CN1729046A - 在流化床内热处理的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热处理精细粒化的固体，尤其石膏的方法和相应的成套设备，其中在流化床反应器(1)内加热该固体到50－1000℃的温度。为了改进能量利用率，提出从下方经优选中心的气体供应管道(3)引入第一气体或气体混合物到反应器(1)的混合室(21)内，气体供应管道(3)至少部分被固定环形流化床(2)围绕，所述固定环形流化床(2)通过供应流化气体而流化，和调节第一气体或气体混合物以及环形流化床(2)中流化气体的气体速度，以便在气体供应管道(3)内的颗粒夫劳德数为1至100，在环形流化床(2)内的颗粒夫劳德数为0.02至2，和在混合室(21)内的颗粒夫劳德数为0.3至30。

Description

在流化床内热处理的方法与装置
技术领域
本发明涉及在流化床反应器内，热处理精细粒化的固体，尤其石膏的方法，其中固体被加热到50-1000℃的温度，和涉及相应的成套设备(plant)。
这种方法和成套设备用于例如焙烧石膏，以形成无水硬石膏。以前文丘里流化床或具有陶瓷多孔底的流化床作为空气分配器用于这一方案。然而，这仅仅允许小的调节范围。在部分负载的操作中或当切断该成套设备时，还存在下述危险：尽管多孔底的复杂的机械特征，但精细粒化的固体通过栅板下落。
具有或者固定流化床或循环流化床的反应器已知通常用于热处理固体。然而，当使用固定流化床时所实现的焙烧步骤的能量利用率仍需要改进。其具体原因是，由于相当低的流化度，因此传质与传热相当弱。此外，几乎不可能在悬浮换热器内一体化固体的预热，这是因为含尘气体进不到固定流化床的流化喷嘴内。另一方面，循环流化床由于高度流化，因此具有较好的条件以供传质和传热并允许使悬浮换热器一体化，但由于高度流化导致在其固体保留时间方面具有局限。
发明描述
因此，本发明的目的是改进在热处理精细粒化的固体中的传质与传热条件。
根据本发明，通过最初提及的方法实现该目的，其中第一气体或气体混合物从下部通过优选中心排列的气体供应管道(中心管道)引入到反应器的混合室内，该中心管道被固定的环形流化床至少部分围绕，所述固定的环形流化床通过供应流化气体而被流化，和其中调节第一气体或气体混合物以及用于环形流化床的流化气体的气体速度，以便在中心管道内的颗粒夫劳德数(Froude number)为1至100，在环形流化床内的颗粒夫劳德数为0.02至2，和在混合室内的颗粒夫劳德数为0.3至30。
在本发明的方法中，在热处理过程中可令人惊奇地彼此结合固定流化床的优点，例如充分长的固体保留时间，和环形流化床的优点，例如良好的传质与传热，同时避免了这两种体系的缺点。当第一气体或气体混合物经过中心管道的上部区域时，其夹带来自环形固定流化床(被称为环形流化床)的固体到混合室内，结果由于固体和第一气体之间高的滑移速度，因此形成强烈混合的悬浮体，并在两相之间实现最佳的传热和传质。通过相应地调节环形流化床的床高度以及第一气体或气体混合物和流化气体的气体速度，在中心管道的孔隙区上方的悬浮体的固体负载可在宽的范围内变化，结果在中心管道的孔隙区与混合室的上部出口之间第一气体的压力损失可以是1mbar至100mbar。在混合室内悬浮体的高固体负载的情况下，大部分固体从悬浮体中分离出并落回到环形流化床内。这一循环被称为内部固体循环，在这一内循环内的固体流通常显著大于从外部供应到反应器内的固体量。(较小)量未沉淀的固体从混合室连同第一气体或气体混合物一起排放。通过选择环形流化床的高度与截面面积，反应器内固体的保留时间可在宽范围内变化，并适应于所需的热处理。由于一方面高的固体负载和另一方面固体在气流内良好的悬浮，因此，在中心管道的孔隙区上方获得良好的传质与传热的优良条件。从反应器中用气流夹带出的固体量完全或至少部分循环到反应器中，且循环的固体被方便地加入到固定流化床内。如此循环到环形流化床内的固体流通常位于与从外部供应到反应器内的固体流相同数量级的高度处。除了优良的能量利用率以外，本发明方法的另一优点在于，可通过改变第一气体或气体混合物和流化气体的流速，快速、容易和可靠地调节该方法的能量传递和传质到符合要求。
