DD151995A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF SOLIDS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur thermischen Behandlung von staubfoermigem oder feinkoernigem Material vorzugsweise bei Feststoffzersetzung, -umsetzung, -aufwaermung, oder -verbrennung. Ziel der Erfindung ist es, das staubfoermige, koernige oder granulierte Material fein verteilt direkt in die Zone hoechster Temperatur zu bringen, um es einem Thermoschock auszusetzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, fuer spezielle thermische Prozesse eine geeignete Vorrichtung zu entwickeln, die in ihrem Aufbau relativ einfach zu erstellen ist, so dass grosser apparativer Aufwand vermieden wird. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass geeignete Luftleiteinrichtungen (1) die Luftaustrittsspalten (4) bilden, zu denen jeweils Brenngasaustrittsspalten (7) oder mehrere Brenngasbohrungen (6) zugeordnet sind. Es kann eine beliebige Anzahl von Leiteinrichtungen parallel geschalten werden, um eine beliebige Anzahl von Austrittsspalten entsprechend dem jeweiligen thermischen Prozess zu erzielen. Ferner sind die Elemente am Ende der Gasleiteinrichtungen auswechselbar.The invention relates to an apparatus and a method for the thermal treatment of dusty or feinkoernigem material, preferably in solid decomposition, conversion, warming up, or combustion. The aim of the invention is to bring the dusty, granular or granulated material finely distributed directly in the zone of the highest temperature to expose it to a thermal shock. The invention is based on the object to develop for special thermal processes, a suitable device that is relatively easy to create in their construction, so that a large amount of equipment is avoided. According to the invention this is achieved in that suitable louvers (1) form the air outlet gaps (4), to which each fuel gas outlet columns (7) or more fuel gas holes (6) are assigned. Any number of baffles may be connected in parallel to achieve any number of exit slits according to the particular thermal process. Furthermore, the elements at the end of the gas-conducting devices are exchangeable.
Description
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Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von PeststoffenProcess and device for the thermal treatment of pesticides
Anwendungsgebiet der Erfindung A field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von staubförmigem, körnigem oder, granuliertem Material bei hohen Temperaturen. Dabei kann es sich um eine Peststoffzersetzung, -umsetzung, -aufwärmung oder -verbrennung handeln.The invention relates to a method and a device for the thermal treatment of dusty, granular or granulated material at high temperatures. This may be a decomposition, conversion, warm-up or combustion of the pesticides.
Die Erfindung kann überall dort zur Anwendung kommen, wo ein Material schnell und bei hoher Temperatur reagieren, also einem Thermoschock ausgesetzt werden soll.The invention can be used wherever a material reacts quickly and at a high temperature, that is to say it is to be exposed to a thermal shock.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known te chnic solutions
In der Verfahrenstechnik und insbesondere bei chemischtechnischen Prozessen tritt oftmals das Problem auf, bei einem Verfahrens schritt oder Teilprozeß als Reak'tanten zum Einsatz kommende pulverförmige oder körnige Feststoffe einer thermischen Behandlung zu unterziehen.In the process engineering and in particular in chemical engineering processes, the problem often arises of undergoing thermal treatment in the case of a process step or partial process as reactants for use in powdery or granular solids.
Dabei ist es im allgemeinen üblich, diese Peststoffe in einem speziellen Reaktor durch geeignete technische Mittel mit einem gasförmigen Reaktionspartner hoher Temperatur zusammenzubringen, um die.gewünschte Umsetzung zu erzielen,It is generally customary to combine these pesticides in a special reactor by means of suitable technical means with a gaseous reaction partner of high temperature in order to achieve the desired conversion.
Ein bekanntes Verfahren für derartige Prozesse mit speziell für die Feststoffkennwerte ausgelegten Reaktoren ist das Wirbelschichtverfahren, andere Verfahren arbeiten mit Fließbett oder die Reaktion, erfolgt in Durchlaufofen.A known method for such processes with specially designed for the solid parameters reactors is the fluidized bed process, other methods work with fluidized bed or the reaction is carried out in a continuous furnace.
Abgesehen von.dem verhältnismäßig großen apparativen Aufwand sind hinsichtlich der Temperaturbelastung diesen Verfahren jedoch gewisse Beschränkungen auferlegt. Die benötigten Gasverteilungseinrichtung6n, beim Wirbelschichtverfahren Roste genannt, sind werkstoffbedingt temperaturseitig nur innerhalb gewisser Grenzen belastbar oder eine kontinuierliche Arbeitsweise ist nicht gewährleistet.Apart from the relatively large expenditure on equipment, however, these methods are subject to certain restrictions with regard to the temperature load. The required gas distribution device 6n, called in the fluidized bed process grids, are due to the material temperature side only within certain limits resilient or continuous operation is not guaranteed.
