DE4010695A1 - Fluidised bed reactor contg. at least two heat exchangers - used independently or together for providing different quantities of heat simply - Google Patents

Fluidised bed reactor contg. at least two heat exchangers - used independently or together for providing different quantities of heat simply

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DE4010695A1
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Abstract

Fluid bed reactor has heating surfaces heated by heating medium for indirect heating of the fluid bed. The heating surfaces comprise at least two units (18,19) each independently heated, arranged one over the other. The units are built into the housing. Pref. the upper unit (19) has a smaller surface than the lower unit (18). The units comprise a bundle of tubes, a plate, or a curved tube, heat exchanger. ADVANTAGE - Depending on heating requirements, one exchanger is used, or some or all exchangers are used, so that the exact amount of heat is transferred to the bed. Reactor can be used for very different materials, without any costly adjustments.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtreaktor mit im Gehäuse eingebauten, von einem Heizmedium durchströmten Heizflächen zur indirekten Wärmeübertragung auf das Wirbelbettmaterial.The invention relates to a fluidized bed reactor with in Built-in housing, flowed through by a heating medium Heating surfaces for indirect heat transfer to the fluidized bed material.

Bei einem Wirbelschichtreaktor wird das thermisch zu behandelnde, z. B. zu trocknende Feststoffmaterial von einem von unten in das Wirbelbett eingeblasenen gas- oder dampfförmigen Wirbelmedium bzw. Fluidisierungsmittel im fluiden Zustand gehalten, wobei das Feststoffmaterial die eingebauten Heizflächen überflutet. Auf diese Weise wird eine gute indirekte Wärmeübertragung von den Heizflächen auf das Feststoffmaterial erreicht. Bei bekannten Wirbelschichttrocknern (z. B. DD-PS 67 770) sind die in das Wirbelbett eingebauten Heizflächen in ihrer Größe vorgegeben. Bei der Wirbelbett-Trocknung unterschiedlicher Materialien, z. B. Braunkohle, Klärschlamm usw. nacheinander in demselben Wirbelschichttrockner sind aber entsprechend den unterschiedlichen Wärmeübergangseigenschaften der jeweiligen Materialien jeweils verschiedene Heizmediumtemperaturen bzw. Heizflächenleistungen erforderlich. Bei wasserdampfbeheizten Heizflächen wird dies bisher in der Regel dadurch erreicht, daß der Dampfdruck des Heizdampfes verändert wird, um die Wirbelschichttemperatur zu ändern bzw. konstant zu halten. Würde man den Kondensatfluß des kondensierenden Heizdampfes anstauen, wäre eine ausreichende Beheizung im unteren Teil der Wirbelschicht nicht mehr gegeben, so daß hier das zu trocknende Naßgut agglomerieren und die Wirbelschicht oder Teile derselben verstopfen könnten. Werden in einem Wirbelschichttrockner mit gegebenen, der indirekten Wärmeübertragung dienenden Heizflächen nacheinander Materialien mit unterschiedlichen Wärmeübergangseigenschaften getrocknet, so kann es bei großen Differenzen der jeweiligen Wärmeübergangszahlen vorkommen, daß die Verstellmöglichkeit des zu regelnden Dampfdruckes des Heizdampfes überschritten wird.In a fluidized bed reactor, the thermally treated e.g. B. solid material to be dried by a gaseous or vaporous gases blown into the fluidized bed from below Vortex medium or fluidizing agent in the fluid Condition maintained, the solid material being the built-in Heating surfaces flooded. In this way, one good indirect heat transfer from the heating surfaces the solid material reached. With known fluidized bed dryers (e.g. DD-PS 67 770) are in the fluidized bed built-in heating surfaces in their size. With fluidized bed drying of different materials, e.g. B. lignite, sewage sludge, etc. in succession but the same fluidized bed dryer are according to the different heat transfer properties of the respective  Materials each have different heating medium temperatures or heating surface performance required. With steam heated So far, this is usually heating surfaces achieved by changing the steam pressure of the heating steam to change the fluidized bed temperature or to keep constant. Would the condensate flow of the condensing Accumulating heating steam would be sufficient Heating in the lower part of the fluidized bed no longer given so that the wet goods to be dried agglomerate here and clog the fluidized bed or parts thereof could. Are given in a fluidized bed dryer with heating surfaces used for indirect heat transfer successively materials with different heat transfer properties dried, so it can with large differences of the respective heat transfer numbers occur, that the adjustability of the steam pressure to be regulated of the heating steam is exceeded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichtreaktor wie z. B. Wirbelschichttrockner zu schaffen, der geeignet ist, nacheinander unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Wärmeübergangseigenschaften und/oder bei unterschiedlichen Temperaturen problemlos thermisch behandeln zu können.The invention has for its object a fluidized bed reactor such as B. To create fluidized bed dryers which is suitable for successively different ones Materials with different heat transfer properties and / or at different temperatures to be able to treat thermally without any problems.