<Desc/Clms Page number 1>
Verbeterde inrichting voor het realiseren van een wervelbed.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een verbeterde inrichting voor het realiseren van een wervelbed.
Men kent reeds zulke inrichtingen voor het realiseren van een wervelbed die hoofdzakelijk bestaan uit een cilindervormige behuizing met een geperforeerde bodem met blaaspijpen waarop een bed van zand of ander materiaal wordt aangebracht en waarbij aan de onderzijde van de behuizing een windkast is aangebracht in de vorm van een carter dat voorzien is van een inlaat voor de toevoer van een gas- of luchtstroming.
Door het inblazen van een gas of lucht aan de onderzijde van het voornoemde bed, wordt het materiaal van het bed in een wervelbeweging gebracht, waardoor het bed als het ware wordt gefluïdiseerd.
Dergelijke wervelbedden worden onder meer gebruikt in wervelbedreactoren voor het verbranden van verbrandbaar afval of dergelijke dat continue boven het wervelbed wordt toegevoerd en dat door de hoge temperaturen in de reactor en de innige menging met de ingeblazen lucht of ander gas zo goed als onmiddellijk wordt verbrand en waarbij de verbrandingsresten met de gasstroming naar boven worden afgevoerd, waarna ze door middel van filters of dergelijke worden uitgefilterd.
<Desc/Clms Page number 2>
Een nadeel van de bekende inrichtingen is dat de gas- of luchtstroming onregelmatig in het wervelbed wordt verdeeld waardoor de fluïdisatie wordt verstoord, wat bijvoorbeeld nadelig is voor de goede werking van de wervelbedreactor.
Men kent reeds zulke inrichtingen waarbij de voornoemde bodem vrij ten opzichte van de zijwanden van de behuizing is opgelegd en waarbij centreermiddelen zijn voorzien om de bodem centraal ten opzichte van de behuizing vast te houden, welke centreermiddelen gevormd worden door een centraal aangebrachte luchtgekoelde verticale vaste pijp die is bevestigd tussen de bodemplaat en de windkast en die zorgt voor de afsteuning van de bodemplaat.
Door het feit dat de bodemplaat vrij is opgelegd in een centrale positie, kan zij vrij uitzetten ten opzichte van de behuizing, waardoor voorkomen wordt dat scheuren ontstaan door differentiële uitzettingen van beide elementen.
Een nadeel van zulke vaste centrale pijp is echter dat het gewicht van het wervelbed volledig op de bodemplaat en op de windkast worden overgedragen, zodat zowel de bodemplaat als de windkast extra verstevigd dienen te worden door middel van horizontale verstijvingen of dergelijke, welke verstijvingen aanleiding kunnen geven tot zware en dure constructies, vooral in het geval van inrichtingen met een diameter van enkele meters.
<Desc/Clms Page number 3>
De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een inrichting voor het realiseren van een wervelbed waarbij het ingeblazen gas of de ingeblazen lucht op zeer uniforme wijze wordt verdeeld, zodat een efficiënte verbranding verzekerd is en waarbij de windkast slechts in geringe mate wordt belast, zodat, in dit geval, geen extra dure versterkingen van de windkast nodig zijn.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het realiseren van een wervelbed die hoofdzakelijk bestaat uit een cilindervormige behuizing met een bodem met één of meer blaaspijpen waarop een bed van zand of ander materiaal kan worden aangebracht en waarop aan de onderzijde van de behuizing een windkast is aangebracht in de vorm van een carter dat voorzien is van een inlaat voor de toevoer van een gas- of luchtstroming, waarbij centreermiddelen zijn voorzien om de bodem centraal ten opzichte van de behuizing vast te houden, met als kenmerk dat de bodem vrij verschuifbaar rust op steunen en dat deze bodem een dubbele bodem is bestaande uit, respectievelijk een bovenste bodemplaat waar doorheen de voornoemde blaaspijpen zijn aangebracht en een onderste bodemplaat die voorzien is van perforaties,
welke bodemplaten op een afstand van elkaar aan elkaar zijn bevestigd door middel van radiaal gerichte latten en van één of meer ringvormig geplooide en concentrisch aangebrachte latten en dat de voornoemde centreermiddelen gevormd worden door een axiaal gerichte telescopische buis waarvan het bovenuiteinde bevestigd is op de voornoemde bodem, terwijl het onderuiteinde is bevestigd op de windkast.
<Desc/Clms Page number 4>
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een inrichting volgens de uitvinding voor het realiseren van een wervelbed, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
Figuur 1 een doorsnede weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding voor het realiseren van een wervelbed ; figuren 2 en 3 op kleinere schaal doorsneden weergeven respectievelijk volgens de lijnen II-II en III-III in figuur l; figuur 4 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 door F4 is aangeduid; figuur 5 een doorsnede weergeeft volgens lijn V-V in figuur 4; figuur 6 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 door F6 is aangeduid; figuur 7 een variante weergeeft van figuur 6;
figuur 8 een zicht weergeeft gelijkaardig aan dit van figuur 1 doch voor een andere uitvoeringsvorm; figuur 9 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 8 door F9 is aangeduid.