Bei den bekannten Verfahren ist es mitunter nicht zu vermeiden, daß bei bestimmten Prozessen, hervorgerufen durch verfahrenstechnisch bedingte niedrige Gasg6schwindigkeiten, Toträume entstehen, in denen mitunter nur eine stark verzögerte Reaktion erfolgt.In the known methods, it is sometimes unavoidable that in certain processes, caused by process-related low Gasg6schwindigkeiten, dead spaces arise in which sometimes only a strongly delayed reaction occurs.
Vorhandene Gasverteilungseinrichtungen werden nur dann wirksam, wenn sich an ihnen ein entsprechender Druckverlust einstellt, der nur durch eine geeignete Konstruktion der Gasverteilungseinrichtung und bei entsprechendem Vordruck und entsprechender Geschwindigkeit des Gases wirksam wird. Bei benötigten hohen Gasgeschwincigkeitsn, z. B. in einer Wirbelschicht, entsteht bei höheren Gastemperaturen ein großer Wärmeverlust in Form von heißem Abgas sowie nicht zu vermeidendem Gutaustrag. Dieser kann nur durch zusätzlich einzubauende Filteranlagen vermindert werden.Existing gas distribution devices are only effective if they adjust to a corresponding pressure drop, which is effective only by a suitable design of the gas distribution device and with the appropriate form and the corresponding speed of the gas. At needed high gas speeds, e.g. B. in a fluidized bed is formed at higher gas temperatures, a large heat loss in the form of hot exhaust gas and unavoidable Gutaustrag. This can only be reduced by additionally installed filter systems.
Ziel der Erfindung ist es, die thermische Behandlung energiewirtschaftlich zu verbessern und die aufgeführten Nachteile bisheriger Apparate .zu beseitigen.The aim of the invention is to improve the thermal treatment energy management and eliminate the disadvantages of previous apparatus.
Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, unter Berücksichtigung der vanft Hoffsehen Regel den staubförmigen, körnigen oder granulierten Heaktanten direkt in die Zone höchöter Temperatur zu bringen, um ihn einem Thermoschock auszusetzen, was eine besonders effektive Umsetzung zur Folge hat.The invention is based on the object, taking into account the van f Hoff rule t the powdery, granular or granulated Heaktanten to bring directly in the zone höchöter temperature to subject it to a thermal shock, resulting in a particularly effective implementation result.
Das staubf örinige, körnige oder granulierte Material soll über eine bekannte Aufgabe- bzw. Dosiervorrichtung (z. B. Injektor, Drehtellerspeiser, Zellradschleuse usw.) direkt der Verbrennungsluft zugemischt und mit gleichbleibender Transportgeschwindigkeit bis zum Reaktionsraum geführt '. werden. Es soll somit die Zufuhr eines entsprechenden Hilfsgases für den Materialtransport entfallen.The dusty, granular or granulated material is to be added directly to the combustion air via a known feeding or metering device (eg injector, turntable feeder, rotary valve, etc.) and conveyed to the reaction space at a constant transport speed . become. It should therefore account for the supply of a corresponding auxiliary gas for the transport of material.
Es wird angestrebt, den Reaktanten im Reaktionsraum vermittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so in dünne großflächige Materialströme zu zerlegen, daß er eine strömungstechnisch günstige optimale Oberfläche im aufgelokkerten Teilchenverband einnimmt, um ihn so günstig mit den Reaktionspartnern, die in gasförmigem Zustand vorliegen, in Kontakt zu bringen.It is desirable to decompose the reactants in the reaction space by means of the device according to the invention, so in thin large-scale material flows that he occupies a favorable aerodynamically optimal surface in the dissolved particle association to him so favorably with the reactants, which are in a gaseous state in contact bring.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß nach der Materialaufgabe durch eine Dosiervorrichtung geeignete Leiteinrichtungen angebracht sind, die am Ende_. (Beginn des Reaktionsraumes) einen oder mehrere Schlitze bilden, wobei zu jedem Luftspalt ein entsprechender Brenngas« schlitz oder mehrere Br.enngasaustrittsbohrungen zugeordnet sind»According to the invention this is achieved in that after the material application by a metering suitable guide devices are attached to the end_. (Beginning of the reaction space) form one or more slots, wherein for each air gap a corresponding fuel gas «slot or more Br.enngasaustrittsbohrungen assigned»
Der Reaktionsraurn kann rechteckig bzw.. quadratisch oder rund ausgebildet sein. Dementsprechend sind auch die Leiteinrichtungen mit den entsprechenden Austrittsschlitzen gestaltet.The reaction space can be rectangular or square or round. Accordingly, the guide means are designed with the corresponding outlet slots.
