CN117015434A - 用于处理氧化的精矿、尤其铁矿的流化床或涡流层反应器和用于制造流化床反应器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流化床反应器(10)和一种用于制造流化床反应器(10)的方法，其中所述流化床反应器(10)具有分配器底部(20)、分配器空间(25)和带有反应器空间(30)的反应器(15)，其中所述分配器底部(20)具有第一分配器板(85)和布置在所述第一分配器板(85)上的第二分配器板(90)，其中所述第一分配器板(85)具有第一通孔(100)的第一布置结构(95)，其中所述第二分配器板(90)具有板状地并且平行于第一分配器板(85)来伸展的抵靠区段(130)以及由许多遮盖区段(125)构成的第二布置结构(120)，其中所述抵靠区段(130)在与第一通孔(100)的第一布置结构(95)隔开的情况下抵靠在所述第一分配器板(85)上，其中所述第二布置结构的遮盖区段(125)分别在第一方向(z)上与所分配的第一通孔(100)隔开地布置，其中所述第二分配器板(90)在遮盖区段(125)的每个上具有第二通孔(170)，其中用于对精矿(55)进行处理的反应气体(60)能够从所述分配器空间(25)导入到所述反应器空间(30)中。

Description

用于处理氧化的精矿、尤其铁矿的流化床或涡流层反应器和 用于制造流化床反应器的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的流化床反应器以及一种根据权利要求15所述的用于制造流化床反应器的方法。

背景技术

由DE 69531374 T2已知一种用于气相聚合设备的气相分配器板。

由EP 0544289 A2已知用于在由二氯甲烷和乙醇构成的溶剂混合物中以预先给定的浓度用羟丙基甲基纤维素苯二甲酸酯喷涂颗粒的装置和方法。

由WO 2020/187672 A1已知一种用于在流化床反应器中将氧化的铁载体颗粒直接还原成还原产物的方法。通过在对于精矿的处理中反应气体与精矿的反应，在流化床中出现处于500℃与900℃之间的温度。因为所述流化床直接在分配器底部的上方形成并且在氢气还原的情况下流入的氢气比流化床的温度高，所以所述分配器底部同样被加热到处于500℃与900℃之间的温度并且经受高的热负荷。这导致所述流化床反应器的高的温度负荷。

发明内容

本发明的任务是，提供一种得到改进的温度稳定的、用于处理氧化的精矿、尤其是铁矿的流化床反应器和一种得到改进的用于制造流化床反应器的方法。

该任务借助于一种根据权利要求1所述的流化床反应器和一种根据权利要求15所述的用于制造流化床反应器的方法来解决。有利的实施方式在从属权利要求中得到说明。

已经认识到，一种得到改进的、用于处理氧化的精矿、尤其是铁矿的流化床反应器能够通过以下方式来提供，即：所述流化床反应器具有分配器底部、分配器空间和带有反应器空间的反应器。所述分配器底部在空间上将反应器空间与分配器空间隔开。所述分配器底部具有第一分配器板和布置在所述第一分配器板上的第二分配器板。所述第一分配器板布置在面向分配器空间的一侧上，并且所述第二分配器板布置在面向反应器空间的一侧上。所述第一分配器板具有由从分配器空间沿第一方向朝反应器空间延伸的第一通孔构成的第一布置结构。所述第二分配器板具有板状地构成的并且平行于第一分配器板来伸展的抵靠区段。此外，所述第二分配器板具有由许多遮盖区段构成的第二布置结构。所述抵靠区段在与第一通孔的第一布置结构隔开的情况下抵靠在第一分配器板上。优选所述抵靠区段与第一分配器板连接、优选是焊接。所述第二布置结构的遮盖区段分别在第一方向上与所分配的第一通孔隔开地布置并且将所分配的第一通孔朝反应器空间遮盖。所述第二分配器板在遮盖区段的每个上具有第二通孔，所述第二通孔在第二方向上相对于第一方向倾斜地并且相对于第一通孔错开地布置。通过所述第一通孔和第二通孔，用于处理精矿并且用于由精矿和反应气体来构造流化床的反应气体能够导入到所述反应器中。所述第一分配器板在周向侧上与反应器流体密封地连接，使得所述反应气体能够仅仅通过第一通孔和第二通孔流入到反应器空间中。

这种设计方案具有的优点是，能够提供特别好的且均匀的流化床，以便用反应气体来处理精矿。在此，所述处理能够包括用反应气体对精矿进行的还原和/或氧化。此外，这种设计方案具有的优点是，在关闭流化床反应器时并且/或者在反应气体的供给中断时，通过借助于分别所分配的遮盖区段来遮盖第一通孔这种方式来防止洒出或者所述第一通孔的堵塞或者朝处于其之下的分配器空间中的流出。

此外，所述第二分配器板能够在制造技术上特别容易地并且成本低廉地制造。尤其能够放弃的是，必须将各块盖板分别定位在第一分配器板处并且分别加以固定。通过许多遮盖区段的、在所述第二分配器板中所设置的布置，在所述流化床反应器的安装中仅仅需要一个用于使第二分配器板相对于第一分配器板定向的定位步骤。

在另一种实施方式中，遮盖区段分别直接与抵靠区段毗连。优选所述遮盖区段在周向侧上被抵靠区段包围。这种设计方案确保相应的遮盖区段与抵靠区段的良好的稳定的热连接，从而在所述第二分配器板中避免应力裂纹。

在另一种实施方式中，所述抵靠区段将第二布置结构的彼此错开地布置的遮盖区段彼此机械地连接起来。所述抵靠区段与第一分配器板机械地连接。优选所述第二分配器板一体地并且材料统一地构成，其中优选所述由遮盖区段构成的第二布置结构被压印到第二分配器板中。这种设计方案具有的优点是，所述第二分配器板的制造是特别容易的并且成本低廉的。此外，所述第二分配器板由此在热和机械方面特别稳固。