In de figuren 1 tot 6 is een inrichting 1 weergegeven volgens de uitvinding voor het realiseren van een wervelbed, waarbij meer speciaal in dit geval de inrichting 1 een wervelbedreactor is.
<Desc/Clms Page number 5>
Deze inrichting 1 bestaat in hoofdzaak uit een opwaarts gerichte cilindervormige behuizing 2 die gedragen wordt door een niet in de figuren weergegeven constructie en die aan haar binnenzijde is voorzien van een vuurvaste bekleding 3.
De behuizing 2 is onderaan langs haar omtrek voorzien van een zijdelings uitstekende flens 4.
Onder de behuizing 2 is een windkast 5 aangebracht in de vorm van een carter dat voorzien is van een inlaat 6 voor de toevoer van een gas- of luchtstroming.
De windkast 5 is aan haar bovenrand voorzien van een zijdelings uitstekende flens 7 waarmee de windkast 5 door middel van bouten 8 of dergelijke aan de voornoemde flens 4 van de behuizing 2 is opgehangen en waarbij tussen deze flenzen 4 en 7 een ringvormige afstandshouder 9 is aangebracht.
Op de binnenwanden van de windkast 5 is een vuurvaste bekleding 10 aangebracht en zijn op een kleine afstand onder de bovenrand van de windkast 5 radiaal naar binnen gerichte steunen 11 voorzien die twee aan twee diametraal tegenover elkaar zijn gesitueerd en die gelijkmatig over de binnenomtrek van de windkast 5 zijn verdeeld.
Op deze steunen 11 is een bodem 12 voor de behuizing 2 aangebracht, welke bodem 12 een dubbele bodem is die bestaat uit twee boven elkaar en op een afstand van elkaar aangebrachte bodemplaten, respectievelijk 13 en 14,
<Desc/Clms Page number 6>
waartussen latten, meer speciaal radiaal gerichte latten 15 en één of meer ringvormig geplooide en concentrisch aangebrachte latten 16, zijn voorzien die tussen de bodemplaten 13-14 zijn vastgelast en die zorgen voor een verstijving van de bodem 12 en die de dragende elementen uitmaken.
De bovenste bodemplaat 13 is in dit geval, wegens haar grote diameter die enkele meters kan bedragen, verdeeld in twee helften 17 en 18 die langs hun aangrenzende randen zijn voorzien van een voornoemde radiale lat 15 waarmee deze helften 17-18 tegen elkaar zijn vastgemaakt door middel van bouten 19 of dergelijke.
Deze bodemplaat 13 is voorzien van een reeks opwaarts gerichte blaaspijpen 20 die doorheen deze bodemplaat 13 zijn aangebracht volgens een bepaald patroon, bijvoorbeeld langs concentrische cirkels en langs radialen, en die op een uniforme manier verdeeld zijn óver het oppervlak van de bodemplaat 13.
De bovenzijde van de voornoemde bodemplaat 13 is voorzien van een vuurvast materiaal 21, bijvoorbeeld in de vorm van een vuurvaste cementlaag die tussen de blaaspijpen 20 is aangebracht.
De onderste bodemplaat 14 is voorzien van perforaties 22 en is in dit geval meerdelig uitgevoerd in de vorm van sectoriele deelplaten 23 die met hun randen op de voornoemde radiale latten 15 zijn bevestigd, bijvoorbeeld door lassen of dergelijke.
<Desc/Clms Page number 7>
Elke deelplaat 23 is in dit geval voorzien van een opening 24 die afgesloten is door een afneembaar deksel 25 en die toegang verleent tot de ruimte 26 tussen de bodemplaten 13 en 14.
Beide bodemplaten 13 en 14 zijn voorzien van een centrale opening waar doorheen een huls 27 is aangebracht die aan haar bovenuiteinde is voorzien van een afsluitplaat 28 en die aan haar onderuiteinde is voorzien van een flens 29.
Bij voorkeur zijn de bodemplaten 13-14, de radiale latten 15 en de concentrische latten 16 vervaardigd uit eenzelfde materiaal.
De bodem 12 is vrij verschuifbaar opgelegd op de steunen 11 die zodanig zijn gepositioneerd dat de radiale latten 15 zich met hun uiteinden boven deze steunen 11 bevinden.
De bovenste bodemplaat 13 is met haar buitenrand gevat tussen de voornoemde flenzen 4 en 7 van de behuizing 2 en van de windkast 5, waarbij, tussen deze buitenrand en de flenzen 4-7, afdichtingen zijn voorzien.