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteiles des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.This object is achieved according to the invention with the measures of the characterizing part of claim 1 solved. Beneficial Refinements are in claims 2 to 4 specified.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Wirbelschichtreaktor die vom verwirbelten Wirbelbettmaterial überfluteten Heizflächen in wenigstens zwei Heizflächenpakete aufgeteilt sind, die übereinander angeordnet und jeweils für sich, d. h. voneinander unabhängig beheizbar sind, kann die Heizflächenleistung des Wirbelschichtreaktors an die jeweilige Wärmeübergangseigenschaft bzw. an den jeweiligen Wärmebedarf des thermisch zu behandelnden Materiales ganz einfach dadurch angepaßt werden, daß von den mehreren übereinander angeordneten Heizflächenpaketen jeweils nur ganz bestimmte Heizflächenpakete beheizt werden. Werden im erfindungsgemäßen Wirbelschichtreaktor z. B. Materialien mit hohem Wärmebedarf und/oder niedrigeren Wärmeübergangszahlen getrocknet, werden alle im Wirbelbett übereinander angeordneten Heizflächenpakete beheizt; werden umgekehrt Materialien mit niedrigem Wärmebedarf und/oder höheren Wärmeübergangszahlen getrocknet, werden von den mehreren Heizflächenpaketen ein oder mehrere Heizflächenpakete sehr vorteilhaft von oben nach unten abgesperrt, wobei in jedem Fall wenigstens das unterste Heizflächenpaket beheizt bleibt. Auf diese Weise wird durch die Verringerung der wirksamen Wärmeübertragungsfläche der erforderliche Heizdampfdruck des/der eingeschaltet bleibenden Heizelementes/Heizelemente in den vorhandenen Dampfdruckverstellbereich angehoben. Es lassen sich somit mit ein- und demselben Wirbelschichtreaktor nacheinander ganz unterschiedliche Materialien behandeln, ohne einen zeitraubenden und kostspieligen Austausch der eingebauten Heizelemente vornehmen zu müssen.The fact that in the fluidized bed reactor according to the invention the heating surfaces flooded with the fluidized bed material divided into at least two heating surface packages  are arranged one above the other and each for itself, d. H. the heating surface power can be heated independently of each other of the fluidized bed reactor to the respective Heat transfer property or the respective heat demand of the material to be thermally treated very easily be adjusted by stacking the several arranged heating surface packages only completely certain heating surface packages are heated. Are in the invention Fluidized bed reactor z. B. materials with high heat demand and / or lower heat transfer coefficients dried, all are stacked in a fluidized bed arranged heating surface packages heated; are reversed Materials with low heat requirements and / or higher ones Heat transfer numbers are dried by the several Heating surface packages one or more heating surface packages very much advantageously cordoned off from the top down, being in each If at least the bottom heating surface package is heated remains. This way, by reducing the effective heat transfer area the required heating steam pressure of the heating element (s) that remain switched on in the existing steam pressure adjustment range raised. So it can be done with one and the same Fluidized bed reactor one after the other very different Treat materials without a time consuming and costly one Change the built-in heating elements to have to.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention and its further features and advantages will be based on the schematically shown in the drawing Embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Wirbelschichttrockner mit im Gehäuse (10) eingebauten Heizflächen zur indirekten Wärmeübertragung auf das zu trocknende Wirbelbettmaterial, das durch die zentrale Gutaufgabe (11) von oben in das Wirbelbett (12) eingeführt wird, in welches von unten durch einen Anströmboden (13) ein gas- und/oder dampfförmiges Wirbelmedium (14) einströmt. Die getrockneten Feststoffe werden über den Gutüberlauf (15) bzw. über den zentralen unteren Gutaustrag (16) nach unten abgezogen, während die aus den zu trocknenden Feststoffen ausgetriebenen Brüden über den Brüdenaustritt (17) vom Wirbelschichttrockner oben abgezogen werden.The drawing shows in longitudinal section a fluidized bed dryer with built-in heating surfaces in the housing ( 10 ) for indirect heat transfer to the fluidized bed material to be dried, which is introduced from above into the fluidized bed ( 12 ) by the central feed function ( 11 ), into which fluid flows from below through an inflow floor ( 13 ) flows in a gaseous and / or vaporous fluidizing medium ( 14 ). The dried solids are drawn off downwards via the material overflow ( 15 ) or via the central lower material discharge ( 16 ), while the vapors expelled from the solids to be dried are drawn off from the fluidized bed dryer at the top via the vapor outlet ( 17 ).