在另一种实施方式中，所述第一分配器板和遮盖区段分别限定了腔室。所述腔室在第一通孔与第二通孔之间与第一分配器板平行地在第二方向上延伸。所述腔室具有的优点是，通过所述第一通孔流动的反应气体被转向。此外，反应气体的流动速度相对于在第一通孔中的流动速度而降低，从而在所述流化床中避免了也称为喷射流的局部的过高流量。

在另一种实施方式中，所述腔室具有腔室横截面面积，所述第一通孔具有第一横截面面积，并且所述第二通孔具有第二横截面面积，其中所述第二横截面面积大于所述第一横截面面积，其中所述腔室横截面面积大于所述第二横截面面积。这种设计方案具有的优点是，所述反应气体中的压力波动能够通过大的腔室横截面面积和较大地构成的腔室而减小。在反应气体通过所述第二通孔从腔室中流出时，流动速度相对于腔室中的反应气体的流动速度再次提高。由此在所述反应器空间中形成特别稳定和均匀的流化床。此外保证，所述反应气体以比在第一通孔中小的流动速度流入到反应器空间中、在所述反应器空间的横截面的范围内均匀地分布。

在另一种实施方式中，所述腔室在第二方向上在第一通孔与第二通孔之间具有腔室长度l。所述第二通孔在第一方向上具有孔高h。所述第二通孔的孔高小于所述腔室长度l。优选所述腔室长度l与孔高h的比例为1至20(包括20)、优选为5(包括5)至15(包括15)。这种设计方案具有的优点是，在反应气体到分配器空间中的输送中断时或者在切断反应气体的供给时，精矿能够没有问题地沉积在遮盖区段的上侧面上。精矿在所述腔室中形成具有料堆角的料堆锥，但是所述料堆锥没有一直伸展到第一通孔。由此，避免了所述第一通孔的堵塞或者精矿流出到处于其之下的分配器空间中。此外，当所述流化床反应器再次启动时，能够容易地借助于反应气体将料堆锥的已挤入到腔室中的精矿从所述腔室中吹出。

在另一种实施方式中，所述第二分配器板基本上在第一方向上至少在第一布置结构的区域中优选基本上完全覆盖第一分配器板的第一上侧面。

在另一种实施方式中，所述分配器底部具有至少一个第一区域和第二区域，其中在所述第一区域中所述第二布置结构的第二通孔分别具有相同的第一定向。在所述第二区域中，所述第二布置结构的第二通孔分别具有与所述第一定向不同的第二定向。这种设计方案具有的优点是，通过所述不同的定向能够有针对性地实现用于在流化床中运送精矿的输送流。

在另一种实施方式中，所述流化床反应器具有通入到反应器空间中的装入口和通入到反应器空间中的取出口。所述装入口与取出口(沿着纵向方向)对置地布置。精矿能够通过所述装入口输送到反应器空间中。通过取出口能够将来自精矿与反应气体的反应的反应产物从所述反应器空间中输送出来。所述第一区域布置在装入口与取出口之间。在所述第一区域中，所述第二通孔分别布置在遮盖区段的朝向取出口的一侧上。由此，在所述反应器空间中的停留时间的期间，精矿通过反应气体从装入口被朝取出口的方向运送。

在另一种实施方式中，所述第二区域布置在装入口与第一区域之间。所述第二通孔在所述第二区域中如此布置在背离装入口的一侧上和面向分配器底部的侧边的一侧上，使得精矿能够借助于流出的反应气体从装入口朝侧边的方向分布。由此，能够避免精矿在流化床中的局部累积，并且能够均匀地利用所述流化床的整个横截面。

在另一种实施方式中，所述分配器底部具有第三区域，其中所述第三区域布置在第一区域与取出口之间。在所述第三区域中，所述第二通孔分别具有与第一定向不同的第三定向，其中所述第二通孔在所述第三区域中分别如此布置在遮盖区段的面向取出口的一侧上和背离分配器底部的侧边的一侧上，使得精矿和/或来自精矿与反应气体的反应的反应产物能够借助于流出的反应气体从所述侧边朝取出口的方向输送/集结。由此能够特别容易地将所述反应产物和/或精矿的残余物经由取出口从反应器空间中输送出来。

在另一种实施方式中，所述分配器底部包括至少一个边缘区域，其中所述边缘区域布置在第一区域与取出口之间并且与分配器底部的侧边侧向邻接地布置，其中所述第二通孔在所述边缘区域中分别如此布置在遮盖区段的面向取出口的一侧上和面向分配器底部的侧边的一侧上，使得精矿和/或来自精矿与反应气体的反应的反应产物能够借助于流出的反应气体朝取出口的方向输送。这种设计方案具有的优点是，特别好地使所述流化床的边缘区域流化并且由此使针对精矿和/或反应产物的流化特性的不利的边缘效应最小化。

在另一种实施方式中，所述第二通孔缝槽形地构成，其中所述第二通孔在第一方向上基本上具有恒定的孔高。这种设计方案具有的优点是，避免了精矿的颗粒积聚在所述第二通孔中。

在另一种实施方式中，在关于所述直线的周向侧上分别围绕着第一通孔所述第一分配器板和抵靠区段得到了密封。特别有利的是，优选在围绕着第一通孔的周向侧上所述抵靠区段分别材料锁合地与第一分配器板连接、优选焊接。由此，能够避免反应气体从其中一个腔室溢流到在第一与第二分配器板之间的下一个腔室中。