为了确保混合室内特别有效的传热和反应器内充足的保留时间，优选调节用于流化床的第一气体混合区和流化气体的气体速度，以便在中心管道内，无量纲的颗粒夫劳德数(Frp)为1.15-20，在环形流化床内的颗粒夫劳德数为0.115-1.15，和/或在混合室内的颗粒夫劳德数为0.37-3.7。颗粒的夫劳德数各自通过下述方程式定义：
Fr p = u ( ρ s - ρ f ) ρ f * d p * g
其中
u＝气体的有效流速(m/s)
ρs＝固体颗粒的密度(kg/m3)
ρf＝流化气体的有效密度(kg/m3)
dp＝在反应器的操作过程中反应器内装料的颗粒或(形成的颗粒)的平均直径(m)
g＝重力常数(m/s2)
当使用该方程式时，应当考虑，dp不表示所使用的材料的平均直径(d50)，而是在反应器的操作过程中形成的反应器内装料的平均直径，它在两个方向上可能显著不同于所使用的材料(初级颗粒)的平均直径。在热处理过程中还可能例如形成平均直径为20-30微米的颗粒(二级颗粒)，其不同于例如平均直径为3-10微米的非常精细粒化的物料。另一方面，一些物料，例如矿石在热处理过程中被烧裂。
在本发明的概念的改进中，提出调节反应器内固体的床高度，以便环形流化床至少部分延伸超出中心管道上部孔隙端数厘米，固体并因此恒定地引入到第一气体或气体混合物内并被该气流夹带到位于中心管道孔隙区上方的混合室内。按照这一方式，实现在中心管道的孔隙区上方悬浮体尤其高的固体负载。
在采用本发明方法的情况下，可对尤其潮湿的石膏，例如REA石膏进行有效的热处理，尤其为的是获得无水形式的石膏。该方法尤其始于通过焙烧生产硬石膏。所使用的潮湿的石膏在此情况下具有精细的颗粒，该固体至少大部分的粒度通常小于2mm。在小于0.2mm的粒度情况下可实现尤其有效的热处理。该方法进一步应用的可能性在于，在氧化氛围内，在达到最大约1000℃的温度下预热和/或焙烧矿石与矿物原料，若排除内部燃烧的话，和在约800℃下焙烧粘土矿物。在最多约750℃下，本发明的方法也可用于由氢氧化铝生产过渡水合物或者氧化物。
为了该目的，可按照专业人员已知的任何方式，例如包括通过在反应器内的内部燃烧，进行反应器操作所需的热量生成。为了还能利用本发明的方法用于在例如约750℃的温度下预热和焙烧，其中在该温度下，在反应器内燃料本身的内燃烧是不可能的，本发明提出使用外部燃烧室生成所需的工艺热和将热量转移到在具有环形流化床的反应器内待处理的物料(例如石膏)上。为此，借助中心管道供应反应器热气，其中通过燃烧所供应的气体、液体和/或固体燃料(所述燃料可能地和含氧气体混合物一起燃烧)在上游燃烧室生成所述热气。取决于必需的氧气含量，可混合空气或一些其它的含氧气体，例如具有15-30％的氧气含量的含氧气体。当然，还可通过燃烧新鲜的燃料产生仅仅部分的能量需求，和通过该工艺下游阶段，例如冷却或其它平行工艺供应热的、不含燃烧的废气覆盖其余部分。若该工艺的下游或平行阶段的废气温度足够高，则也可仅仅使用这些废气加热反应器。尤其当仅仅要求低的反应器温度例如用于干燥时，这是可能的。在此情况下，还可以完全不用内部燃烧或上游燃烧室。
取决于在反应器内进行的工艺，工艺温度可位于50至1000℃。在从50℃，尤其从约80℃起的较低温度范围内，环形流化床反应器也可仅用于干燥物料。在此情况下，温度一定不能超过上限值，因为热处理物料会进行化学反应。在本发明方法的普通形式中，例如在焙烧的情况下，使用介于150至1000℃的温度范围。