Die im Wirbelbett (12) vom verwirbelten Wirbelbettmaterial überfluteten Heizflächen sind in zwei (oder auch mehrere) Heizflächenpakete (18 und 19) aufgeteilt, die übereinander angeordnet und jeweils für sich beheizbar sind. Die jeweils von einem Heizmedium wie z. B. Wasserdampf durchströmten Heizflächenpakete (18 und 19) bestehen nach dem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Zeichnung aus Rohrschlangenwärmetauschern; sie können auch aus Rohrbündelwärmetauschern und/oder Plattenwärmetauschern oder auch aus Mischformen derselben bestehen. Mit Vorteil kann das obere Heizflächenpaket (19) eine kleinere Heizfläche, insbesondere eine geringere Höhe aufweisen als das untere Heizflächenpaket (18). Es besteht auch die Möglichkeit, den Durchströmungsquerschnitt des oberen Heizflächenpaketes (19) anders, z. B. kleiner auszubilden als den Durchströmungsquerschnitt des unteren Heizflächenpaketes (18).The heating surfaces flooded in the fluidized bed ( 12 ) by the fluidized fluidized bed material are divided into two (or also several) heating surface packages ( 18 and 19 ) which are arranged one above the other and are each individually heatable. Each of a heating medium such as. B. steam flows through heating surface packets ( 18 and 19 ) consist of the schematically illustrated embodiment of the drawing from coil heat exchangers; they can also consist of shell-and-tube heat exchangers and / or plate heat exchangers or also of mixed forms of the same. The upper heating surface package ( 19 ) can advantageously have a smaller heating surface, in particular a smaller height than the lower heating surface package ( 18 ). There is also the possibility of changing the flow cross-section of the upper heating surface package ( 19 ) differently, e.g. B. form smaller than the flow cross-section of the lower heating surface package ( 18 ).

Zur Anpassung der Heizleistung des Wirbelbett-Trockners an die jeweilige Eigenschaft des zu behandelnden Wirbelbettmaterials können die Zu- und/oder Abläufe des Heizmediums zum jeweiligen Heizflächenpaket (18 bzw. 19) mit Regeleinrichtungen (20 bzw. 21) versehen sein. Wird im Wirbelschichttrockner z. B. Material mit niedrigerem Wärmebedarf und/oder höheren Wärmeübergangszahlen getrocknet, wird von den zwei Heizflächenpaketen (18 und 19) das obere Heizflächenpaket (19) heizmediumseitig abgesperrt, d. h. es wird nur das untere Heizflächenpaket (18) beheizt. Soll nachfolgend z. B. ein Material mit hohem Wärmebedarf und/oder niedrigeren Wärmeübergangszahlen getrocknet werden, werden beide Heizflächenpakete (18 und 19) beheizt. Auf diese Weise ist der erfindungsgemäße Wirbelschichttrockner geeignet, nacheinander unterschiedliche Materialien mit unterschiedlichen Wärmeübergangseigenschaften problemlos trocknen zu können, ohne eingebaute Heizflächen austauschen zu müssen.In order to adapt the heating output of the fluidized bed dryer to the particular property of the fluidized bed material to be treated, the inflows and / or outflows of the heating medium to the respective heating surface package ( 18 or 19 ) can be provided with control devices ( 20 or 21 ). Is in the fluidized bed dryer z. B. material with a lower heat requirement and / or higher heat transfer coefficients, the upper heating surface package ( 19 ) is blocked off on the heating medium side by the two heating surface packages ( 18 and 19 ), ie only the lower heating surface package ( 18 ) is heated. Should z. B. a material with high heat requirements and / or lower heat transfer coefficients are dried, both heating surface packages ( 18 and 19 ) are heated. In this way, the fluidized bed dryer according to the invention is suitable for successively drying different materials with different heat transfer properties without having to replace built-in heating surfaces.

