da invenção é destinada a descrever e ilustrar vários aspectos da invenção, e nãopretende limiar a invenção às mesmas. As pessoas de conhecimento comumna arte compreenderão que certas modificações podem ser feitas nas formasde concretização descritas sem fugir da invenção. É pretendido que todas detais modificações estejam dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Reformador de leito fluido configurado para converter ummaterial carbonáceo em um gás produto, o reformador caracterizado pelo fatode que compreende:um vaso de reação definindo um compartimento configuradopara receber material carbonáceo fluidizável, o vaso de reação tendo pelomenos uma primeira porção de parede e uma segunda porção de parede;um primeiro módulo de transferência de calor conectado como vaso de reação, o primeiro módulo de transferência de calor compreendendoum primeiro combustor de pulso conectado com uma primeira câmaraacústica, em que o primeiro combustor de pulso compreende pelo menos umprimeiro tubo de escape traseiro que termina na primeira câmara acústica; euma primeira pluralidade de tubos de transferência de calorprojetando-se para dentro de dito compartimento, cada de dita primeirapluralidade de tubos de transferência de calor estando em comunicação fluidacom a câmara acústica através de dita primeira porção de parede, em que:cada de dita primeira pluralidade de tubos de transferência decalor é configurada de modo que produtos de combustão emitidos a partir dedito pelo menos um primeiro tubo de escape traseiro se deslocam ao longo deum primeiro canal de cada tubo de transferência de calor em uma direção emafastamento à dita primeira porção de parede, e então ao longo de um segundocanal de dito cada tubo de transferência de calor em uma direção rumo àprimeira porção de parede.

2. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que:cada de dita primeira pluralidade de tubos de transferência decalor compreende um tubo de blindagem interno e um tubo externo;o tubo de blindagem interno forma o primeiro canal; euma coroa circular formada entre o tubo de blindagem internoe o tubo externo forma o segundo canal.

3. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma tubulação coletora emcomunicação fluida com o segundo canal.

4. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que a tubulação coletora é formada entre umaprimeira folha de tubo associada com o tubo de blindagem interno, e umasegunda folha de tubo associada com o tubo externo.

5. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que cada de primeira e segunda folhas de tubo é ousoldada ou aparafusada com a primeira porção de parede.

6. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de refrigeraçãoassociado com a primeira pluralidade de tubos de transferência de calor, ditosistema de refrigeração compreendendo um cabeçote de entrada verticalmenteespaçado de um cabeçote de saída, e uma pluralidade de tubos de refrigeraçãoentre o cabeçote de entrada e o cabeçote de saída.

7. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de refrigeraçãoassociado com a primeira pluralidade de tubos de transferência de calor, ditosistema de refrigeração compreendendo um par de camisa espaçado um dooutro, uma primeira camisa que refrigera tubos internos da primeirapluralidade de tubos de transferência de calor, e uma segunda camisa querefrigera tubos externos da primeira pluralidade de tubos de transferência decalor.

8. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que ainda compreende:uma segunda pluralidade de tubos de transferência de calorprojetando-se para dentro de dito compartimento, cada de dita segundapluralidade de tubos de transferência de calor também estando emcomunicação fluida com a primeira câmara acústica, a segunda pluralidade detubos de transferência de calor sendo verticalmente espaçada de dita primeirapluralidade de tubos de transferência de calor, em que:cada de dita segunda pluralidade de tubos de transferência decalor é configurada de modo que produtos de combustão emitidos a partir dotubo de escape traseiro se deslocam ao longo de um primeiro canal de cadatubo de transferência de calor em uma direção em afastamento à dita primeiraporção de parede, e então ao longo de um segundo canal de dito cada tubo detransferência de calor em uma direção rumo à primeira porção de parede.

9. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos uma entrada decarga de alimentação em comunicação fluida com dito compartimento, ditapelo menos uma entrada de carga de alimentação terminando em uma regiãoverticalmente entre a primeira e segunda pluralidade de tubos de transferênciade calor.

10. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:um segunda módulo de transferência de calor conectado com ovaso de reação, o segundo módulo de transferência de calor compreendendoum segundo combustor de pulso conectado com uma segunda câmaraacústica, em que o segundo combustor de pulso compreende um segundo tubode escape traseiro que termina na segunda câmara acústica, euma terceira pluralidade de tubos de transferência de calorprojetando-se para dentro de dito compartimento, cada de dita terceirapluralidade de tubos de transferência de calor estando em comunicação fluidacom a segunda câmara acústica através da segunda porção de parede, em que:cada de dita terceira pluralidade de tubos de transferência decalor é configurada de modo que produtos de combustão emitidos a partir dedito segundo tubo de escape traseiro se deslocam ao longo de um primeirocanal de cada de dita terceira pluralidade de tubos de transferência de calorem uma direção em afastamento a uma segunda porção de parede, e então aolongo de um segundo canal de cada de dita terceira pluralidade de tubos detransferência de calor em uma direção rumo à segunda porção de parede.

11. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:uma quarta pluralidade de tubos de transferência de calorprojetando-se para dentro de dito compartimento, cada de dita quartapluralidade de tubos de transferência de calor também estando emcomunicação fluida com a segunda câmara acústica, a quarta pluralidade detubos de transferência de calor sendo verticalmente espaçada de dita terceirapluralidade de tubos de transferência de calor, em que:cada de dita quarta pluralidade de tubos de transferência decalor é configurada de modo que produtos de combustão emitidos a partir dosegundo tubo de escape traseiro se deslocam ao longo de um primeiro canalde cada de dita quarta pluralidade de tubos de transferência de calor em umadireção em afastamento à dita segunda porção de parede, e então ao longo deum segundo canal de cada de dita quarta pluralidade de tubos de transferênciade calor em uma direção rumo à segunda porção de parede.

12. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos uma entradade carga de alimentação em comunicação fluida com dito compartimento, ditapelo menos uma entrada de carga de alimentação terminando em uma regiãoverticalmente entre a primeira e segunda pluralidade de tubos de transferênciade calor, e também entre a terceira e quarta pluralidade de tubos detransferência de calor.

13. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que compreende:uma pluralidade de módulos de transferência de calorconectados com o vaso de reação, cada módulo de transferência de calorcompreendendo um combustor de pulso conectado com uma câmara acústicaassociada, em que cada combustor de pulso compreende pelo menos um tubode escape traseiro que termina na câmara acústica associada, euma pluralidade de tubos de transferência de calor superiores einferiores projetando-se para dentro de dito compartimento, cada tubo de ditapluralidade de tubos de transferência de calor superiores e inferiores estandoem comunicação fluida com a câmara acústica associada através de umaporção de parede de vaso de reação, em que:cada de dita pluralidade de tubos de transferência de calorsuperiores e inferiores é configurada de modo que produtos de combustãoemitidos a partir de dito pelo menos um tubo de escape traseiro se deslocamao longo de um primeiro canal de cada tubo de transferência de calor em umadireção em afastamento à porção de parede do vaso de reação, e então aolongo de um segundo canal de dito cada tubo de transferência de calor emuma direção rumo à porção de parede.

14. Reator de leito fluido configurado para processartermoquimicamente ou bioquimicamente um material reativo, caracterizadopelo fato de que o reator compreende:um vaso de reação definindo um compartimento apropriadopara receber um material reativo;uma pluralidade de módulos de transferência de calorconectado com o vaso de reação, cada módulo de transferência de calorcompreendendo um combustor de pulso conectado com uma câmara acústicaassociada, em que cada combustor de pulso compreende pelo menos um tubode escape traseiro que termina na câmara acústica associada, euma pluralidade de tubos de transferência de calor superiores einferiores projetando-se para dentro de dito compartimento, cada de ditapluralidade de tubos de transferência de calor superiores e inferiores estandoem comunicação fluida com a câmara acústica associada através de a porçãode parede de vaso de reação, em que:cada de dita pluralidade de tubos de transferência de calorsuperiores e inferiores é configurada de modo que produtos de combustãoemitidos a partir de dito pelo menos um tubo de escape traseiro se deslocamao longo de um primeiro canal de cada tubo de transferência de calor em umadireção em afastamento à porção de parede do vaso de reação, e então aolongo de um segundo canal de dito cada tubo de transferência de calor emuma direção rumo à porção de parede.

15. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que:cada tubo de transferência de calor compreende um tubo deblindagem interno e um tubo externo;o tubo de blindagem interno forma o primeiro canal; euma coroa circular formada entre o tubo de blindagem internoe o tubo externo forma o segundo canal.

16. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma tubulação coletora emcomunicação fluida com o segundo canal.

17. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que a tubulação coletora é formada entre umaprimeira folha de tubo associada com o tubo de blindagem interno, e umasegunda folha de tubo associada com o tubo externo.

18. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato de que cada de primeira e segunda folhas de tubo é ousoldada ou aparafusada com a porção de parede do vaso de reação.

19. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de refrigeraçãoassociado com pelo menos um dos tubos de transferência de calor superiores einferiores, dito sistema de refrigeração compreendendo um cabeçote deentrada verticalmente espaçado de um cabeçote de saída, e uma pluralidade detubos de refrigeração entre o cabeçote de entrada e o cabeçote de saída.

20. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de refrigeraçãoassociado com a primeira pluralidade de tubos de transferência de calor, ditosistema de refrigeração compreendendo um par de camisas espaçadas uma daoutra, uma primeira camisa que refrigera tubos internos da primeirapluralidade de tubos de transferência de calor, e uma segunda camisa querefrigera tubos externos da primeira pluralidade de tubos de transferência decalor.

21. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos uma entrada decarga de alimentação em comunicação fluida com dito compartimento, ditapelo menos uma entrada de carga de alimentação terminando em uma regiãoverticalmente entre a pluralidade de tubos de transferência de calor superiorese inferiores.

22. Reformador de leito fluido para converter um materialcarbonáceo em um gás produto, caracterizado pelo fato de que o reformadorde leito fluido compreende:um vaso de reação definindo um compartimento apropriadopara receber material carbonáceo;um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umaprimeira extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no primeiro grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no primeirogrupo tendo uma primeira espessura;um segundo grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umasegunda extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no segundo grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no segundogrupo tendo uma segunda espessura, o segundo grupo de condutos deaquecimento sendo posicionado verticalmente acima do primeiro grupo decondutos de aquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeiradistância de separação, a primeira distância de separação sendo pelo menostão grande quanto a menor das primeira e segunda espessuras; euma pluralidade de entradas de carga de alimentaçãoconfigurada para introduzir material carbonáceo no vaso de reação em umaregião que está verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de condutosde aquecimento.

23. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-22, caracterizado pelo fato de que a primeira distância de separação é pelomenos tão grande quanto a menor da primeira e segunda extensões verticais.

24. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-23, caracterizado pelo fato de que a primeira distância de separação é pelomenos duas vezes tão grande quanto a menor da primeira e segunda extensõesverticais.

25. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-22, caracterizado pelo fato de que o vaso de reação tem uma seção transversalretangular.

26. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-22, caracterizado pelo fato de que os condutos de aquecimento são associadoscom aquecedores de pulso.

27. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-22, caracterizado pelo fato de que pelo menos um do primeiro e segundogrupos de condutos de aquecimento compreende duas ou mais fileiras decondutos de aquecimento.

28. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-27, caracterizado pelo fato de que fileiras adjacentes de condutos deaquecimento dentro do pelo menos um do primeiro e segundo grupos sãoescalonadas.

29. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-27, caracterizado pelo fato de que tanto o primeiro quanto segundo grupos decondutos de aquecimento compreendem duas ou mais fileiras de condutos deaquecimento.

30. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-29, caracterizado pelo fato de que fileiras adjacentes de condutos deaquecimento dentro de cada grupo são escalonadas.

31. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-22, caracterizado pelo fato de que contém um meio de fluidização que é umdo grupo consistindo de vapor, ar, ar enriquecido, oxigênio, nitrogênio,dióxido de carbono, gás produto de reciclo, e misturas dos mesmos.

32. Reformador de leito fluido de acordo com a reivindicação-31, caracterizado pelo fato de que é configurado para operar em um regime defluidização turbulento.

33. Método para converter um material carbonáceo em um gásproduto, caracterizado pelo fato de que o método compreende:prover um reformador de leito fluido compreendendo:um vaso de reação definindo um compartimento apropriadopara receber material carbonáceo;um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umaprimeira extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no primeiro grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no primeirogrupo tendo uma primeira espessura; eum segundo grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umasegunda extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no segundo grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no segundogrupo tendo uma segunda espessura, o segundo grupo de condutos deaquecimento sendo posicionado verticalmente acima do primeiro grupo decondutos de aquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeiradistância de separação, a primeira distância de separação sendo pelo menostão grande quanto a menor das primeira e segunda espessuras;introduzir um meio de fluidização no compartimento;introduzir material carbonáceo no compartimento em umaregião que está verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de condutosde aquecimento; econtrolar uma reação no vaso de reação de modo que pelomenos uma porção do material carbonáceo é convertida em um gás produtoem um leito fluidizado.

34. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que compreende:prover o vaso de reação com aquecedores de pulso, oscondutos de aquecimento sendo associados com os aquecedores de pulso; eem que:controlar uma reação no vaso de reação compreende controlaroperação de aquecedores de pulso.

35. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que compreende operar o vaso de reação em um regime defluidização turbulento.

36. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que o meio de fluidização é um do grupo consistindo de vapor,ar, ar enriquecido, oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, gás produto dereciclo, e misturas dos mesmos.

37. Reator de leito fluido configurado para processartermoquimicamente ou bioquimicamente um material reativo, caracterizadopelo fato de que o reator compreende:um vaso de reação definindo um compartimento apropriadopara receber um material reativo;um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umaprimeira extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no primeiro grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no primeirogrupo tendo uma primeira espessura;um segundo grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umasegunda extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no segundo grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no segundogrupo tendo uma segunda espessura, o segundo grupo de condutos deaquecimento sendo posicionado verticalmente acima do primeiro grupo decondutos de aquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeiradistância de separação, a primeira distância de separação sendo pelo menostão grande quanto a menor das primeira e segunda espessuras; euma pluralidade de entradas de carga de alimentaçãoconfigurada para introduzir um material reativo no vaso de reação em umaregião que é verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de condutos deaquecimento.

38. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 37,caracterizado pelo fato de que a primeira distância de separação é pelo menostão grande quanto a menor da primeira e segunda extensões verticais.

39. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 38,caracterizado pelo fato de que a primeira distância de separação é pelo menosduas vezes tão grande quanto a menor da primeira e segunda extensõesverticais.

40. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 37,caracterizado pelo fato de que os condutos de aquecimento são associadoscom aquecedores de pulso.

41. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 37,caracterizado pelo fato de que pelo menos um do primeiro e segundo gruposde condutos de aquecimento compreende duas ou mais fileiras de condutos deaquecimento.

42. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 41,caracterizado pelo fato de que, dentro do pelo menos um do primeiro esegundo grupos, fileiras adjacentes de condutos de aquecimento sãoescalonadas.

43. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 40,caracterizado pelo fato de que tanto o primeiro quanto segundo grupos decondutos de aquecimento compreendem duas ou mais fileiras de condutos deaquecimento.

44. Reator de leito fluido de acordo com a reivindicação 43,caracterizado pelo fato de que, dentro de cada grupo, fileiras adjacentes decondutos de aquecimento são escalonadas.

45. Método de processar termoquimicamente oubioquimicamente um material reativo para formar um produto, caracterizadopelo fato de que o método compreende:prover um reator de leito fluido compreendendo:um vaso de reação definindo um compartimento apropriadopara receber um material reativo;um primeiro grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umaprimeira extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no primeiro grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no primeirogrupo tendo uma primeira espessura; eum segundo grupo de condutos de aquecimento pelo menosparcialmente ocupando dito compartimento e estendendo-se sobre umasegunda extensão vertical dentro do compartimento, cada conduto deaquecimento no segundo grupo configurado para transferir calor de uma fontede calor para o compartimento, os condutos de aquecimento no segundogrupo tendo uma segunda espessura, o segundo grupo de condutos deaquecimento sendo posicionado verticalmente acima do primeiro grupo decondutos de aquecimento e espaçado do mesmo por meio de uma primeiradistância de separação, a primeira distância de separação sendo pelo menostão grande quanto a menor das primeira e segunda espessuras;introduzir um meio de fluidização no compartimento;introduzir material reativo no compartimento em uma regiãoque é verticalmente entre o primeiro e segundo grupos de condutos deaquecimento; econtrolar uma reação no vaso de reação de modo que pelomenos uma porção do material reativo é convertido em um ou mais produtosem um leito fluidizado.

46. Método de acordo com a reivindicação 45, caracterizadopelo fato de que compreende:prover o vaso de reação com aquecedores de pulso, oscondutos de aquecimento sendo associados com os aquecedores de pulso; eem que:controlar uma reação no vaso de reação compreende controlaroperação de aquecedores de pulso.

47. Método de acordo com a reivindicação 45, caracterizadopelo fato de que compreende operar o vaso de reação em um regime defluidização turbulento.

48. Método de acordo com a reivindicação 47, caracterizadopelo fato de que o meio de fluidização é um do grupo consistindo de vapor,ar, ar enriquecido, oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, gás produto dereciclo, e misturas dos mesmos.