优选将空气作为流化环形流化床的气体供应到反应器中，当然为此目的的专业人员已知的所有其它气体或气体混合物也可用于该目的。也可有利地压缩来自该工艺下游阶段或其它平行工艺的脱尘和/或冷却的废气，以便它可用作用于环形流化床的流化气体。
证明在0.8-10bar的压力下和尤其优选在大气压下操作反应器是有利的。
可在反应器上游提供一个或多个预热段，在此固体，例如潮湿的石膏在预热段内悬浮、干燥、预热和/或部分焙烧，之后在反应器内热处理，从而除去固体中的至少部分湿气含量。优选在反应器上游提供两个预热段，各预热段各自包括换热器和下游分离器，其中在第一换热器内的物料被来自第二换热器的废气加热，和第二换热器内的物料被来自反应器的废气加热。这两个换热器优选是悬浮换热器。按照这一方式，进一步降低了该工艺总的能量需求。
根据本发明的方法，在反应器内热处理之后，来自反应器的环形流化床和/或在反应器下游提供的分离器的产物至少被部分供应到冷却系统中，所述冷却系统尤其包括彼此相连的许多冷却段的组合。在分离器内，尤其在反应器下游提供的旋风器(cyclone)内，分离与流过中心管道的气流一起排放的固体(产物)。然后它们被或者直接供应到冷却段内以供进一步处理或者借助固体返回导管返回到反应器的环形流化床内，在分离器内分离的部分固体还可到达冷却系统和其余部分返回到环形流化床内。这一灵活的固体循环的主要优点是，可精确地调节在反应器的混合室区域内悬浮体的固体负载到该工艺的要求，和在操作过程中根据要求且视需要而变化。
为了调节固体的循环，在本发明的理想改进中，已证明测量在中心管道与导引到分离器内的反应器的排放导管之间的压力损失，和通过改变循环的固体量来调节所述压力损失是有利的。证明具有下游计量设备，例如变速旋转叶片式加料器或加料辊式旋转阀门的流化中间容器尤其有利地用于该目的，对于不需要循环的固体来说，可例如借助溢流排放并流到冷却系统中。固体循环有助于以简单方式保持反应器内工艺条件恒定和/或调节反应器内固体的平均保留时间。
在冷却系统内可实现具有高传热产物的轻微冷却，若在冷却系统，尤其至少一个固定流化床的至少一个冷却段内，优选最后一个冷却段内形成待冷却的产物，其中通过流化气体如空气冷却所述待冷却的产物。特别地在固定流化床内，通过例如以相当简单的方式预冷却流化气体，可实现长的保留时间，和因此有效的冷却。此外，在固定流化床内产物的机械负载相当低。然而，若进行尤其快速的冷却，则也可使用具有固定流化床和混合室的冷却段(例如对应于以上所述的反应器)。因此，根据本发明，可使用结合固定和循环的环形流化床的本发明原理以供既加热，又冷却精细粒化的固体。在该工艺开始时，若固体比流过中心管道的气流热，则发生冷却。可通过尤其在固定环形流化床内形成的具有冷却介质，例如水的冷却线圈，实现额外的冷却。
为了改进的能量利用率，提供在冷却段中用于冷却的气体，并进而加热所述气体，供应到上游的冷却段、反应器、燃烧室和/或预热段。可使气体流经许多或所有的串联方式的在前的冷却段，其中以最后一个冷却段为起始，在所述冷却段内待冷却的产物通过在前的冷却段已经预冷却。由于在在前的冷却段内的产物在每一情况下仍比较热，因此在进一步的每一冷却段内冷却并进一步加热供冷却而使用的气体。最后，加热的气体可供应到燃烧室、反应器和/或预热段内。
根据本发明的成套设备尤其适用于进行以上所述的方法，其具有构成流化床反应器的反应器以用于热处理精细粒化的固体，尤其石膏，所述反应器具有气体供应系统，其中形成所述气体供应系统，以便流经该气体供应系统的气体夹带来自固定环形流化床(其至少部分围绕该气体供应系统)的固体进入混合室内。优选地，这一气体供应系统延伸到该混合室内。然而，也可让气体供应系统在环形流化床表面下方终止，然后将气体经例如侧面孔隙引入到环形流化床内，从而因其流速夹带来自环形流化床的固体进入混合室内。