在另一种实施方式中，所述遮盖区段具有第一部分区域和第二部分区域，其中所述第一部分区域以平行于第一分配器板地伸展的方式来布置。所述第一部分区域至少区段式地覆盖第一通孔。所述第二部分区域相对于第一部分区域倾斜地布置并且将第一部分区域与抵靠区段连接起来。这种设计方案具有的优点是，所述第二分配器板以在机械上特别低应力的方式来构成并且由此在流化床反应器启动时并且在流化床反应器中的温度与此相关联地升高到750至950℃时能够可靠地避免第二分配器板的不希望的热变形。

特别有利的是，所述由遮盖区段构成的第二布置结构被压印到第二分配器板中。由此确保，所述遮盖区段基本上彼此相同地构成，并且所述分配器底部能够特别成本低廉地制造。

特别有利的是，在用于制造流化床反应器的方法中，提供所述具有第一通孔的第一布置结构的第一分配器板。将所述遮盖区段的第二布置结构压印到板状的板材中并且将所述第二通孔切割、优选冲压到所述板材中。将所述第二分配器板如此布置在所述第一分配器板上，使得所述第一通孔分别被各一个所分配的遮盖区段遮盖。将所述抵靠区段与所述第一分配器板机械地连接起来。

附图说明

下面借助于附图来详细解释本发明。在此：

图1示出了按照第一种实施方式的流化床反应器的示意图；

图2示出了在图1中示出的分配器底部的、在图1中被标记的截取部分A；

图3示出了在图2中示出的剖视图的、在图2中被标记的截取部分B；

图4以倾斜地朝第二分配器板的观察方向示出了分配器底部的透视图；

图5示出了按照第二种实施方式的流化床反应器的俯视图的示意图；并且

图6示出了按照第三种实施方式的流化床反应器的俯视图的示意图。

具体实施方式

在以下附图中，为了便于理解而参照坐标系。所述坐标系示例性地被构造为右手坐标系并且具有x轴(纵向方向)、y轴(横向方向)和z轴(高度方向)。

图1示出了按照第一种实施方式的流化床反应器10的示意图。

所述流化床反应器10能够是由多个流化床反应器10构成的反应器总成的一部分。所述流化床反应器10示例性地包括反应器15、分配器底部20和分配器空间25。所述反应器15具有反应器空间30。此外，所述流化床反应器10具有装入口35、取出口40以及通往分配器空间的反应气体输入口45和来自反应器空间的反应气体排出口50。所述分配器底部20在空间上将分配器空间25与反应器空间30隔开。在图1中所述分配器空间25示例性地布置在反应器空间30的下方。

所述装入口35以及取出口40通入到反应器空间30中并且在侧面布置在反应器15上。所述装入口35布置在反应器15的一侧上。所述取出口40能够在x方向上与装入口35对置地布置。在此，所述取出口40在z方向上示例性地比装入口35更靠近分配器底部20来布置。所述反应气体排出口50在z方向上布置在装入口35的上方。所述分配器底部20能够如此相对于xy平面略微倾斜地定向，使得所述分配器底部20在装入口35的下方比在取出口40处布置得略微高些。

在流化床反应器10的运行中，氧化的精矿55、特别是铁矿能够通过装入口35被输送到反应器空间30中。所述精矿55优选具有至少90个质量百分点的铁载体颗粒70，所述铁载体颗粒则具有小于或等于200μm的粒度、优选具有小于或等于110μm的粒度d₃₀。所述铁载体颗粒70能够是氧化的并且例如具有Fe₂O₃。

经处理的精矿55的反应产物75能够通过所述取出口40被从反应器空间30中输送出来。所述反应气体排出口50能够布置在反应器空间30的上侧并且通入到反应器空间30中。所述反应气体输入口45示例性地布置在流化床反应器10的下侧并且通入到分配器空间25中。

在流化床反应器10的运行中，所述精矿55优选经由装入口35连续地被输送送到反应器空间30中。此外，例如经由所述反应气体输入口45将反应气体60连续地导引到分配器空间25中。所述分配器空间25通过分配器底部20与反应器空间30流体连接。在此示例性的是，所述反应器空间30布置在分配器底部20的上方并且所述分配器空间25布置在分配器底部20的下方。在此，所述分配器底部20能够布置在xy平面中。

所述反应气体60经由反应气体输入口45优选在受到压力加载的情况下被引入到分配器空间25中。所述反应气体60通过分配器底部20在分配器空间25中分布并且经由分配器底部20进入到反应器空间30中。这种流动方向由于反应气体输入口45与反应气体排出口50之间的反应气体60的压力差而出现。

所述反应气体60如此通过分配器底部20被导引到反应器空间30中，从而在分配器底部20的上方形成由精矿55和反应气体60构成的流化床65。所述流化床65也能够被称为涡流层。在流化床65中，所述精矿55通过向上流动的反应气体60被置于流化状态中。

所述流化床65在z方向上在分配器底部20与取出口40的下棱边之间延伸。在x和/或y方向上，所述流化床65基本上在分配器底部20的整个延伸尺寸的范围内延伸。

所述反应气体60尤其能够被构造为还原气体。因此，例如所述反应气体60能够具有氢气H₂并且尤其由技术上的纯氢气H₂构成或者具有由氢气H₂与一种或多种其他气体构成的混合物。

在流化床65中，所述反应气体60与精矿55反应生成反应产物75。例如，所述氢气H₂对氧化的铁颗粒载体70起到还原作用。

所述反应产物75例如能够是例如具有高于90％的金属化度的海绵铁。例如，所述反应产物75具有比通过装入口35输入的精矿55高的金属化度。所述金属化度在此是反应产物75中的金属般地存在的铁与全部存在的铁的质量份额的比例。应当指出，根据在流化床反应器10中的工艺要求，所述反应产物75的金属化度能够是不同的。

在对于精矿55的处理中，通过反应气体60与精矿55的反应在所述流化床65中出现了处于500℃与900℃之间的温度。由于所述流化床65直接在分配器底部20的上方构成，所述分配器底部20也被加热到处于500℃和900℃之间的温度。

