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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektroinduktiven Erwärmung von Wirbelbettschichten mit hohem spezifischen Widerstand p, in einer Vorrichtung zur Durchführung endothermer Reaktionen, wobei die elektroinduktive Erwärmung innerhalb der Wirbelbettschicht selbst mittels mindestens einer von Wechselstrom durchflossenen und ausserhalb einer die Wirbelbettschicht enthaltenden Reaktorkammer angeordneten Induktionsspule erfolgt, das erfindungsgemässe Verfahren dient zur Durchführung von endothermen, chemischen und/oder physikalischen Prozessen in einer Reaktorkammer.
Die Wirbelbett- bzw. Wirbelschichttechnikwird bei einer Vielzahl von verschiedenen Verfahren angewandt, bei denen die speziellen Eigenschaften der Wirbelbettechnik ausgenutzt werden, u. zw. insbesondere eine hohe Massen- und Wärmeübertragungs ges chwindigkeit, die Möglichkeit der Aufrechterhaltung einer gleichmässigen Wirbelbettemperatur und die einfache Steuerung derselben, und die besondere Eignung der Wirbeltechnik für kontinuierliche Verfahrensabläufe.
Bei Durchführung von endothermen Reaktionen in einem Wirbelbett ist häufig die Wärmezufuhr zu dem Wirbelbett ein Problem. Die Anwendbarkeit der Wirbelbettechnik auf dem chemischen und metallurgischen Gebiet könnte stark dadurch verbreitert werden, wenn es möglich wäre, das Wirbelbett elektrisch zu erwärmen.
Es sind bereits Versuche unternommen worden, das Wirbelbett auf verschiedene Weise elektrisch zu erwärmen. So kann das Bettbeispielsweise durch Widerstandsheizung erwärmt werden, indem durch das Bett mittels Elektroden ein elektrischer Strom geschickt wird, oder die Wärme kann direkt von elektrischen Widerstandselementen abgeleitet werden, die in das Bett eingetaucht werden.
Es sind weiterhin elektroinduktive Erwärmungstechniken üblich. Wenn ein niederfrequenter Strom benutzt wird, wird die Wärme dem Bett über einen induktiv erwärmten Metallring zugeführt, der in das Bett eingetaucht ist, oder die Reaktorwandung wird in vergleichbarer Weise erwärmt. Die induktive Erzeugung von Wärme im Bett selbst ist ebenfalls bekannt ; dieses Verfahren konnte bisher nur unter Anwendung sehr hochfrequenter Ströme durchgeführt werden, wobei die Frequenzen einen solchen Wert haben mussten, dass die Eindringtiefe des elektromagnetischen Feldes in jeden Teil des Bettes von der gleichen Grössenordnung ist wie der Querschnitt dieses Teiles.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Wirbelbettschicht mit einem spezifischen Widerstand zwischen 10-1 und 10 ! 2. m ein Wechselstrom benutzt wird, dessen Frequenz in Abhängigkeit von dem ausgewählten kleinsten horizontalen Quermass (d) durch den Mittelpunkt des Bettquerschnittes und dem spezifischen Widerstand (p) des Bettes so ausgewählt ist, dass zwischen diesem kleinsten Mass des Bettquerschnittes (d) und der Eindringtiefe (ô) des elek- tromagnetischenFeldes, die durch die Frequenz und den spezifischen Widerstand bestimmt ist, ein zwischen den Werten 0, 2 und 1, 5 liegendes Verhältnis erhalten wird, das durch die Gleichung
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bestimmt ist, wobei k eine Zahl zwischen 1, 1 und 1, 5, vorzugsweise 1, 2,
ist.
Zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient gemäss der Erfindung eine Vorrichtung, bestehend aus einem Reaktor, der eine Reaktorkammer und eine Induktionsspule im Bereich der Reaktorwandung aufweist, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens der von der Induktionsspule umgebene Teil der Reaktorwandung von einer Druckkammer umgeben ist, welche mit Gaszuleitungen ausgestattet ist.
Einbevorzugtes Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die Abschnitte zwischen benachbarten Windungen der Induktionsspule gegen die den Reaktor umgebende Atmosphäre abgedichtet sind und dass die Gaszuleitungen innerhalb der nach aussen abgedichteten Bereiche vorgesehen sind.
Verfahren und Vorrichtung gemäss der Erfindung sind auf zahlreiche endotherme Wirbelbettverfahren anwendbar, z. B. für das Kracken von Kohlenwasserstoffen sowie von schweren Kohlenwasserstoffen mit Metallkatalysatoren, das "Raffinieren" von verkoktem Material, die Pyrolyse von festen organischen Stoffen, das" Kalzinieren" von Anthrazit, das Reduzieren und bzw. oder Karburieren von Gasen, das Reduzieren von Metalloxyden, die synthetische Herstellung von anorganischen und organischen Verbindungen sowie die Gewinnung von Energie aus den Abgasen. Im folgenden werden mehrere Beispiele hiefür näher erläutert.
Die Bezeichnung Eindringtiefe wird verstanden als
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wobei ú) die Winkelfrequenz des elektromagnetischen Feldes, gemessen in rad/s, ju die Permeabilität (im Falle von nichtmagnetischen Stoffen etwa 4 tu 10-7) und p der spezifische Widerstand des Bettes, gemessen in ! 2 m ist.
Der Querschnitt (d) des Bettbereiches wird in Metern gemessen. Der Widerstand des Bettes kann innerhalb bestimmter Grenzen eingestellt werden, indem unter anderem das Ausmass der Fluidisierung, das Fluidisiermedium selbst, die Teilchengrösse des Bettmaterials und die Bettemperatur eingestellt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren macht es möglich, Reaktionen in Wirbelbetten bzw. Wirbelschichten durchzuführen, die direkt induktiv erwärmt werden und Dimensionen haben, die in grosstechnischem. Massstab Verfahrensabläufe gestatten, ohne dass extrem hohe Frequenzen benötigt werden. Wenn beispielsweise ein kreisförmiges Wirbelbett mit einem Durchmesser von 7, 5 m induktiv erwärmt wird, wobei das Bettmaterial aus Kokspartikeln mit einer mittleren Korngrösse von 0, 15 mm besteht, wobei der spezifische Widerstand bei 6, 5 Q m liegt, reicht eine Frequenz von 2600 Hz aus, wenn das Verhältnis von Induktionsspulenhöhe zu Induktionsspulendurchmesser 0, 6 : 1 beträgt.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können in vorteilhafter Weise in einem Wirbelbett mit einem elektromagnetischen. Feld verhältnismässig geringer Stärke sehr hohe Energiemengen erzeugt werden. Wenn die Induktionsspule aus Kupfer besteht, liegen die Verluste, die durch die induktive Erwärmung der Induktionsspule hervorgerufen werden, nur bei einigen wenigen Prozent der zugeführten Energie. Bei dem oben beschriebenen Beispiel wurden in dem Koksbett etwa 30 MW bei einer Feldstärke von nur 50 kA/m erzeugt ; die Verluste in der Kupferspule erreichen nur 600 kW, d. h. etwa 2% der zugeführten Energie.