Rond de buitenrand van de flenzen 4 en 7 is een afsluitring 31 aangebracht waarop een aansluiting 32 is voorzien voor perslucht of dergelijke.
De inrichting 1 is verder voorzien van centreermiddelen 33 om de bodem 12 centraal ten opzichte van de behuizing 2 vast te houden, welke centreermiddelen 33 gevormd worden
<Desc/Clms Page number 8>
door een axiaal gerichte telescopische buis met twee telescopisch inschuifbare gedeelten 34-35 waarvan het bovenste telescopisch gedeelte 34 aan haar bovenuiteinde is voorzien van een flens 36 die door middel van bouten 37 of dergelijke is bevestigd aan de voornoemde flens 29 van de huls 27, terwijl het onderste telescopisch gedeelte 35 aan haar onderste uiteinde is voorzien van een flens 38 die door middel van bouten 39 bevestigd is op een flens 40 van een mof 41 die in het midden van de bodem van de windkast 5 is voorzien.
Het is duidelijk dat de voornoemde telescopische buis 34-35 op andere manieren dan door middel van flenzen met de bodem 12 en met de windkast 5 kan zijn verbonden.
Op de bodem 12 is in de ruimte 42 die begrensd wordt door de behuizing 2, een bed 43 gevormd door een hoeveelheid korrelig materiaal, zoals zand of dergelijke, dat op de bodem 12 is aangebracht.
De werking en het gebruik van de inrichting 1 volgens de uitvinding, meer speciaal van de wervelbedreactor, is zeer eenvoudig en als volgt.
Zulke inrichting 1 wordt in dit geval gebruikt voor het verbranden van brandbaar materiaal, zoals afvalmateriaal of dergelijke.
Het te verbranden materiaal wordt hiertoe op continue wijze bovenaan in de voornoemde ruimte 42 aangebracht, terwijl gelijktijdig lucht of een ander gas via de inlaat 6 van de
<Desc/Clms Page number 9>
windkast 5 doorheen de bodem 12 en het bed 43 langs onder in deze ruimte 42 wordt geblazen.
Wanneer de inrichting 1 eenmaal in bedrijf is, wordt door het innig contact tussen het te verbranden materiaal en de ingeblazen lucht of ander gas, een bijna onmiddellijke verbranding teweeg gebracht die wordt onderhouden door de continue aanvoer van het brandbaar materiaal.
De verbrandingsresten worden samen met de verbrandingsgassen en de ingeblazen lucht of gas naar boven uit de ruimte 42 uitgestoten en door middel van filters of dergelijke uitgefilterd.
Door het inblazen van lucht via de aansluiting 32 wordt voorkomen dat gassen via de ruimte tussen de flenzen 4 en 7 van respectievelijk de behuizing .2 en de windkast 5 naar buiten kunnen ontsnappen.
Dankzij de constructie van de dubbele bodem 12, wordt een zeer gelijkmatige verspreiding van de ingeblazen lucht of van het ingeblazen gas in de ruimte 42 verkregen, wat gunstig is voor een efficiënte en totale verbranding.
Teneinde een nog gelijkmatigere verspreiding te verkrijgen van de ingeblazen lucht of van het ingeblazen gas, is het mogelijk om bijkomend in de ruimte tussen de bodemplaten 13 en 14 een laag kiezels of dergelijke te voorzien.
Via de openingen 24 in de onderste bodemplaat 14 heeft men toegang tot de ruimte in de dubbele bodem 12, zodat
<Desc/Clms Page number 10>
materiaal van het bed 43 en mogelijk ook verbrandingsresten uit deze ruimte gemakkelijk verwijderd kunnen worden.
Door de centreermiddelen 33 wordt de bodem 12 in een centrale positie ten opzichte van de behuizing 2 vastgehouden, waardoor, mede door het feit dat de bodem 12 vrij verschuifbaar op de steunen 11 rust, de bodem 12 in zijwaartse richting vrij kan uitzetten, waardoor voorkomen wordt dat scheuren kunnen optreden door differentiële uitzetting van de bodem 12 ten opzichte van de behuizing 2 of van de windkast 5.
Aangezien de centreermiddelen 33 gevormd worden door een telescopische buis 34-35, worden er in verticale richting geen krachten overgedragen van de bodem 12 naar de windkast 5, wat betekent dat de windkast 5 minder wordt belast dan in het geval van de bekende inrichtingen en er dus ook geen extra versterkingen van de windkast 5 nodig zijn.
In figuur 7 is een detail weergegeven van een variante van een inrichting 1 volgens de uitvinding, waarbij in dit geval de bodem 12 via kogels of rollen 11A op de steunen 11 rust, waardoor de wrijvingskrachten bij een differentiële uitzetting van de bodem 12 ten opzichte van de windkast 5 nog verminderd worden en de bodem 12 in dit geval minder belast wordt.