此外，在流化床65中，所述精矿55及其铁颗粒载体70和反应产物75从装入口35被输送至取出口40，其中在所述取出口40处所述精矿55与反应气体60的反应产物75被从反应器空间30中取出。

由于在反应气体输入口45与反应气体排出口50之间的压力差，所消耗的反应气体80通过反应气体排出口50被从所述反应器空间30中排出。所消耗的反应气体80例如能够具有水蒸气。

图2示出了在图1中示出的分配器底部20的在图1中被标记的截取部分A。

所述分配器底部20具有第一分配器板85和第二分配器板90。所述第一分配器板85布置在第二分配器板90的下方。在此，所述第一分配器板85布置在面向分配器空间25的一侧上。所述第一分配器板85板状地构成并且基本上在xy平面中延伸。

所述第一分配器板85具有第一下侧面105和第一上侧面110，其中所述第一上侧面110布置在朝向反应器空间30的一侧上。所述第一下侧面105与分配器空间25邻接。所述第一分配器板85具有第一材料厚度d₁。

所述第一分配器板85具有第一通孔100的第一布置结构95。在本实施方式中，在所述第一分配器板85中引入了许多第一通孔100。所述第一通孔100示例性地彼此相同地构成，使得在下文中为第一通孔100之一所作的解释同样适用于另外的第一通孔100。当然，所述第一通孔100也能够彼此不同地构成。

所述第一通孔100从第一下侧面105、即从分配器空间25沿着直线115在第一方向上朝第一上侧面110并且因此朝反应器空间30延伸，所述直线基本上平行于z轴法向于第一分配器板85来定向。所述第一通孔100例如能够具有圆形的横截面。所述第一通孔100的第一横截面面积例如能够为0.5mm²至3mm²。

所述第二分配器板90布置在第一上侧面110上。所述第二分配器板90具有遮盖区段125的第二布置结构120以及抵靠区段130。

图3示出了在图2中示出的剖视图的在图2被标记的截取部分B。

所述第二分配器板90一体地并且材料统一地构成并且比如具有薄壁的材料、尤其是板材。“薄壁”在此是0.5mm到4mm的第二材料厚度。所述第二分配器板90具有第二下侧面135和第二上侧面140。所述第二下侧面135布置在面向第一分配器板85和分配器空间25的一侧上。所述第二上侧面140与反应器空间30毗连并且在下侧限定反应器空间30。所述第二分配器板90在z方向上基本上完全覆盖第一分配器板85的第一上侧面110。由此所述第二分配器板90由第一分配器板85机械地支撑。

所述抵靠区段130板状地构成并且在xy平面中延伸。由此，所述抵靠区段130平行于第一分配器板85来伸展。所述抵靠区段130以第二下侧面135面状地抵靠在第一分配器板85的第一上侧面110上。在此，“面状的抵靠”优选是指，所述抵靠区段130的第二下侧面135至少以其面积的百分之50、优选至少百分之70与所述第一分配器板85的第一上侧面110接触。

优选所述抵靠区段130借助于材料锁合的连接145、例如用焊接连接150与第一分配器板85相连接。这种设计方案确保，即使在所述第二分配器板90承受热负荷的情况下也防止所述第二分配器板90从第一分配器板85上脱离或抬起。

所述抵靠区段130在x和/或y方向上相对于第一通孔100错开地布置。由此防止所述第一通孔100在第一上侧面110上被抵靠区段130封闭。所述抵靠区段130具有第二材料厚度d₂，该第二材料厚度明显小于所述第一分配器板85的第一材料厚度d₁。尤其所述第二材料厚度为从0.5mm(包括0.5mm)到4mm(包括4mm)。特别有利的是，所述第一材料厚度d₁大于所述第二分配器板90的第二材料厚度。

如上面已经解释的那样，所述第二布置结构120具有许多遮盖区段125。所述遮盖区段125分别在x和/或y方向上彼此隔开地布置。所述遮盖区段125在z方向上超过抵靠区段130。在此，优选第一数量的第一通孔100相应于第二数量的遮盖区段125。

所述遮盖区段125分别与抵靠区段130机械地连接。由此，所述遮盖区段125彼此间通过抵靠区段130来机械地连接。由此，能够省去遮盖区段125与第一分配器板85之间的直接的机械连接。

下面示例性地解释在图3中示出的遮盖区段125。以下所作解释同样适用于所述第二布置结构120的另外的遮盖区段125。

所述遮盖区段125被压印到第二分配器板90中并且在z方向上与第一分配器板85的第一上侧面110如此隔开地布置，使得所述第一通孔在第一上侧面110上是敞开的。在此，在z方向上，所述遮盖区段125与第一通孔100重合地布置。在此，“在z方向上的重合”是指，在两个组件、例如所述遮盖区段125和第一通孔100或者比如所述第二分配器板90和第一分配器板在也能够被称为第一方向的z方向上到投影平面中的投影中所述组件、在图3中即所述遮盖区段125和通孔100在所述投影平面中重合，所述投影平面比如垂直于z方向/第一方向来伸展并且比如被构造为xy平面。由此，所述遮盖区段125朝反应器空间30遮盖第一通孔100并且相对于流化床65保护第一通孔。

所述遮盖区段125具有第一部分区域155和第二部分区域160。所述第一部分区域155基本上平行于第一上侧面110来伸展并且在z方向上相对于第一上侧面110错开地布置。在此，所述第一部分区域155能够板状地构成。在俯视图中，所述第一部分区域155能够在x和y方向上圆形地构成。

所述第一部分区域155通过第二部分区域160与抵靠区段130机械连接。所述第二部分区域160能够部分地突出超过第一通孔100并且相对于第一部分区域155和抵靠区段130倾斜地伸展。