根据本发明，气体供应系统优选具有中心管道，所述中心管道从反应器的下部区域基本上向上垂直延伸优选进入反应器的混合室内，所述管道被至少部分绕中心管道周围延伸且在其内形成固定环形流化床的室围绕。中心管道可在其出口处以喷嘴形式形成和/或在其外壳表面处具有一个或多个分配的孔隙，以便在反应器的操作过程中，固体通过孔隙恒定地进入中心管道内并被第一气体或气体混合物夹带经中心管道进入混合室内。当然，也可在反应器内提供具有不同或相同尺寸与形状的两个或多个中心管道。然而，优选地，至少一个中心管道相对于反应器的截面面积接近在中心布置。
根据一个优选的实施方案，在反应器的下游提供分离器，尤其旋风器以供分离固体，具有固体导管的分离器导入到反应器的环形流化床内和/或固体导管导入到冷却系统内。为了还能从反应器中直接除去最终产物，根据本发明进一步提供从环形流化床导入到冷却系统的固体导管。
为了提供固体的可靠流化和形成固定流化床，在反应器的环形室内提供气体分配器，所述气体分配器将该室分成上部的环形流化床和下部的气体分配器室，其中气体分配器室连接到用于流化气体的供应导管上。也可提供由管道和/或喷嘴组成的气体分配器替代气体分配器室。
为了调节反应器内的所需工艺温度，在后者的上游提供具有供应导管的燃烧室以供应进入到中心管道内用于加热反应器的燃料、氧气和/或加热气体、废气。
在反应器之后布置冷却系统，所述冷却系统包括直接和/或间接冷却段，尤其冷却旋风器和/或流化床冷却器。在直接冷却段的情况下，冷却介质直接与待冷却的产物接触。在此情况下，也可在冷却工艺过程中进行其它所需的反应，例如产物精制。此外，在直接冷却段的情况下，冷却作用尤其良好。在间接冷却段的情况下，借助流经冷却线圈的冷却介质进行冷却。为了还能利用在该工艺本身的冷却过程中加热的气体，冷却段具有导入到预热段内、混合室内、气体分配器室内和/或燃烧室内的至少一根供应导管。
在反应器的环形流化床和/或混合室内，可根据本发明提供使固体和或流体流动偏移的方式。例如可在环形流化床内安装环形排水孔，其直径在中心管道直径和反应器器壁之间，以便排水孔的上部边缘突出在操作过程中获得的固体平面以上，而排水孔的下部边缘布置在离气体分配器或类似物一段距离处。因此，在反应器器壁附近流出混合室的固体必必须首先在排水孔的下部边缘处绕过排水孔，然后它们可被中心管道的气流夹带回到混合室内。按照这一方式，在环形流化床内迫使固体交换，以便在环形流化床内获得更均匀的固体保留时间。
根据以下例举的实施方案的说明和根据附图还得出本发明的改进、优点和可能的应用。在附图中所描述和/或所图示的所有特征本身或者以任何结合形式形成本发明的主题，与在权利要求中它们的汇编或者它们涉及的内容无关。
附图简述
图1示出了根据本发明的第一个例举实施方案的方法和成套设备的工艺图；
图2示出了根据本发明的第二个例举实施方案的方法和成套设备的工艺图。
优选实施方案的详细说明
首先基于图1一般性地描述热处理固体，例如石膏的成套设备和方法，以解释本发明的功能原理。
为了热处理，尤其焙烧固体，成套设备具有反应器1，所述反应器1例如是具有中心管道3的圆柱体，所述中心管道3与该反应器的长轴几乎同轴布置并从反应器1的底部基本上垂直向上延伸。在反应器1的底部区域内提供环形气体分配器36，供应导管27和37在所述环形气体分配器36内开放。反应器1的垂直上方区域形成混合室21，布置在反应器1的垂直上方区域的是出料导管4，出料导管4在作为旋风器形成的分离器5内开放。