Dieses gute Ergebnis wurde erreicht mit einem Verhältnis von Reaktordurchmesser zur Eindringtiefe von nur 0, 29 : 1, u. zw. verglichen mit dem Standardverhältnis von 2, 5 : 1, wenn mittels der bekannten Techniken Material mit niedrigem spezifischen Widerstand erwärmt wird. Der elektrische Ausnutzungsfaktor, der sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren erreichen lässt, ist, verglichen mit dem Wirkungsgrad bekannter induktiver Erwärmungstechniken, ausserordentlich hoch.
Verglichen mit bekannten Verfahren zur Zufuhrung von Wärme zu einem Wirbelbett lassen sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren folgende Vorteile erzielen :
1. In dem Bett können sehr grosse Energiemengen erzeugt werden, ohne dass die Gefahr einer örtlichen Überhitzung besteht, die jedoch dann vorhanden ist, wenn, wie bei den bekannten Verfahren, mit einer
Verbrennung von Brennstoffen innerhalb des Bettes oder der Erwärmung des Bettes durch die Reak- torwandung, mittels Heizelementen oder Elektroden gearbeitet wird.
2. Es bestehenkeine Materialprobleme, wie siebei Anwendung der bekannten Heiztechniken auftreten.
3. Es kann ein Strom mit einer nicht allzu hohen Frequenz verwendet werden, was gegenüber den bis- her benutzten, sehr hochfrequenten Strömen geringere Kosten verursacht.
4. Man kann auf die sehr aufwendige und komplizierte Elektrodenausrästung verzichten, wodurch auch die Kosten für das Verfahren herabgesetzt werden.
5. Die zugeführte Energiemenge kann einfach gesteuert werden, u. zw. ebenso wie die Reaktortempera- tur.
6. Es kann ein Reaktor verhältnismässig einfacher Bauart verwendet werden.
7. Die Abdichtung des Reaktors wird vereinfacht.
8. Hinsichtlich der Reaktorkonstruktion besteht eine grössere Flexibilität.
Das erfindungsgemässe Verfahren und der dementsprechend konzipierte Reaktor eignen sich zur gleichzeitigen Durchführung von reduzierenden und oxydierenden Prozessen. So kann beispielsweise ein Teil der zur Durchführung des Prozesses benötigten Wärme dadurch aufgebracht werden, dass in dem Reaktor Brennstoffe verbrannt werden, u. zw. sowohl innerhalb des Bettes als auch ganz oder teilweise über dem Bett. Die Brennstoffe können Gase sein, die aus dem Wirbelbett stammen und/oder Brennstoff, der von aussen her oberhalb des Bettes zugeführt wird. Auf Grund des Fehlens von Elektroden und auf Grund eines verhältnismässig grossen Reaktorquerschnittes ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit sehr hohen Temperaturen zu arbei- ten und grosse Wärmemengen an die Oberfläche des Wirbelbettes abzugeben.
Auf diese Weise ist es nicht notwendig, die gesamte benötigte Wärmemenge elektroinduktiv zuzuführen.
Wenn in dem Reaktor Brennstoffe verbrannt werden, kann die Wärmemenge, die nicht von dem Material innerhalb des Reaktors verbraucht wird, im Bereich der Strahlungskammer eines Dampfkessels wiedergewonnen werden, wobei diese Strahlungskammer sich in dem Reaktor über dem Wirbelbett befindet. Zumindest ein Teil des Wärmeinhaltes der in der Reaktorkammer gebildeten Gase kann somit zur Erzeugung von Dampf oder elektrischer Energie wiederverwendet werden. Unabhängig davon, ob in dem Reaktor eine Verbrennung stattfindet oder nicht, kann der Wärmeinhalt der den Reaktor verlassenden Gase zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet werden, beispielsweise mittels einer Dampf- oder Gasturbine, vorzugsweise Heissluftturbine.
Die erzeugte elektrische Energie kann zur Speisung der Induktionsspule benutzt werden. Die die Heiss-
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luftturbine verlassende Heissluft kann in Verbindung mit dem in der Reaktorkammer ablaufenden Verbrennungsprozess verwendet werden, wodurch sich ein ausserordentlich hoher thermischer Wirkungsgrad erzielen lässt. DasVerfahrenistbeispielsweiseanwendbarzum Kracken von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Erd- ölprodukten, bei gleichzeitiger Erzeugung von Petroleumkoks.
Dabei können die Kohlenwasserstoffe im wesentlichen kontinuierlich einem Kokswirbelbett zugeführt werden, in dem induktiv eine Bettemperatur aufrechterhalten wird, die ausreicht, um die Kohlenwasserstoffe zu kracken und um aus den Kohlenwasserstoffen und den daraus resultierenden Krackprodukten Koks zu erzeugen, wobei das Bett kontinuierlich durch den auf diese Weise gebildeten Koks erneuert bzw. ergänzt wird und aus der Reaktorkammer Koks in Mengen entnommen wird, die im wesentlichen der Menge an neugebildetem Koks entsprechen, so dass das Bettvolumen im wesentlichen unverändert bleibt. Die Kohlenwasserstoffe werden vorzugsweise in das induktiv aus Petroleumkoks bestehende Wirbelbett eingespritzt.