所述遮盖区段125与第一分配器板85的第一上侧面110一起限定了腔室165。所述腔室165沿着其主延伸方向上基本上在x方向和y方向上延伸。所述腔室165的高度h_K明显小于所述腔室165在x和/或y方向上的延伸尺寸。此外，所述腔室165的高度h_K在腔室长度l的范围内比如是恒定的。

所述第一通孔100在第一上侧面110上通入在腔室165中。在z方向上在抵靠区段130与第一部分区域155之间在所述第二分配器板90中引入了第二通孔170。所述第二通孔170缝槽状地构成并且在z方向上基本上具有恒定的孔高h。所述孔高h例如能够为0.5mm至2mm。在此，所述第二通孔170如此构成，使得所述第二通孔170的第二横截面面积明显大于所述第一通孔100的第一横截面面积。所述腔室165将第一通孔100与第二通孔170流体连接起来。

所述第二通孔170能够基本上在xy平面中的例如70°至120°的角度分段的范围内延伸。在此，所述第二通孔示例性地在具有相对于直线115错开的中心点的圆形轨迹上伸展。所述第二横截面面积在此形成所述第二通孔的孔面并且在数学上作为角度分段(以弧度计)、孔高h和第二通孔在xy平面中的圆形轨迹上的弧长的乘积。在此，所述第二通孔170如此被切入或被冲入到第二分配器板90中，使得所述第一部分区域155的与第二通孔170邻接的自由端部与抵靠区段130的切割面172在z方向上重合地布置。

所述腔室165基本上具有柱筒形的基本形状。所述腔室165具有比所述第一横截面面积和/或第二横截面面积明显更大的腔室横截面面积(在xy平面中)。在x方向上并且/或者在y方向上，所述腔室165在第二通孔170与第一通孔100之间具有腔室长度l。所述腔室长度l明显大于所述第二通孔170的孔高h。特别有利的是，所述腔长度l与孔高h的比例为1(包括1)至20(包括20)。

图4以倾斜朝第二分配器板90的观察方向示出了所述分配器底部20的透视图。

所述第二布置结构120的遮盖区段125示例性地布置在多个在x方向上彼此错开布置的行175中。在每个行175中，所述遮盖区段125在y方向上彼此隔开地布置。在此，所述抵靠区段130在遮盖区段125之间延伸。优选所述第二通孔170在每个遮盖区段125上的第一定向是相同的。

所述材料锁合的连接145在本实施方式中通过多条交叉地构成的焊缝180、185来构成。所述焊缝180、185中的每一条示例性地直线地且连贯地构成。各两条平行地伸展的第一焊缝180分别与两条平行地伸展的第二焊缝185交叉并且在此构成菱形190，其中通过所述菱形190所述遮盖区段125在周向侧被包围。在此，所述焊缝180、185中的每一条如此制成，使得所述焊缝180、185的焊焰穿透一直延伸到第一分配器板85中。所述焊缝180、185基本上无中断地被导引，使得所述腔室165在周向侧上流体密封地通过在抵靠区段130处的材料锁合的连接145来密封。

下面借助于图1至4对所述分配器底部20的作用方式进行解释。如已在图1的范围内所解释的那样，所述反应气体60经由分配器底部20被导引到反应器空间30中。

在此，所述反应气体60在第一方向上基本上平行于直线115(参见图3和4)地贯穿流过第一通孔100。由于小的第一横截面面积，所述第一通孔100中的反应气体60具有相对高的第一速度v₁。

所述通过第一通孔100流动的反应气体60进入到相应所分配的腔室165中。由于腔室165的大体积的设计方案，所述反应气体60急剧地减速并且以第二速度v₂在腔室165中流动。所述第二速度v₂明显小于所述第一速度v₁。此外，所述遮盖区段125使反应气体60相对于直线115基本上以90°的幅度朝第二方向偏转，使得所述腔室165中的反应气体60基本上沿着x方向和/或y方向流动(参见图3)。

所述反应气体60在第二通孔170处从腔室165中排出。在此，所述反应气体60以明显小于第一速度v₁的第三速度v₃贯穿流过第二通孔170。所述第三速度v₃能够大于所述腔室165中的第二速度v₂。

所述反应气体60由于在分配器空间25与反应气体排出口50之间的压力差在贯穿流过第二通孔170之后由第二分配器板90基本上朝z方向转向并且与精矿55一起在第二分配器板90的上方构成流化床65。

对于所述反应气体60的这种导引具有以下优点，即：通过面状的、在第二通孔170的角度分段范围内以低的第三速度v₃流出的反应气体60来避免所述反应气体60的局部的速度过高。由此，能够避免在所述流化床65中的局部的气体通道，并且能够实现反应气体在流化床反应器的整个横截面的范围内的尽可能均匀的分布。此外，所述第一通孔100中的反应气体60的压力脉动能够通过腔室165的大体积的设计方案而得到衰减。由此，产生具有所述精矿55的特别稳定的流化床65。

通过所述焊缝180、185在周向侧上对所述腔室165进行密封，由此防止所述反应气体60从腔室165转移到另外的腔室165中。由此，分别确保所述反应气体60的穿过分配器底部20的所有腔室165的可靠且均匀的体积流。这进一步稳定了所述反应器空间30中的流化床65并且防止了局部的脱流化。

如果关闭所述流化床反应器10或气体供给60中断，则所述流化床65崩塌。因此，在所述第二上侧面140上形成由精矿55和/或反应产物75构成的层230(所述层230以虚线在图2中示出)。尽管所述精矿55和/或反应产物75的小部分可能经由第二通孔170挤入到腔室165中并且在每个腔室165中形成散料锥，但是所述第二通孔170通过腔室长度l在x和/或y方向上如此远地与第一通孔100隔开地布置，使得所述精矿55和/或反应产物75不会到达第一通孔100。