In de figuren 8 en 9 is een variante weergegeven van een inrichting 1 volgens de uitvinding, waarbij in dit geval een kanaal is voorzien dat zich centraal doorheen de telescopische buis 34-35 uitstrekt en dat een verbinding
<Desc/Clms Page number 11>
vormt tussen de voornoemde ruimte 42, meer speciaal tussen het bed 43 en de buitenwereld, waarbij dit kanaal in dit geval hoofdzakelijk gevormd wordt door een metalen of een vuurvaste stenen standpijp 44 die met haar bovenuiteinde uitmondt in het bed 43 en die aan haar onderuiteinde voorzien is van een kraag 45 die gevat is tussen de flenzen 38 en 40, respectievelijk van de telescopische buis 34-35 en van de mof 41.
Het bovenuiteinde van de standpijp 44 wordt met een bepaalde speling vastgehouden door een centreerring 46 die bijvoorbeeld ingelegd is in de vuurvaste cementlaag 21 van de bodem 12 en die voorzien is van radiaal naar binnen gerichte tanden 47.
De ruimte tussen de standpijp 44 en de telescopische buis 34-35 is gevuld met hetzelfde materiaal, bijvoorbeeld zand, als het bed 43.
Het voornoemde kanaal tussen de ruimte 42 en de buitenwereld wordt vervolledigd door de voornoemde mof 41 en door een in het verlengde van de voornoemde standpijp 44 aangebrachte pijp 48 die op de voornoemde mof 41 is bevestigd en die onderaan voorzien is van een uitloopschoen 49 die uitmondt in een schuin aflopend afvoerkanaal 50 met een dubbele bodem waarvan de bovenste bodemplaat 51 voorzien is van perforaties 52.
Op de pijp 48 zijn twee injectiebuizen 53 en 54 aangesloten die op twee verschillende niveaus uitmonden in de pijp 48
<Desc/Clms Page number 12>
en die via regelkranen 55-56 aangesloten zijn op een luchtof gasdrukcircuit.
In de dubbele bodem van het afvoerkanaal 50 is een aansluiting 57 voorzien die door middel van een regelkraan 58 verbonden is met het voornoemde lucht- of gasdrukcircuit.
In het geval van de figuren 8 en 9 is de onderlinge afstand tussen de blaaspijpen 20 aan de buitenranden van de bodem 12 kleiner dan in het midden ervan, waardoor aan deze buitenranden het ingeblazen debiet lucht of ander gas groter is dan in het midden.
De werking van deze inrichting 1 is analoog aan deze van de reeds besproken uitvoering, met dit verschil dat door de grotere concentratie van blaaspijpen 20 aan de buitenranden van de bodem 12 een rondgaande beweging ontstaat van de materiaaldeeltjes van het bed 43 in de zin van de pijlen P, zoals weergegeven in figuur 8, waardoor er een continue aanvoer is van deze materiaaldeeltjes in de richting van de voornoemde standpijp 44.
Door een geschikte regeling van de luchtaanvoer via de injectiebuizen 53 en 54 door regeling van de regelkranen 55 en 56 wordt verkregen dat er een continue afvoer ontstaat van materiaaldeeltjes uit het bed 43 naar het afvoerkanaal 50.
Het materiaal van het bed 43 dat zich rond de standpijp 44 bevindt, zorgt voor een stabilisering van de standpijp 44
<Desc/Clms Page number 13>
en voor een isolerende laag die de telescopische buis 34-35 moet beschermen tegen oververhitting.
Via de aansluiting 57 wordt lucht of een ander gas in het afvoerkanaal 50 ingebracht voor afkoeling en verder transport van het materiaal van het bed 43 naar de uitgang van het afvoerkanaal 50, waar dit materiaal wordt opgevangen voor een verdere behandeling, teneinde verbrandingsresten die in het bed 43 zijn terechtgekomen te verwijderen en vervolgens het gezuiverde bedmateriaal terug in de ruimte 42 te storten.
Het is duidelijk dat het voornoemde kanaal tussen de ruimte 42 en de onderzijde van de windkast 5 op andere manieren kan worden verwezenlijkt waarbij bijvoorbeeld de standpijp, 44, de mof 41 en de pijp 48 ééndelig kunnen zijn uitgevoerd.
Het is duidelijk dat een inrichting 1 volgens de uitvinding niet alleen haar toepassing vindt in wervelbedreactoren, maar eveneens kan gebruikt worden in andere toepassingen voor het realiseren van een wervelbed bij diverse fysische en chemische fluïdisatieprocessen, bijvoorbeeld bij toepassingen in bepaalde droogtechnieken.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.