Das Wirbelbett wird mittels eines Gases aufgebaut, das zumindest teilweise aus dem den Reaktor verlassenden Gas bestehenkann und vorzugsweise in vorerwärmtem Zustand im Kreislauf wieder in den Reaktor
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tes ausreichen. Das Volumen des Wirbelbettes kann dadurch konstant gehalten werden, dass überschüssiges
Bettmaterial entweder vom Boden des Reaktors abgezogen wird oder mittels eines Überlaufes. Durch Erhöhung der Gasgeschwindigkeit durch den Reaktor kann man erreichen, dass die den Reaktor verlassenden Gase
Koks mit sich führen, der dann in Zyklonen wieder aus dem Gas abgeschieden wird. Die Geschwindigkeit, mit der das Gas durch den Reaktor strömt, kann so hoch sein, dass die von der Gasströmung mitgerissene
Koksmenge grösser ist als die im Reaktor erzeugte Koksmenge.
Der überschüssige Koks kann aus den Zyklonen wieder in das Wirbelbett zurückgeführt werden.
Ein wesentlicher Vorteil bei Herstellung von Petroleumkoks liegt darin, dass ein Reaktor von verhältnismässig einfacher Bauart benutzt werden kann, der eine sehr hohe Kapazität hat. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Verkokungstemperatur einfach hergestellt werden kann. Indem eine geeignete Kombination zwischen hoher Temperatur und Verweilzeit ausgewählt wird, ist es möglich, den erzeugten Petroleumkoks zu entschwefeln.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zum Abscheiden von unerwünschten Substanzen aus Petrolumkoks benutzt werden, der auf andere Weise hergestellt worden ist, beispielsweise zum Raffinieren eines solchen Kokses im Hinblick auf den Schwefelgehalt. Zu diesem Zweck kann das erfindungsgemässe Verfahren zum Raffinieren von verkoktem Material angewandt werden, beispielsweise zum Entfernen von Schwefel aus Petroleumkoks, der vorzugsweise kontinuierlich einem Wirbelbett zugeführt wird, das hauptsächlich raffiniertes Koksmaterial enthält.
Man kann daher so vorgehen, dass die induktiv erzeugte Wärme in dem Wirbelbett erzeugt wird und die Bettemperatur und die Verweilzeit des Materials in dem Bett so eingestellt werden, dass der erwünschte Raffinierungseffekt erhalten wird, und dass das raffinierte Koksmaterial im wesentlichen kontinuierlich aus dem Reaktor abgeführt wird, um das Bettvolumen auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten, und dass vorzugsweise vorerwärmtes Inertgas oder Wasserstoff enthaltendes Gas zum Aufbau des Wirbelbettes verwendet wird. Das Fluidisiergas, d. h. das Gas, mit dem das Wirbelbett aufgebaut wird, wird vorzugsweise vorerwärmt und kann ein für Koks inertes Gas sein oder ein wasserstoffhaltiges Gas, beispielsweise Wasserstoffgas.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch zum Kracken von schweren Kohlenwasserstoffen benutzt werden. Zu diesem Zweck wird ein permanentes, induktiv beheiztes Wirbelbett benutzt, das aus Metallpartikeln besteht, die bei der Krackreaktion eine katalytische Wirkung haben. Die schweren Kohlenwasserstoffe kön- nen dem Bett vorzugsweise kontinuierlich zugeführt werden, beispielsweise durch Einspritzen in das Bett, welches zumindest von den Gasen, die während des Krackprozesses im Bett gebildet werden, in fluidisiertem Zustand gehalten werden kann.
Weiters kann vorgesehen sein, dass dem Wirbelbett zu seinem Aufbau Wasserstoffgas zugeführt wird, das mit den dem Bett zugeführten Kohlenwasserstoffen zur Reaktion gebracht wird, um neue wasserstoffreichere Kohlenwasserstoffe zu bilden, die aus dem Bett in Gasform abgezogen und ausserhalb des Reaktors wiedergewonnen werden. Als Krack- und Fluidisiermedium kann auch Wasserdampf benutzt werden.
Dieses Krackverfahrenhat den Vorteil, dass grosse Materialmengen in einem verhältnismässig kleinen Reaktor verarbeitet werden können, da in einem Wirbelbett hohe Reaktionsgeschwindigkeiten erreichbar sind, wobei die induktive Erwärmung eine einfache Massnahme zum Aufbringen der für den Krackprozess benötigten Wärmemenge darstellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich in vorteilhafter Weise auch zur Pyrolyse von festen organischen Stoffen, beispielsweise Braunkohle, verwenden oder zum Kalzinieren von Stoffen, beispielsweise Anthrazit.
Das zu pyrolysierende oder zu kalzinierende Material wird dem Bett in vorteilhafter Weise kontinuierlich zugeführt, wobei das Bett im wesentlichen Koks enthält oder kalzinierte Produkte, die sich während des Prozesses gebildet haben. Das Bett wird vorzugsweise induktiv zumindest auf eine solche Temperatur er-
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wärmt, dass das dem Wirbelbett zugeführte Material zersetzt wird, um Koks zu bilden oder ein kalziniertes
Produkt und freigegebenen Kohlenwasserstoff, die man mit dem festen Rückstand während des Niederschlagens bzw. das Ablagerns des Kohlenstoffes reagieren lässt, um Material zu erhalten, welches das Bett wieder auffüllt ; es werden weiterhin auch leichte Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoffgas erhalten.
Die zum Aufbau des Wirbelbettes notwendigen Gase können die den Reaktor verlassenden Gase sein, die vorzugsweise in vorerwärmtem Zustand, wieder in das Wirbelbett zurückgeführt werden. Das während der Pyrolyse gebildete Gas kann auch als Fluidisiermedium benutzt werden. In bestimmten Fällen kann dieses durch Pyrolyse gebildete Gas allein ausreichen, um das Wirbelbett aufzubauen. Das Wirbelbett wird vorzugsweise auf einem im wesentlichen konstanten Volumen gehalten, indem Material aus dem Bett beispielsweise in der Weise abgezogen wird, wie es in Verbindung mit der Herstellung von Petroleumkoks beschrieben worden ist.
Die erhaltenen Kohlenstoff- oder Koksprodukte können beispielsweise zur Herstellung von Briketts verwendet werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren schafft die Möglichkeit, Koks oder Kohlenstoff aus festen Brennstoffen zu erzeugen, die nur sehr geringe Verkokungseigenschaften haben, wie beispielsweise Braunkohle oder verschiedene Abfälle, beispielsweise Sägespäne oder Sägemehl. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass weder Teer noch andere normalerweise unerwünschte Destillationsprodukte gebildet werden.