在重新开始时，能够借助于反应气体60将已挤入到所述腔室165中的精矿55和/或所述反应产物75从所述腔室165中吹出，因为确保了所述腔室165经由第一通孔100至分配器空间25的流体连接。

为了制造所述分配器底部20，在第一方法步骤中提供板状的第一坯件。对所述板状的第一坯件进行裁剪并且将所述用于构造第一布置结构95的第一通孔100引入到第一坯件中。这例如能够通过激光切割或在所述第一坯件中钻出第一通孔100这样的方式来实现。

在第二方法步骤中提供板状的板材。将所述由遮盖区段125构成的第二布置结构120压印到所述板材中并且将所述第二通孔170切割到所述板材中。这例如能够在冲压弯曲步骤中进行，所述冲压弯曲步骤优选在唯一的加工步骤中实施，从而基本上同时压印所述遮盖区段125。也能够在所述冲压弯曲步骤中同时压印许多遮盖区段125中的仅仅一部分。在抵靠区段中，所述板材基本上保持未变形状态，使得所述抵靠区段130的板状结构得以保持。此外，同时切割出所述第二通孔。所述通孔的切割优选与所述遮盖区段125的压印同时进行。

在第三方法步骤中，将所述第二分配器板90以第二下侧面135如此定位在第一上侧面110上，使得所述第一通孔100不被抵靠区段130掩盖并且所述第一通孔100在z方向上与遮盖区段125对置地布置。由此，第一通孔100分别被所分配的遮盖区段125遮盖并且构成腔室165。通过所述第二分配器板90的一体的并且材料统一的设计方案，在第三方法步骤中使所有遮盖区段125对准第一通孔100的第一布置结构，使得用于使所述遮盖区段125对准的时间需求显著降低。

在第四方法步骤中构造所述材料锁合的连接145，以用于将所述抵靠区段130与第一分配器板85连接起来。在此，在例如激光焊接方法的范围内借助于焊缝180、185将所述第一分配器板85与第二分配器板90焊接起来。此外，由此沿着周向方向对所述腔室165进行流体密封的密封。所述焊缝180、185在此优选连续地构成。由此，能够特别容易地在较少的方法步骤中制造所述分配器底部20。

图5示出了按照第二种实施方式的流化床反应器10的俯视图的示意图。

图5中的流化床反应器10基本上与图1至4中所解释的流化床反应器10相同地构成。下面仅仅探讨在图5中所示出的流化床反应器10相对于在图1至4中所示出的按照第一种实施方式的流化床反应器10的区别。

所述分配器底部20具有第一区域200和至少一个第二区域205。另外，所述分配器底部20能够具有第三区域210。所述分配器底部20沿着其主延伸方向上基本上在x方向上延伸。在此，所述x方向示例性地相应于精矿55在装入口35与取出口40之间的输送方向。所述分配器底部20在y方向上在侧面被侧边215、220限定。

所述第一区域200在x方向上布置在装入口35与取出口40之间。所述第二通孔170作为部分环形的分段示意性地在图5中勾画出来，以便示出第二通孔170的布置结构。然而，在理想情况下，在俯视图中不能看到所述第二通孔170。

在第一区域200中，所述第二通孔170具有相同的第一定向。优选如此选择所述第二通孔170的第一定向，使得所述第二通孔170布置在遮盖区段125的背离装入口35的一侧上。此外，所述第二通孔170在第一区域200中如此定向，使得所述反应气体60的体积流基本上朝取出口40的方向平行于x轴来定向。

在所述在x方向上布置在第一区域200与装入口35之间的第二区域205中，所述第二通孔170具有第二定向。所述第二定向例如不同于所述第二通孔170在第一区域200中的第一定向。所述第二区域205中的第二通孔170例如能够彼此不同地定向。例如，如此选择所述第二通孔170在第二区域205中的第二定向，使得所述第二通孔170布置在遮盖区段125的背离装入口35的一侧上。此外，所述第二通孔170在第二区域205中彼此背离指向地分别朝着最近的侧边215、220的方向定向。

在第三区域210中，所述第二通孔170具有第三定向。所述第三定向示例性地不同于所述第一定向和/或第二定向。在此，在第三区域210中，所述第二通孔170布置在遮盖区段125的朝向取出口40的一侧上。

在第三区域210中，所述第二通孔170布置在背离装入口35的一侧上、但是同样布置在遮盖区段125的分别背离最近的侧边215、220的一侧上。所述第二通孔170在此布置在遮盖区段125的朝向取出口40的一侧上。

在所述在图5中所示出的流化床反应器10的运行中，将所述精矿55通过装入口35输送到反应器空间30中。在此，首先将所述精矿55输送到第二区域205中。所述第二通孔170朝向侧边215、220并且朝向取出口40的第二定向引起以下结果，即：在流化床65中所述精矿55在y方向上通过所述在第二区域205中流出的反应气体60被从取出口40处输送离开并且被分布在分配器底部20的整个宽度范围内。由此，能够将精矿55的特别大的质量流输送到所述反应器空间30中。在此，所述反应气体60以相对于x和y轴倾斜的方式从第二通孔170中流出并且在y方向上将所述精矿55分布在分配器底部20的整个宽度范围内并且将精矿55输送至第一区域200中。

在整个宽度范围内分布的情况下，首先在第一区域200中对所述精矿55进行处理并且用反应气体60加工成反应产物75。在此，将所述精矿55和反应产物75在x方向上从装入口35朝取出口40的方向继续运送。在此，所述反应气体60基本上在x方向上从第一区域200中的第二通孔170中流出并且将所述精矿55或者反应产物75朝取出口40的方向运送。