若固体经固体导管9引入到反应器1内，则在气体分配器36上形成环形围绕中心管道3的层(被称为环形流化床2)。反应器1和中心管道3当然也可具有优选的圆形截面以外的截面，只要环形流化床2至少部分围绕中心管道3即可。经供应导管27、37引入的流化气体流经气体分配器36并使环形流化床2流化，以便形成固定流化床。气体分配器34优选为此目的形成为具有相对大量单个喷嘴的喷嘴栅板，这些喷嘴被连接到供应导管27、37上。在更简单的实施方案中，气体分配器36也可形成为具有气体分配器位于其下的栅板。然后调节供应到反应器1内的气体速度，以便在环形流化床2内颗粒的夫劳德数为约0.3。
通过进一步供应固体到环形流化床2内，在反应器1内的固体平面增加到固体达到中心管道3的孔隙的程度。与此同时，热气体或气体混合物(通过燃烧气体、液体或固体燃料在上游的燃烧室26内生成)经中心管道3引入到反应器1内。优选调节经中心管道3供应到反应器1内的热气体的速度，以便在中心管道3内的颗粒的夫劳德数为约10和在混合室21内为约3.0。
由于环形流化床2的固体平面高于中心管道3的上部边缘，因此固体在这一边缘处流动到中心管道3内。中心管道3的上部边缘可以整齐或不同地成形，例如成锯齿形，或具有侧面孔隙。由于高的气体速度，流经中心管道3的气体当经过上部孔隙区时，夹带来自固定环形流化床2内的固体进入混合室21内，于是形成强烈混合的悬浮体。在混合室21内，在气流和固体之间的强烈的传质与传热具有下述作用：以前较冷的固体特别充分地被较热的气流加热，进而使该气流冷却。若固体比气流热，则以对应于本发明原理的方式进行固体的冷却。
通过在混合室21内扩大气体喷射和/或通过在反应器器壁之一上碰撞降低气体速度的结果是，夹带的固体快速损失速度并部分落回到环形流化床2内。在固定环形流化床2和混合室21之间的反应器区域获得固体的循环。由于这一固体循环，待处理的固体在反应器1内循环相当长的时间，因此，与此同时可在混合室21内利用非常良好的传热。
在采用来自反应器1的热气流情况下，没有从混合室21内的中心管道3上方的气流中沉淀并直接返回到环形流化床2的固体通过出料导管4向上排出，在作为旋风器形成的分离器5内与气流相分离，并经固体返回导管6至少部分返回到环形流化床2内。
待处理的固体总计以两种方式返回到环形流化床2内：在与混合室21内的气流分离之后和在分离器5内分离经固体返回导管6之后。
在多段体系，在本发明情况下，在预热段32、33的两段体系中，利用离开分离器5的气流的热量，所述预热段32、33由换热器40、10和下游分离器12、8组成。在此情况下，待处理的固体作为原料供应到形成为文丘里干燥器的最后的换热器10内的废气侧上。然后，所供应的固体悬浮在上游(倒数第二个)预热段32的分离器8的废气内，干燥，预热，并流经固体导管11进入分离器12。在此分离的固体经固体导管13供应到倒数第二个预热段32的换热器40内，同时废气逸出。然后通过离开分离器5的废气使固体悬浮，并经固体导管7供应到分离器8中。在此分离的预热固体经固体导管9供应到反应器1的环形流化床2内，且分离器8的废气再流到最后的预热段33中。
在于反应器1内热处理之后，产物量(对应于待处理和引入到文丘里干燥器10内的固体量)或者直接从环形流化床2经产物供应导管14或者从固体返回导管6经产物供应导管15供应到冷却系统34内。该冷却系统34包括直接和/或间接冷却段35、19和换热器，例如冷却旋风器或流化床冷却器的组合，借助所述冷却系统预热在该工艺内要求的空气和除去在该工艺内不再有用的产物热。单个冷却段35、19或其冷却单元的类型和数量的选择基本上取决于在该工艺内要求的控制量对待冷却的产物量之比。