Wenn das erfindungsgemässe Verfahren zum Kalzinieren von Anthrazit benutzt wird, wird ein ausserordentlich gleichförmiges Produkt erhalten, dessen Eigenschaften sich genau kontrollieren lassen, u. zw. auf Grund der gleichmässigen Wirbelbetterwärmung.
Ausserdem kann vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Reduzieren und/oder Karburieren eines Gases angewendet wird, das zum Aufbau eines induktiv erwärmten Wirbelbettes durch dieses Bett geschickt wird und vorzugsweise in Gegenwart eines Materials, das einen katalytischen Effekt auf den Reduktions- und/oder
Karburierungsprozess hat, mit einem Reduziermittel in Kontakt gebracht wird, und dass das Wirbelbett auf einer solchen Temperatur gehalten wird, dass das Reduziermittel mit dem behandelten Gas während der Re- duktionund/oderder Karburierung desselben reagiert. In diesem Zusammenhang lässt sich beispielsweise die Regenerierung von Gas erwähnen, das von einem Eisenschwammofen herrührt. Dieses Gas enthält unter an- derem CO, H, CO und H O.
Die beiden zuletzt genannten Gasbestandteile werden zu CO und H2 umgewan- delt, so dass das Gas dann wieder in den Eisenschwammofen zurückgeführt werden kann. Verglichen mit bekannten elektrischen und mit Elektroden versehenen Karburieranlagen hat das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass die Betriebskosten nur sehr niedrig sind, wobei minderwertigere feste Brennstoffe verwendet werden können und die Abmessungen des Reaktors kleiner sind als bei bisher verwendeten Verfahren.
Ferner kann vorgesehen werden, dass ein Wirbelbett aus Koks benutzt wird, der gleichzeitig das Reduziermittel bildet und der sich während des Reduktions- und/oder Karburierungsprozesses fortlaufend verbraucht. Der verbrauchte Koks kann dadurch ersetzt werden, dass dem Bett feste, flüssige oder gasförmige organische Stoffe zugeführt werden, wodurch das Wirbelbett zumindest auf einer solchen Temperatur gehalten wird, dass sich durch Pyrolyse dieses zugesetzten Materials und durch Kracken des Pyrolysegases Koks bildet. Beim Verbrauch von Koks wird Asche gebildet.
Die Temperatur des Bettes wird vorzugsweise so hoch gehalten, dass die Aschepartikel sich zu einem verhältnismässig grobkörnigen Produkt agglomerieren, das, da es schwerer ist als der Koks, durch das Bett absinkt und sich am Boden des Reaktors ansammelt, von wo aus dieses agglomerierte Ascheprodukt entweder intermittierend oder kontinuierlich entfernt werden kann.
Gemäss einer weiteren Anwendung der Erfindung kann das Wirbelbett im wesentlichen aus einem metallschen Material bestehen, vorzugsweise aus einem Material, das eine katalytische Wirkung bei den Reduk- tions-und/oder Karburierungsreaktionen hat. Das Bettmaterial kann vorzugsweise aus Partikeln bestehen, die mit Kohlenstoff überzogen sind. Die Kohlenstoffschicht macht die Partikeln elektrisch leitend und wirkt gleichzeitig als Reduktionsmittel. Die Kohlenstoffschicht wird fortschreitend verbraucht ; sie kann jedoch durch Zufuhr von Kohlenwasserstoffen ersetzt werden, die einem Krackprozess unterworfen werden, so dass sich neuer Kohlenstoff auf den Partikeln ablagern kann. Als Beispiel für die beiden zuletzt erwähnten Verfahrensweisen lässt sich die Spaltung von Erdgas erwähnen, welches mit Wasserdampf zur Reaktion gebracht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich weiterhin auch zur Reduktion von oxydischem Material, beispielsweise Metalloxyden der Eisengruppe oder oxydischem Kupfermaterial, verwenden. Die Metalloxyde werdendemhauptsächlich Koks enthaltenden induktiv erwärmten Wirbelbett mit einer solchen Korngrösse zugeführt, dass die Metalloxyde fluidisierfähig sind. Der Koks wird fortlaufend verbraucht und kann dadurch ersetzt werden, dass dem Bett feste, flüssige oder gasförmige organische Stoffe zugeführt werden, wobei das Bett auf einer solchen Temperatur gehalten wird, dass aus dem organischen Material durch Pyrolyse und Kracken Koks gebildet wird, während der Kohlenstoff sich ablagert.
Es ist auch vorteilhaft, das Koksbett auf einer solchen Temperatur zu halten, dass das reduzierte Metall, insbesondere Eisen, zu Granulaten agglomeriert, die infolge ihres Gewichtes, das über dem Gewicht des das Bett bildenden Kokses liegt, zum Boden der Reaktorkammer sinkt, von wo aus es intermittierend oder kon-
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tinuierlich, vorzugsweise zusammen mit Koksasche, abgezogen wird, die in vergleichbarer Weise zu grösse- ren Granulaten agglomeriert ist. Diese Verfahrensweise ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich um
Metalle der Eisengruppe handelt.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform dieser Verfahrensweise wird die Temperatur in dem Wirbelbett so gesteuert, dass das reduzierte Metall schmilzt und sich am Boden der Reaktorkammer sammelt, von wo aus das Metall gegebenenfalls zusammen mit Schlacke abgezogen werden kann. Bei der Reduktion von Eisenoxyden wird das Eisen beim Kontakt mit dem Koksbett in gewissem Umfang karbonisiert, wodurch der Schmelzpunkt herabgesetzt wird.
Gemäss einer dritten Ausführungsform dieser Verfahrensweise werden dem Boden der Reaktorkammer Metalloxyde in einem so fein zerteilten Zustand zugeführt, dass das Oxyd von dem Fluidisiermedium durch das Bett nach oben getragen wird, wobei gleichzeitig eine Reduktion stattfindet ; das fein zerteilte Metalloxyd verlässtdas Bett in einem reduzierten Zustand zusammen mit den das Bett aufbauenden Gasen, aus denen das reduzierte Material beispielsweise in einem Zyklon abgetrennt werden kann. Das Koksbett wird vorzugsweise unterhalb einer Temperatur gehalten, bei der das reduzierte Material in stärkerem Umfang zur Agglomerierung neigt.