在到达第三区域210时，将所述精矿55或者反应产物75通过第二通孔170的第三定向从侧边215、220朝取出口40的方向向内聚集和输送。由此，能够特别好地通过取出口40从反应器空间30中取出所述反应产物75，而不需要附加的机械辅助器件来将反应产物75朝取出口的方向输送。

图6示出了按照第三种实施方式的流化床反应器10的俯视图的示意图。

图6中的流化床反应器10与在图5中所解释的流化床反应器10基本上相同地构成。下面仅仅探讨在图6中所示出的流化床反应器10与在图5中所示出的按照第二种实施方式的流化床反应器10的区别。

所述图6中的分配器底部20附加地具有第一边缘区域235并且优选具有第二边缘区域240。在本实施方式中，示例性地设置了所述第一边缘区域235和第二边缘区域240。也能够省去所述两个边缘区域235、240中的至少一个。在x方向上，所述第一边缘区域235和第二边缘区域240示例性地布置在装入口35与第三区域210之间。在y方向上，所述第一边缘区域235和第二边缘区域240相对于装入口35错开地布置。在此，所述第一边缘区域235沿着横向方向与第一侧边215毗连。所述第一边缘区域235在内侧与第一区域200邻接并且优选与第二区域205邻接。此外，所述第二边缘区域240沿着横向方向与第二侧边220毗连并且沿着横向方向与第一边缘区域235对置地布置。所述第二边缘区域240在内侧与第一区域200邻接并且优选与第二区域205邻接。

在第一边缘区域235中，所述第二通孔170倾斜向外指向第一侧边215的方向并且离开第一区域200地指向。此外，所述第二通孔170沿着纵向方向布置在遮盖区段125的朝向第三区域210的一侧上。比如如此选择所述第二通孔170的定向，使得所述反应气体60以第一锐角α朝第一侧边215的方向流动并且在x方向上朝第三区域210的方向流动。所述角度α能够为30°至60°。

在第二边缘区域240中，所述第二通孔170倾斜向外指向第二侧边220的方向并且因此离开第一区域200地指向。此外，所述第二通孔170沿着纵向方向布置在遮盖区段125的朝向第三区域210和第二侧边220的一侧上。例如，如此选择所述第二通孔170的定向，使得所述反应气体60以第二锐角β朝第二侧边220的方向流动并且在x方向上朝第三区域210的方向流动。所述第二角度β能够与第一角度α相同并且/或者为30°至60°。

这种设计方案具有的优点是，更好地使所述流化床65的边缘区域流化并且因此使针对精矿55和/或反应产物75的流化特性的负面的边缘效应最小化。

附图标记列表：

10 流化床反应器

15 反应器

20 分配器底部

25 分配器空间

30 反应器空间

35 装入口

40 取出口

45 反应气体输入口

50 反应气体排出口

55 精矿

60 反应气体

65 流化床

70 铁颗粒载体

75 反应产物

80 所消耗的反应气体

85 第一分配器板

90 第二分配器板

95 第一布置结构

100 第一通孔

105 第一下侧面

110 第一上侧面

115 直线

120 第二布置结构

125 遮盖区段

130 抵靠区段

135 第二下侧面

140 第二上侧面

145 材料锁合的连接

150 焊接连接

155 第一部分区域

160 第二部分区域

165 腔室

170 第二通孔

171 自由端部

172 切割面

175 行

180 第一焊缝

185 第二焊缝

190 菱形

200 第一区域

205 第二区域

210 第三区域

215 第一侧边

220 第二侧边

230 层

235 第一边缘区域

240 第二边缘区域

Claims (15)

1.用于处理氧化的精矿(55)、特别是铁矿的流化床反应器(10)，

-其中所述流化床反应器(10)具有分配器底部(20)、分配器空间(25)以及带有反应器空间(30)的反应器(15)，

-其中所述分配器底部(20)将所述反应器空间(30)在空间上与所述分配器空间(25)隔开，

-其中所述分配器底部(20)具有第一分配器板(85)和布置在所述第一分配器板(85)上的第二分配器板(90)，

-其中所述第一分配器板(85)布置在面向分配器空间(25)的一侧上，并且所述第二分配器板(90)布置在面向反应器空间(30)的一侧上，

-其中所述第一分配器板(85)具有由从所述分配器空间(25)在第一方向(z)上朝所述反应器空间(30)延伸的第一通孔(100)构成的第一布置结构(95)，

-其中所述第二分配器板(90)具有板状地并且平行于第一分配器板(85)来伸展的抵靠区段(130)，

-所述第二分配器板(90)还具有由许多遮盖区段(125)构成的第二布置结构(120)，

-其中所述抵靠区段(130)在与所述第一通孔(100)的第一布置结构(95)隔开的情况下抵靠在所述第一分配器板(85)上，

-其中所述第二布置结构(120)的遮盖区段(125)分别在所述第一方向(z)上与所分配的第一通孔(100)隔开地布置并且将所分配的第一通孔(100)朝反应器空间(30)遮盖，

-其中所述第二分配器板(90)在遮盖区段(125)的每个上具有在第二方向(x、y)上相对于所述直线(115)倾斜地、与所述第一通孔(100)错开地布置的第二通孔(170)，

-其中反应气体(60)能够从所述分配器空间(25)经由所述第一通孔(100)和第二通孔(170)导入到所述反应器空间(30)中，所述反应气体用于处理精矿(55)并且用于由精矿(55)和反应气体(60)来构造流化床(65)。

2.根据权利要求1所述的流化床反应器(10)，

-其中所述抵靠区段(130)将所述第二布置结构(120)的彼此错开地布置的遮盖区段(125)彼此机械地连接起来，

-其中所述抵靠区段(130)与所述第一分配器板(85)机械地连接，

-其中优选所述第二分配器板(90)一体地并且材料统一地构成，

-其中优选由遮盖区段(125)构成的第二布置结构(120)被压印到所述第二分配器板(90)中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述第一分配器板(85)和所述遮盖区段(125)分别限定了腔室(165)，