在第一冷却段35内，将待冷却的产物经产物供应导管14、15供应到提升导管16中。在这一提升管道16和紧跟的冷却旋风器17中，冷却产物，然后分离并经固体导管18供应到多段流化床冷却器19中。作为流化床冷却器19的流化气体所要求的空气经连接到鼓风机的空气导管20供应到流化床冷却器19的各段中，在产物的冷却过程中空气在此加热并经提升导管16流到冷却旋风器17中。在提升导管16中，进一步加热这一流化空气，并冷却产物。此处第二冷却段19的加热空气于是流到第一冷却段35中。在旋风器17中脱尘之后，加热的空气(流化空气)或者经供应导管22导入到反应器1内或者经供应导管41导入到作为文丘里预热器形成的换热器40内。
在多段流化床冷却器19中，首先在一段或多段中以与燃烧空气逆流的方式冷却产物，这两种间接冷却均通过空气导管23和作为换热器元件形成的冷却线圈24进行，和直接冷却通过空气导管20进行，结果流化空气被加入到各段内。在间接冷却过程中加热的空气经供应导管25供应到燃烧室26内且任选地还作为流化空气经供应导管27供应到环形流化床内。在燃烧室26中，借助燃料导管42供应的燃料在来自冷却段的加热空气和借助空气供应器28供应的可能另外的空气作用下燃烧。燃烧室的废气经气流导管29进入中心管道3中并作为第一气体或气体混合物进入混合室21内。
以与流经冷却线圈31的冷却介质，例如水逆流的方式，在流化床冷却器19内的一段或多段中使产物间接冷却，并通过在各段内的流化空气使产物直接冷却，直到达到所需的最终温度。使冷却介质经导管30流过冷却线圈31并最后再次经导管45除去。
该方法的一个特别的优点是，在混合室内可任选地利用固定流化床(环形流化床)和循环流化床的优点，且与此同时通过冷却产物产生的废热被再次供应到反应器中以节约能源。
实施例(石膏的焙烧)
基于具有与图1类似成套设备的图2，以下详细地描述了焙烧REA石膏形成无水硬石膏。将潮湿的石膏经螺杆输送器38以例如42t/h的体积流速从储藏器39引入到文丘里干燥器10内，随后通过来自旋风器8的废气悬浮，干燥并经固体导管11供应到形成为旋风器的分离器12内。来自旋风器12的废气流到袋滤器43内，在此它完全没有固体并通过废气鼓风机44经通风管吹出。
在旋风器12和袋滤器43内分离的干燥石膏经固体导管13流到到第二文丘里干燥器40中，进一步加热，在旋风器8内从废气中分离并通过固体导管9引入到反应器1的流化床2内。在燃烧室26内，以约36000Nm3/h生成温度为约1130
℃的热气体并经气流导管29流动到反应器1中。热气体在反应器1内冷却到约750℃。与此同时，加热引入到反应器内的石膏(其粒度小于0.2mm)到约750℃并焙烧，形成硬石膏。在反应器1的废气作用下固体被输送到旋转的旋风器5(分离器)内，在此分离，并经固体返回导管6大部分返回到反应器1的环形流化床2内。
一部分流量的硬石膏产物(相当于引入到反应器1内的石膏量)经产物供应导管15供应到提升导管16内，所述提升导管16属于第一冷却段35的冷却旋风器17。硬石膏在冷却旋风器17内冷却到约600℃并流经固体导管18到达流化床冷却器19的第一室内。冷却旋风器17的废空气经供应导管41流动到文丘里干燥器40内。
在流化床冷却器19中，硬石膏在各段内冷却到约80℃。产物量为约30t/h。在硬石膏的冷却过程中，经供应导管23供应的燃烧空气(约14000Nm/h3)在换热器机组内被间接加热到约450℃，所述换热器机组作为冷却线圈24形成并安装在流化床冷却器19的头两个室内。将空气经供应导管25供应到燃烧室26中。作为燃料，约1300Nm/h3的天然气经燃料导管42供应到燃烧室26内。另外，将进一步的燃烧空气(约21000Nm/h3)经空气供应器28吹入到燃烧室内。调节燃料的用量和燃烧空气的用量，以便在燃烧室26的出口处达到约1130℃的热气体温度和约750℃的所需反应器温度。