Eine weitere Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann darin bestehen, dass es zur Reduktion von Metalloxyden, insbesondere Eisenoxyden, angewandt wird, die vorzugsweise der Oberfläche eines induktiv erwärmten, hauptsächlich aus Koks bestehenden Wirbelbettes in einem derart grobkörnigen Zustand zugeführt werden, dass die Metalloxyde, während sie reduziert werden und fortschreitend den das Wirbelbett bildenden Koks verbrauchen, durch das Bett nach unten sinken und von der Unterseite des Bettes, vorzugsweise getrennt vom Koks, aus dem Reaktor abgezogen werden.
Das während der Pyrolyse und des Krackens des organischen Materials in dem Bett gebildete Gas kann wieder zum Aufbau des Wirbelbettes bei den oben erwähnten Reduktionsprozessen verwendet werden.
Der Hauptvorteil gegenüberbekannten Metalloxydreduktionsverfahren in Wirbelbetten besteht bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens darin, dass der Sintervorgang, der bei bekannten Verfahren leicht eintritt, vermieden wird oder in gesteuertem Umfang abläuft.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich vorteilhafterweise auch zur Reduktion von Metalloxyden, insbesondere Eisenoxyden, verwenden, wenn das induktiv erwärmte Wirbelbett hauptsächlich aus Metallpulver oder Metallgranulaten besteht. Die Metalloxyde werden dem Wirbelbett zusammen mit einem festen, flüssigen oder gasförmigen Reduktionsmittel zugeführt und zur Reaktion gebracht, wobei gasförmige Reaktionsprodukte und pulver-bzw. granulatförmiges Metall gebildet werden ; das Metallpulver bzw. die Metallgranulate werden in einem solchen Umfang aus dem Reaktor entfernt, dass das Volumen des Wirbelbettes im wesentlichenkonstant bleibt. Die Gefahr einer Sinterung des aus Metallpartikeln bestehenden Wirbelbettes kann bei Anwendung der induktiven Erwärmung dadurch vermieden werden, dass die induktive Erwärmung innerhalb enger Temperaturgrenzen gesteuert wird.
Die endotherme Synthese von organischen oder anorganischen Verbindungen kann ebenfalls unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in einem Wirbelbett durchgeführt werden, bei dem elektroinduktiv eine für die Durchführung der Synthesereaktion ausreichende Temperatur aufrechterhalten wird, u. zw. vor- zugsweise in Gegenwart eines Materials, das katalytisch auf die Synthesereaktion einwirkt. Bei diesem Material kann es s ich um Metallpulver oder Metallgranulat handeln, die gleichzeitig auch das induktiv erwärmte Wirbelbett bilden. Das zum Aufbau des Wirbelbettes benötigte Gas kann ganz oder teilweise aus den dem Wirbelbett zugeführten Reaktionsteilnehmern gebildet werden. Anorganische Verbindungen, die auf diese Weise erzeugt werden können, umfassen beispielsweise Karbide, Nitride und Halogenverbindungen.
Ein Beispiel einer organischen Synthese ist die Herstellung von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Äthylen, indem Wasserstoffgas und ein induktiv erwärmtes Koksbett zur Reaktion gebracht werden, womit hohe Ausbeuten an erwünschten Kohlenwasserstoffen erhalten werden können, indem die Temperatur des Bettes und die Verweilzeit des Materials in dem Wirbelbett in entsprechender Weise gesteuert werden.
Bei Reaktoren, die für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet sind, schafft die elektrische Isolierung zwischen aufeinanderfolgenden Windungen der Induktionsspule und gegebenenfalls auch zwischen einzelnen Spulenteilen gewisse Probleme, wenn die Reaktorwände ein bestimmtes Durchlassvermögen für Gase haben. Es hat sich unter anderem herausgestellt, dass Kohlenmonoxyd enthaltendes Gas in bestimmten Fällen in der Lage ist, aus der Reaktorfüllung die Reaktorwand zu durchdringen und einen Kohlenstoffniederschlag zu bilden, der im Bereich der Spule zu einer Funkenbildung führen kann. Diese Probleme treten insbesondere bei sehr grossen induktiv beheizten Reaktoren und Öfen auf, bei denen Spannungen benötigt werden, die bisher bei induktiven Heiztechniken nicht benutzt worden sind.
Ein weiterer Nachteil, der den bisher verwendeten Spulen von induktiv beheizten Reaktoren bzw. Öfen anhaftet, besteht darin, dass im Falle von Beschädigungen der Spule die Spule insgesamt ausgetauscht werden muss, was sehr zeitaufwendig und auch teuer ist.
Die Funkenbildung im Bereich der Induktionsspule kann weitgehend dadurch verhindert werden, wenn das
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quelle angeschlossenist. Dem Bett --14-- werden kontinuierlich durch Leitungen --16-- Kohlenwasserstoffe zugeführt, bei denen es sich um die schweren Kohlenwasserstofffraktionenhandelt, die beim Kracken von Erdöl erhalten werden.
Das Bett --14--, das hauptsächlich aus Koks besteht, wird auf einer solchen Temperatur gehalten, dass die Kohlenwasserstoffe, die vorzugsweise in einem vorerwärmten Zustand zugeführt werden, gekrackt werden und neuen Koks zusammen mit gasförmigen Brennstoffen bilden, die den Reaktor zusammen mit dem das WirbelbettaufbauendenGasdurchdieAuslassöffnung --12-- verlassen. Diese Gase können als Brennstoff weiterverwendet werden. Ein Teil dieser Gase kann dem Reaktor --10-- vorzugsweise in heissem Zustand durch die Einlassöffnung --11-- zugeführt werden, um das Wirbelbett zu erzeugen.
Die während des Krackprozesses gebildeten gasförmigen Stoffe tragen ebenfalls zum Aufbau des Wirbelbettes bei, wobei diese gasförmigen Stoffe unter gewissen Bedingungen allein zum Aufbau des Wirbelbettes dienen können, so dass die Gaszufuhr durch die Einlassöffnung --11-- unterbrochen werden kann.
Die Verweilzeit der Feststoffe in dem Wirbelbett und die Temperatur des Bettes können so eingestellt sein, dass der dem Reaktor zugeführte feste Kohlenwasserstoffrückstand die erwünschte Qualität erreicht.