Die Erfindung ist auch anwendbar für Wirbelschichtkühler zum Kühlen heißer Feststoffe sowie ganz allgemein auch für Wirbelschichtreaktoren, in denen unter Zufuhr oder Abfuhr von Wärme chemische Reaktionen durchgeführt werden, z. B. bei der Direktreduktion feinkörniger oxidischer Erze unterschiedlicher Art nacheinander in ein- und demselben Reaktor.The invention is also applicable to fluidized bed coolers for cooling hot solids and more generally for Fluidized bed reactors, in which feed or discharge chemical reactions are carried out by heat, e.g. B. in the direct reduction of fine-grained oxidic ores different types in succession in one and the same Reactor.

Claims (4)

1. Wirbelschichtreaktor mit im Gehäuse (10) eingebauten, von einem Heizmedium durchströmten Heizflächen zur indirekten Wärmeübertragung auf das Wirbelbettmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die vom verwirbelten Wirbelbettmaterial überfluteten Heizflächen in wenigstens zwei Heizflächenpakete (18, 19) aufgeteilt sind, die übereinander angeordnet und jeweils für sich beheizbar sind.1. Fluidized bed reactor with in the housing ( 10 ) built-in, flowed through by a heating medium for indirect heat transfer to the fluidized bed material, characterized in that the heating surfaces flooded by the fluidized fluidized bed material are divided into at least two heating surface packages ( 18, 19 ), which are arranged one above the other and each are heatable for themselves. 2. Wirbelschichtreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von jeweils einem Heizmedium durchströmten Heizflächenpakete (18, 19) Rohrbündelwärmetauscher und/oder Plattenwärmetauscher und/oder Rohrschlangenwärmetauscher oder dergleichen sind.2. Fluidized bed reactor according to claim 1, characterized in that the heating surface packets through which a heating medium flows ( 18, 19 ) are tube bundle heat exchangers and / or plate heat exchangers and / or tube coil heat exchangers or the like. 3. Wirbelschichtreaktor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Heizflächenpaket (19) eine kleinere Heizfläche, insbesondere eine geringere Höhe aufweist als das untere Heizflächenpaket (18).3. fluidized bed reactor according to claims 1 or 2, characterized in that the upper heating surface package ( 19 ) has a smaller heating surface, in particular a lower height than the lower heating surface package ( 18 ). 4. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Heizleistung an die jeweilige Eigenschaft des zu behandelnden Wirbelbettmaterials die Zu- und/oder Abläufe des Heizmediums zum jeweiligen Heizflächenpaket (18 bzw. 19) mit Regeleinrichtungen (20 bzw. 21) versehen sind.4. Fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that to adjust the heating power to the particular property of the fluidized bed material to be treated, the inflows and / or outflows of the heating medium to the respective heating surface package ( 18 or 19 ) with control devices ( 20 or . 21 ) are provided.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819903A1 (en) * 1996-07-17 1998-01-21 GEA Wärme- und Umwelttechnik GmbH Brown coal drying plant
CN100491875C (en) * 2005-11-29 2009-05-27 山东天力干燥设备有限公司 Light-weight calcining machine with buried pipe fluidized bed for sodium carbonate
WO2010057509A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Rwe Power Aktiengesellschaft Indirectly heated fluidized bed dryer

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