在流化床冷却器19的最后两个室内发生硬石膏的最终冷却。冷却水经导管30供应到作为冷却线圈31安装在两个室内的冷却管机组上，并经导管45返回。所要求的流化空气经导管20供应到流化床冷却器19中。
参考标记列表：
  1   反应器   24   冷却线圈
  2   环形流化床   25   供应导管
  3   中心管道   26   燃烧室
  4   出料导管   27   供应导管
  5   分离器   28   空气供应器
  6   固体返回导管   29   气流导管
  7   固体导管   30   导管
  8   分离器   31   冷却线圈
  9   固体导管   32   预热段
  10   换热器   33   预热段
  11   固体导管   34   冷却系统
  12   分离器   35   冷却段
  13   固体导管   36   气体分配器
  14   产物供应导管   37   供应导管
  15   产物供应导管   38   螺杆输送器
  16   提升导管   39   储藏器
  17   冷却旋风器   40   换热器
  18   固体导管   41   供应导管
  19   冷却段，流化床冷却器   42   燃料导管
  20   空气导管   43   袋滤器
  21   混合室   44   废气鼓风机
  22   供应导管   45   导管
  23   空气导管

Claims (22)

1.一种热处理精细粒化的固体，尤其石膏的方法，其中在流化床反应器(1)内加热该固体到50-1000℃的温度，其特征在于，从下方经优选中心的气体供应管道(3)将第一气体或气体混合物引入到反应器(1)的混合室(21)内，其中气体供应管道(3)至少部分被固定环形流化床(2)围绕，所述固定环形流化床(2)通过供应流化气体而流化，和特征在于调节第一气体或气体混合物以及环形流化床(2)中流化气体的气体速度，以便在气体供应管道(3)内的颗粒夫劳德数为1至100，在环形流化床(2)内的颗粒夫劳德数为0.02至2，和在混合室(21)内的颗粒夫劳德数为0.3至30。
2.权利要求1的方法，其特征在于，在气体供应管道(3)内的颗粒夫劳德数为1.15至20。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于，在环形流化床(2)内的颗粒夫劳德数为0.115至1.15。
4.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在混合室(21)内的颗粒夫劳德数为0.37至3.7。
5.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，调节反应器(1)内固体的床高度，以便环形流化床(2)延伸超出气体供应管道(3)的上部孔隙端，和将该固体恒定地引入到第一气体或气体混合物内并通过气流夹带到位于气体供应管道(3)的孔隙区上方的混合室(21)内。
6.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，供应粒度小于2mm，尤其小于0.2mm的精细粒化的固体，例如潮湿的石膏作为原料。
7.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，将热气体经气体供应管道(3)供应到反应器(1)中，该热气体通过燃烧所供应的燃料在上游的混合室(26)中生成，其中所供应的燃料可能与含氧气体混合物一起燃烧。
8.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在反应器(1)内加热固体到150-1000℃的温度。