Die Verweilzeit und die Temperatur des Bettes können beispielsweise so eingestellt werden, dass der resultierende Koks auch im Hinblick auf Schwefel raffiniert wird.
Dem Bett --14-- wird Koks durch eine Auslassleitung --17-- mit der gleichen Geschwindigkeit entnommen, mitder in dem Bett neuer Koks gebildet wird ; das obere offene Ende der Auslassleitung --17-- liegt auf einem Niveau mit der Oberfläche des Wirbelbettes --14--.
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2weise einGas, das zur Reduktion von Metalloxyden benutzt werden soll und CO, H.CO und HO enthält. Das vorzugsweise vorerwärmte Gas wird dem Reaktor --10-- zugeführt, um das Wirbelbett aufzubauen. Die für die Reduktion und die Karburierung benötigten Kohlenwasserstoffe werden dem Bett --14-- durch Leitungen - -16-- zugeführt.
In diesem Fall besteht das Bett --14-- aus Metallpartikeln, die mit Kohlenstoff überzogen sind und beim Reduktions- und Karburierungsprozess einen katalytischen Effekt haben. Der sich auf den Metallpartikeln befindende Kohlenstoffüberzug, der während des Reduktions- und Karburierungsprozesses verbraucht wird, wird dadurch erneuert, dass eine so hohe Bettemperatur aufrechterhalten wird, dass durch Py-
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Leitung-16-zugeführtenIn Fig. 3 haben die Bezugs zeichen --10 bis 13,15 und 16-- die gleiche Bedeutung wie in den Fig. 1 und 2.
Metalloxyde, beispielsweise Eisenoxyd, mit einer zum Aufbau eines Wirbelbettes geeigneten Teilchengrösse werden durch die Leitung --16-- dem unteren Teil des Bettes --14-- zugeführt, das hauptsächlich aus Koks besteht und ein Reduziermittel, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe, enthält, die für die Reduktion der Metalloxyde benötigt werden. Wenn das Reduktionsmittel gasförmig ist, kann es dem Bett statt durch die Leitung - durch die Gaseinlassöffnung --11-- zugeführt werden.
Die Temperatur innerhalb des Reaktors --10-wirdauf einensolchen Wert eingestellt, dass die dem Reaktor zugeführten Kohlenwasserstoffe pyrolysiert und gekrackt werden, um Koks zu bilden, wobei das reduzierte Metall vorzugsweise zusammen mit der resultierenden Koksasche zu grösseren Granulaten agglomeriert wird, die auf Grund ihres relativ zum Bettmaterial höheren spezifischen Gewichtes durch das Bett nach unten sinken und eine Schicht --18 -- aus verhältnismässig grobkörnigem Material bilden, das durch eine Austragsleitung --19-- aus dem Reaktor abgezogen wird.
Das Material wird durch diese Leitung --19-- mit einer solchen Geschwindigkeit abgezogen, dass das Volumen des Wirbelbettes innerhalb der Reaktorkammer im wesentlichen unverändert bleibt.
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Teil des Reaktors --10-- ist bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 als eine Strahlungskammer eines (nicht dargestellten) Dampfkessels ausgebildet. Der obere Teil des Reaktors besteht somit im wesentlichen aus einem nach aussen hin wärmeisolierten Mantel --20--, durch den Wasser oder Wasserdampf hindurchströmen kann. Die zu reduzierenden Metalloxyde werden zusammen mit Koks oder Kohle, der bzw. die eine zum Aufbau eines Wirbelbettes geeignete Korngrösse hat, der Oberseite des Bettes durch konzentrisch angeordnete Einlassleitungen --21-- zugeführt. Dem Bett --14-- können durch die Leitung --16-- gegebenenfalls z.
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Kohlenwasserstoffe zugeführt werden. Das durch die Gaseinlassöffnung --1-- zugeführte Gas, welches zum Aufbau des Wirbelbettes dient, kann vorzugsweise ein reduzierendes Gas sein. Die Temperatur in dem Reaktor wird in der in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Weise so eingestellt, dass sich eine untere Schicht - aus verhältnismässig grobkörnigem Material bildet, das aus reduziertem Metall und gegebenenfalls aus agglomerierter Koksasche bestehen kann. Das grobkörnige Material wird durch die Leitung --19-- mit einer solchen Geschwindigkeit abgezogen, dass sich das Volumen des Wirbelbettes in der Reaktorkammer nicht ändert. Die während des Reduktionsprozesses gebildeten brennbaren Gase werden verbrannt, indem Luft und vorzugsweise zusätzlicher Brennstoff durch Leitungen --22-- zugeführt werden.
Die Leitungen --22-- münden oberhalb des Wirbelbettes --14-- in die Reaktorkammer, so dass die durch den Verbrennungsprozess er-
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zeugte Wärme als Energiequelle für den durchzuführenden Prozess dient.
In Fig. 5 haben die Bezugs zeichen --10, 12, 14 bis 16 und 19 bis 22-- die gleiche Bedeutung wie in Fig. 4.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 handelt es sich um eine Anlage zur Durchführung eines Reduktionsprozesses, der dem in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Reduktionsprozess vergleichbar ist. In diesem
Fall wird die Temperatur innerhalb des Reaktors --10-- jedoch auf einen solchen Wert eingestellt, dass das reduzierte Metall in geschmolzener Form innerhalb einer Bodenschicht --23-- erhalten wird, aus der die Schmelze durch die Leitung-19-- abgezogen wird. Zusätzlich zu den Metalloxyden und dem festen Reduktionsmittel können dem Reaktor durch die Leitungen --21-- auch Schlackenbildner oder Raffinierungsmittel zugeführt werden. Das Wirbelbett wird hauptsächlich durch die während des Reduktionsprozesses entstehenden Gase aufgebaut. Durch die über der Zone bzw.
Bodenschicht --23-- in den Reaktor einmündenden Leitungen --16-- kann zusätzliches Fluidisiermedium, beispielsweise flüssige Kohlenwasserstoffe oder ein reduzierendes bzw. inertes Gas, zugeführt werden.
In Fig. 6 ist ein Teil einer Reaktorwandung dargestellt, die eine keramische Auskleidung --24-- und ein Gehäuse --25-- umfasst. Die die Auskleidung umgebende Induktionsspule --15-- besteht aus Röhren, die mit einem durch die Röhren strömenden Kühlmittel gekühlt werden können. Die Spule --15-- ist teilweise in eine keramische Füllmasse --26-- eingebettet. Sowohl die Auskleidung --24-- als auch die Füllmasse --26-- sind in einem bestimmten Umfang gasdurchlässig.