-其中所述腔室(165)在所述第一通孔(100)与所述第二通孔(170)之间平行于所述第一分配器板(85)在所述第二方向(x、y)上延伸。

4.根据权利要求3所述的流化床反应器(10)，

-其中所述腔室(165)具有腔室横截面面积，所述第一通孔(100)具有第一横截面面积，并且所述第二通孔(170)具有第二横截面面积，

-其中所述第二横截面面积大于所述第一横截面面积，

-其中所述腔室横截面面积大于所述第二横截面面积。

5.根据权利要求3或4所述的流化床反应器(10)，

-其中所述腔室(165)在所述第二方向(x、y)上在所述第一通孔(100)与所述第二通孔(170)之间具有腔室长度(l)，

-其中所述第二通孔(170)在所述第一方向(z)上具有孔高(h)，

-其中所述第二通孔(170)的孔高(h)小于所述腔室(165)的腔室长度(l)，

-其中优选所述腔室长度(l)与孔高(h)的比例为1至20(包括20在内)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述第二分配器板(90)基本上在所述第一方向(z)上相对于所述第一分配器板(85)的第一上侧面(110)倾斜地至少在所述第一布置结构(95)的区域中优选基本上完全覆盖所述第一上侧面(110)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述分配器底部(20)具有第一区域(200)和至少一个第二区域(205)，

-其中在所述第一区域(200)中所述第二布置结构(120)的第二通孔(170)分别具有相同的第一定向，

-其中在所述第二区域(205)中所述第二布置结构(120)的第二通孔(170)分别具有与所述第一定向不同的第二定向。

8.根据权利要求7的流化床反应器(10)，

-具有通入到所述反应器空间(30)中的装入口(35)和通入到所述反应器空间(30)中的取出口(40)，

-其中所述装入口(35)与所述取出口(40)对置地布置，并且通过所述装入口(35)能够将精矿(55)输送到所述反应器空间(30)中，

-其中通过所述取出口(40)能够将来自所述精矿(55)与反应气体(60)的反应的反应产物(75)从所述反应器空间(30)中输送出来，

-其中所述第一区域(200)布置在所述装入口(35)与所述取出口(40)之间，

-其中在所述第一区域(200)中所述第二通孔(170)分别布置在所述遮盖区段(125)的面向取出口(40)的一侧上。

9.根据权利要求7或8所述的流化床反应器(10)，

-其中所述第二区域(205)布置在所述装入口(35)与所述第一区域(200)之间，

-其中所述第二通孔(170)在所述第二区域(205)中如此布置在背离装入口(35)的一侧上和面向分配器底部(20)的侧边(215、220)的一侧上，使得所述精矿(55)能够借助于流出的反应气体(60)从所述装入口(35)朝所述侧边(215、220)的方向分布。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述分配器底部(20)具有第三区域(210)，

-其中所述第三区域(210)布置在所述第一区域(200)与所述取出口(40)之间，

-其中在所述第三区域(210)中所述第二通孔(170)分别具有与所述第一定向不同的第三定向，

-其中所述第二通孔(170)在所述第三区域(210)中分别如此布置在所述遮盖区段(125)的面向取出口(40)的一侧上和背离分配器底部(20)的侧边(215、220)的一侧上，使得所述精矿(55)和/或来自所述精矿(55)与反应气体(60)的反应的反应产物(75)能够借助于流出的反应气体(60)从所述侧边(215、220)朝所述取出口(40)的方向输送。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述分配器底部(20)具有至少一个边缘区域(235、240)，

-其中所述边缘区域(235、240)布置在所述第一区域(200)与所述取出口(40)之间并且与所述分配器底部(20)的侧边(215、220)侧向邻接地布置，

-其中所述第二通孔(170)在所述边缘区域(235、240)中分别如此布置在所述遮盖区段(125)的面向取出口(40)的一侧上和面向分配器底部(20)的侧边(215、220)的一侧上，使得所述精矿(55)和/或来自所述精矿(55)与反应气体(60)的的反应的反应产物(75)能够借助于流出的反应气体(60)朝所述取出口(40)的方向输送。

12.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述第二通孔(170)缝槽形地构成，

-其中所述第二通孔(170)在所述第一方向(z)上具有基本上恒定的孔高(h)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中在关于所述直线(115)的周向侧上分别围绕着所述第一通孔(100)所述第一分配器板(85)和所述抵靠区段(130)得到了密封，

-其中优选在围绕着所述第一通孔(100)的周向侧上所述抵靠区段(130)分别材料锁合地与所述第一分配器板(85)连接、优选焊接。

14.根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)，

-其中所述遮盖区段(125)具有第一部分区域(155)和第二部分区域(160)，

-其中所述第一部分区域(155)以平行于所述第一分配器板(85)伸展的方式来布置并且覆盖所述第一通孔(100)，

-其中所述第一部分区域(155)至少区段式地覆盖所述第一通孔(100)，

-其中所述第二部分区域(160)相对于所述第一部分区域(155)倾斜地布置并且将所述第一部分区域(155)与所述抵靠区段(130)连接起来。

15.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的流化床反应器(10)的方法，

-其中提供所述第一分配器板(85)，其具有第一通孔(100)的第一布置结构(95)，

-其中将具有许多遮盖区段(125)的第二布置结构(120)压印到板状的板材中，并且优选在加工步骤中将所述第二通孔(170)切割、优选冲压到所述板材中，

-其中将所述第二分配器板(90)如此布置在所述第一分配器板(85)上，使得所述第一通孔(100)分别被所分配的遮盖区段(125)遮盖，

-其中将所述抵靠区段(130)与所述第一分配器板(85)机械地连接起来。