9.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，将空气供应到反应器(1)中作为流化气体。
10.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在反应器(1)内的压力为0.8至10bar。
11.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在反应器(1)内热处理之前，在至少一个预热段(32，33)内使固体悬浮、干燥和/或预热，所述预热段(32，33)包括换热器(6，10)和下游的分离器(8，12)。
12.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在反应器(1)内热处理之后，来自反应器(1)下游提供的反应器(1)的环形流化床(2)和/或分离器(5)中的产物至少部分被供应到冷却系统(34)内，所述冷却系统(34)包括尤其彼此相连的许多冷却段(35，19)的组合。
13.权利要求12的方法，其特征在于，在至少一个流化床的冷却段(19)内形成产物，在其中所述产物通过流化气体，尤其空气冷却和/或通过在流化床内形成的具有冷却介质，尤其水的冷却线圈(24，31)冷却。
14.权利要求12或13的方法，其特征在于，在冷却段(19，17)内加热的气体被供应到上游的冷却段(17)、反应器(1)、燃烧室(26)和/或预热段(32)中。
15.用于热处理精细粒化的固体，尤其进行权利要求1-13任何一项的方法的成套设备，它包括构成流化床反应器的反应器(1)以用于热处理，其特征在于，反应器(1)具有气体供应系统，其中形成所述气体供应系统，以便流经该气体供应系统的气体夹带来自固定环形流化床(2)的固体进入混合室(21)内，其中所述固定环形流化床(2)至少部分围绕该气体供应系统。
16.权利要求15的成套设备，其特征在于，气体供应系统具有气体供应管道(3)，所述气体供应管道(3)从反应器(1)的下部区域基本上垂直向上延伸到反应器(1)的混合室(21)内，所述气体供应管道(3)被至少部分绕该气体供应管道延伸且在其内形成固定环形流化床(2)的室围绕。
17.权利要求15或16的成套设备，其特征在于，气体供应管道(3)相对于反应器(1)的截面面积近似地在中心布置。
18.权利要求15-17任何一项的方法，其特征在于，在反应器(1)的下游提供分离器(5)用以分离固体，和分离器(5)具有导入到反应器(1)的环形流化床(2)内的固体导管(6)和/或导入到冷却系统(34)内的固体导管(15)。
19.权利要求15-18任何一项的方法，其特征在于，提供从反应器(1)的环形流化床(2)导入到冷却系统(34)的固体导管(14)。
20.权利要求15-19任何一项的方法，其特征在于，在反应器(1)的环形室内提供气体分配器(36)，所述气体分配器(36)将该室分成上部的环形流化床(2)和下部的气体分配器(36)，和气体分配器(36)被连接到用于流化气体的供应管道(37，27)上。
21.权利要求15-20任何一项的方法，其特征在于，在反应器(1)的上游提供具有用于燃料、氧气和/或加热气体的供应管道(42，28，25)的燃烧室(26)，所述燃烧室(26)的废气流到气体供应管道(3)内。
22.权利要求15-21任何一项的方法，其特征在于，在反应器(1)的下游提供冷却系统(34)，所述冷却系统(34)包括直接和/或间接的冷却段(35，19)，尤其冷却旋风器和/或流化床冷却器。
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