Um zu verhindern, dass festes, flüssiges oder gasförmiges Material aus der Reaktorkammer durch die derSpule-15-gegenüberliegende Reaktorwand zur Spule --15-- strömt, wird in dem Bereich der Reaktorwand, der von der Spule --15-- umgeben ist, ausserhalb des Reaktors ein Überdruck aufgebaut, der über dem höchsten Druck liegt, der in der zugeordneten Zone der Reaktorkammer zu erwarten ist. Der Überdruck wird mittels eines Gases aufgebaut, das elektrisch nicht leitend ist, um eine elektrische Leitung zwischen den einzelnen Windungen der Induktionsspule --15-- zu verhindern. Um die Induktionsspule --15-- ist mit-
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gebildete Druckraum ist gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichtet.
Fig. 7 zeigt einen Teil einer Reaktorwandung, die eine Auskleidung --24--, eine Füllmasse --26-- und eine Induktionsspule --15-- umfasst. Die Abschnitte zwischen benachbarten Windungen der Spule sind gegen- über der den Reaktor umgebenden Atmosphäre mit einem Dichtmaterial --29-- ausgefüllt, das vorzugsweise ein Isoliermaterial ist. In dem Isoliermaterial --29-- sind mehrere Öffnungen --30-- angeordnet, durch die in Richtung der Pfeile Druckgase den Abschnitten der Reaktorwandung-24, 26-- zugeführt werden, die sich im Bereich der Induktionsspule --15-- befinden.
Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform der Reaktorwandung entspricht prinzipiell der Anordnung gemäss Fig. 7. Ein Teil der aus einer Auskleidung --24-.. und einer Füllmasse --26-- bestehenden Reaktorwand ist von einer spiralförmig gewickelten Induktionsspule --15-- getragen. Die Abdichtung bzw. Isolierung zwischen benachbarten Spulenwindungen erfolgt mittels eines ebenfalls spiralförmig gewickelten Schlauches - -31-- od. dgl. aus elastomerem Material. Um verhältnismässig kleine und damit wirkungsvollere Dichtflächen zwischen dem Schlauch --31-- und der Induktionsspule --15-- zu erhalten, sind an der Induktionsspule - Leitungen-32-- angeschweisst, die einen kleinen Durchmesser haben.
Der Schlauch --31-- dient gleichzeitig dazu, der Reaktorwand-24, 26-- Druckgas zuzuführen. Der Schlauch --31-- ist zu diesem Zweck an eine (nicht dargestellte) Druckgasquelle angeschlossen und weist Gasauslassöffnungen --33-- auf, die zur Reaktorwand gerichtet sind.
In Fig. 9 ist ein Teil einer Reaktorwandung dargestellt, die eine Auskleidung --24-- und eine Füllmasse - umfasst und von einer Induktionsspule --15-- umgeben ist. Jede Spulenwindung hat einen trapezförmigen Querschnitt und ist oben und unten mit nach aussen ragenden Flanschabschnitten --34-- versehen. Zwischen den benachbarten Flanschabschnitten --34-- von aufeinanderfolgenden Spulenwindungen befinden sich Dichtungseinlagen --35-- aus elastomerem Material, die mit Öffnungen --36-- versehen sind, durch die der Füllmasse --26-- ein Druckgas zugeführt werden kann.
Die Dichtungseinlagen --35-- sind über ihre Länge mit mehreren derartigen Öffnungen --36-- versehen. Das Druckgas wird den Öffnungen --36-- durch Ver- teilerleitungen --37-- zugeführt, die zu einer Hauptleitung --38-- führen, welche zur Versorgung von mehreren Verteilerleitungen --37-- dient.
In Fig. 10 ist dargestellt, wie jede Spulenwindung einer Spule --15-- aus mehreren Einzelelementen
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zwischen benachbarten Elementen --39a bis 39d--. Zwischen den Einzelelementen sind Dichtungselemente - angeordnet.
Fig. 11 zeigt in vergrössertem Massstab den Anschlusspunkt zwischen zwei benachbarten Einzelelementen - 39a und 39b--, die im wesentlichen die in Fig. 9 abgebildete Form haben. Die Flanschabschnitte --34--
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--39a-- hörenten --39a und 39b--.
In Fig. 12 ist eine Spulenanordnung dargestellt, die aus zwei Teilspulen zusammengesetzt ist, wobei jede Teilspule drei Spulenwindungen --44 bis 46 bzw. 47 bis 49-- umfasst. Jede Spulenwindung ist in ein und derselben Ebene angeordnet und kann in der in Fig. 10 dargestellten Weise in Einzelelemente aufgeteilt sein.
Zwischen den gegeneinanderstossenden Enden jeder Spulenwindung und zwischen benachbarten Spulenwindungen liegen Dichtungen --50--. Der Strom wird den Teilspulen --44 bis 46 bzw. 47 bis 49-- durch Leitungen - zugeführt. Der Stromwird von den Leitungen --51-- über Kontakte --52 bis 55-- abgegriffen ; der Stromfluss zwischen benachbarten Spulenwindungen jeder Teilspule erfolgt über Kontakte --56 bis 59--. Gemäss Fig. 12 haben die Teilspulen --44 bis 46 bzw. 47 bis 49-- unterschiedliche Windungs- bzw. Wicklungsrichtungen und benachbarte Enden der Teilspulen sind im Prinzip an den gleichen Punkt des Stromzufuhrungs- systems angeschlossen, wodurch die Spannung zwischen den Spulenwindungen --46 und 47-- ständig gleich Null ist.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens werden an Hand der folgenden Beispiele näher beschrieben.
Beispiel l : Ein Wirbelbett mit einem Durchmesser von 7 m und einer Höhe von etwa 5 m wurde in einem Reaktor der in Fig. 1 dargestellten Art auf einer Temperatur von etwa 1200 C gehalten. Zum Aufbau des Wirbelbettes, das aus Koks mit einer mittleren Korngrösse von 0, 15 mm bestand, wurden durch den Boden des Reaktors etwa 20000Nm/h eines leicht reduzierenden Gases zugeführt, dessen Temperatur etwa der Bettemperatur entsprach. Erdöl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 85 Gew.-%, einem Wasserstoffgehalt von etwa 10 Gew.-% und einem Schwefelgehalt von etwa 3 Gew.-% wurde dem Bett in einer Menge von etwa 115 t je 24 h zugeführt.
Koks in einer Menge von etwa 40 t je 24 h mit einem Schwefelgehalt von 0, 1 Gew.-% wurde von der Oberseite des Bettes gezogen, wobei gleichzeitig etwa 128000 Nm3 eines Gases erhalten wurden, das aus gasförmigen Krackprodukten bestand, die etwa 25 Vol.-% Wasserstoff, Rest niedrige Kohlenwasserstoffe, enthielten ; das erhaltene Gas wurde zusammen mit dem das Wirbelbett aufbauenden Gas aus dem Reaktor ausgeblasen. Ein Teil dieses Gases wurde teilweise verbrannt und wieder dem Reaktor zugeführt, um das leicht reduzierende Gas zu bilden, welches für die Durchführung des Wirbelbettverfahrens benötigt wurde.
Dem Bett wurde elektroinduktive Energie in einer Menge von 120 MWh/24 h mit einer Frequenz von 2600 Hz mittels einer Induktionsspule zugeführt, die den Reaktor in Höhe des Wirbelbettes umgab und einen Durchmesser von 7, 5 m und eine Höhe von 4, 5 m hatte. Diese Energie reicht aus, um die erforderliche Bettemperatur aufrechtzuerhalten und Erdölkoks zu bilden.
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Bett wurde elektroinduktiv mittels einer Induktionsspule, die den Reaktor im Bereich des Wirbelbettes um- gab und einen Durchmesser von 7, 5 m und eine Höhe von 4, 5 m hatte, Energie in einer Menge von 110 MWh/
24 h und mit einer Frequenz von 2600 Hz zugeführt. Diese Energiemenge reicht aus, um die erforderliche
Bettemperatur aufrechtzuerhalten und die notwendige Energie für die Verkokungs- und Reduktionsreaktionen zu liefern. Die dem Bett zugeführte Kohlenstaubmenge reichte aus, um den während des Reduktionsvorgan- ges verbrauchten Koks zu ersetzen.
Beispiel 4 : Bei einem Reduktionsprozess der im Beispiel 3 beschriebenen Art wurde ein Reaktor ge- mäss Fig. 4 verwendet. Das das Wirbelbett verlassende Gas wurde in der Reaktorkammer über dem Wirbelbett durch Zufuhr von Luft verbrannt. Die benötigte elektrische Energiemenge liess sich damit auf 99 MWh/
24 absenken.
Bei s pie 1 5 : Für einen Reduktionsprozess der in Beispiel 3 beschriebenen Art wurde ein Reaktor ge- mäss Fig. 5 verwendet, wobei die Wirbelbettemperatur etwa bei 14000C lag. Vom Boden des Reaktors wurde geschmolzenes Roheisen in einer Menge von 98 t/24 h und einem Kohlenstoffgehalt von etwa 2 Gew.-% zu- sammen mit einer geschmolzenen Schlacke in einer Menge von etwa 5 t/24 h abgezogen. Das das Wirbelbett verlassende Gas wurde in der in Beispiel 4 beschriebenen Weise verbrannt. Die für die Durchführung des
Prozesses benötigte elektrische Energiemenge betrug 120 MWh/24 h.
Beispiel 6 : Für die Herstellung von Äthylen durch Kracken von Kohlenwasserstoffen wurde ein Wir- belbett mit einem Durchmesser von 2, 0 m und einer Höhe von etwa 1, 8 m in einem Reaktor der in Fig. 2 dargestellten Art aufgebaut. Die Temperatur des Wirbelbettes betrug etwa 12000C. Zum Aufbau des Wirbelbettes, das im wesentlichen aus mit Silber beschichteten Nickelgranulaten mit einer mittleren Teilchengrösse von 0, 10 mm bestand, wurden durch den Boden des Reaktors etwa 4000 Nm3/h Kohlenwasserstoffe mit einer Temperatur von etwa 9000C zugeführt. Die Kohlenwasserstoffe bestanden hauptsächlich aus Äthan.
Aus dem Reaktor wurden etwa 180000 Nm3/24 h eines Gases ausgeblasen, das aus gasförmigen Krackprodukten bestand, die etwa 47 Vol.-% Äthylen und 47 Vol.-% Wasserstoff enthielten. Dem Wirbelbett wurde mittels einer Induktionsspule, die den Reaktor in Höhe des Wirbelbettes umgab und einen Durchmesser von 2, 5 m und eine Höhe von 1, 5 m hatte, elektroinduktiv eine Energiemenge von 110 MWh/24 h und mit einer Frequenz von 5000 Hz zugeführt. Die Energiemenge war ausreichend, um die erforderliche Bettemperatur aufrechtzuerhalten und die für die Durchführung der Krackreaktionen benötigte Energie zu liefern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur elektroinduktiven Erwärmung von Wirbelbettschichten mit hohem spezifischen Widerstand p, in einer Vorrichtung zur Durchführung endothermer Reaktionen, wobei die elektroinduktive Erwärmung innerhalb der Wirbelbettschicht selbst mittels mindestens einer von Wechselstrom durchflossenen und ausserhalb einer die Wirbelbettschicht enthaltenden Reaktorkammer angeordneten Induktionsspule erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Wirbelbettschicht mit einem spezifischen Widerstand zwischen 10-1 und IOn.
m ein Wechselstrom benutzt wird, dessen Frequenz in Abhängigkeit von dem ausgewähl- tenkleinstenhorizontalen Quermass (d) durch den Mittelpunkt des Bettquerschnittes und dem spezifischen Widerstand (p) des Bettes so ausgewählt ist, dass zwischen diesem kleinsten Mass des Bettquerschnittes (d) und der Eindringtiefe (6) des elektromagnetischen Feldes, die durch die Frequenz und den spezifischen Widerstand bestimmt ist, ein zwischen den Werten 0, 2 und 1, 5 liegendes Verhältnis erhalten wird, das durch die Gleichung
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bestimmt ist, wobei k eine Zahl zwischen 1, 1 und 1, 5, vorzugsweise 1, 2, ist.