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Bei .rechteckiger Ausführung kann .eine beliebige' Anzahl von Leiteinrichtungen parallel geschalten werden, ura eine beliebige Anzahl von senkrechten oder waagerechten Austrittsschlitzen zu erzielen. Somit kann sich Anzahl und Größe der Austrittsschlitze dem jeweiligen thermischen ' ' Prozeß' anpassen. · 'In rectangular construction, any number of baffles may be connected in parallel to achieve any number of vertical or horizontal exit slits. Thus, the number and size of the exit slots can adapt to the particular thermal process. · '
Die Elemente am Ende der Leiteinrichtungen sind auswechselbar, um sie bei unterschiedlichen thermischen Prozessen (Feststoffzersetzung, Aufwärmung, Verbrennung) den jeweiligen Reaktionspartnern anpassen zu können. Je nach Anzahl der Elemente bzw. Anzahl der Austrittsschlitze entsteht auch die entsprechende Anzahl von Plammsnbändern mit einer hohen Wärme konzentration. Mit der Anzahl der Plammenbänder und der Beladung des Sauerstoffträgers mit dem entsprechenden Reaktionsmaterial kann der thermische Prozeß entsprechend beeinflußt werden.The elements at the end of the baffles are interchangeable, so they can be adapted to the respective reactants in different thermal processes (solid decomposition, heating, combustion). Depending on the number of elements or number of outlet slots also creates the appropriate number of Plammsnbändern with a high heat concentration. With the number of Plammenbänder and the loading of the oxygen carrier with the corresponding reaction material, the thermal process can be influenced accordingly.
Um eine intensive Durchmischung von Brenngas und Sauerstoff träger und eine kurze heiße Flamme zu erzielen, werden die beiden Komponenten im Kreuzstrom geführt; zur Ausbildung einer langen weiten Flamme, sov/ie einer längeren Reaktionsstrecko erfolgt der Austritt im Parallelstrom.In order to achieve intensive mixing of fuel gas and oxygen carrier and a short hot flame, the two components are cross-flow; for the formation of a long, wide flame, as a longer Reaktionsstrecko the exit takes place in parallel flow.
Es ist auch möglich, die Austrittsschlitze des Sauerstoffträgers und Brenngases sowie die dazugehörigen Leiteinrichtungen ringförmig zu gestalten. Eine gute Durchmischung wird hierbei durch den Einsatz geeigneter Turbulatoren oder Drahtwendel erzielt.It is also possible to make the outlet slots of the oxygen carrier and fuel gas and the associated guide devices annular. Good mixing is achieved here by the use of suitable turbulators or wire helix.
Die Flamme mündet direkt in den. Reaktionsraum, wobei es durch turbulente Vermischung zu einem gleichmäßigen Ausbrand kommt. Die Strahlenergie der Flamme wird hierbei zu deren Führung im Reaktionsraum ausgenutzt.The flame flows directly into the. Reaction space, which comes through turbulent mixing to a uniform burnout. The beam energy of the flame is used here to guide them in the reaction space.
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In beschriebener Vorrichtung wird mit dem Sauerstoff-' träger gleichzeitig das-zu reagierende Material, transportiert, so daß nur die stöchiometrisch benötigte Menge In den Reaktionsraum gelangt und somit keine WärmeVerluste entstehen.In the device described, the material to be reacted is simultaneously transported with the oxygen carrier, so that only the stoichiometrically required amount reaches the reaction space and thus no heat losses occur.
Das staubförmige, körnige.oder granulierte Material gelangt in fein verteilter Form in den Reaktionsraura ohne wesentliche Druckerhöhung des Sauerstoffträgers. Die Bildung von Totraumzonen mit abgeschwächter Reaktion wird dadurch verhindert.The dust-like, granular or granulated material passes in a finely divided form into the reaction space without any significant pressure increase of the oxygen carrier. The formation of dead zones with a weaker reaction is thereby prevented.
Di6 Vorrichtung kann auch in mit Überdruck betriebenen Reaktionsräumen zum Einsatz kommen, indem der Druck von Sauerstoffträger und Brenngas dem Druck im Reaktionsraum angepaßt wird.The device can also be used in overpressure-operated reaction spaces by adjusting the pressure of the oxygen carrier and fuel gas to the pressure in the reaction space.
Da die Mischung von Brenngas und Sauerstoffträger und damit die Verbrennung erst ,curz hinter den Austrittsspalten bzw. -bohrungen erfolgt, werden diese ständig 'gekühlt.und kommen mit der Flamme nicht in Berührung, wodurch eine evtl. Ansatzbildung, die bei gewissen Prozessen unvermeidbar ist, verhindert wird.Since the mixture of fuel gas and oxygen carrier and thus the combustion takes place only curz behind the exit slits or holes, they are 'constantly cooled' and do not come into contact with the flame, creating a possible formation of deposits, which is inevitable in certain processes , is prevented.
Der Querschnitt des Luftkanals und die Größe des Luftaustrittsspalte S' sowie die Größe des Brenngasaustrittsspalts bzw. der Brenngasaustrittsbohrungen sind so aufeinander abgestimmt, daß die Mischenergie mit der Transportenergie für das Material übereinstimmt.The cross section of the air channel and the size of the air outlet column S 'and the size of the fuel gas outlet gap and the fuel gas outlet holes are coordinated so that the mixing energy matches the transport energy for the material.
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Ausführungsbe i spiel _ . . Exemplary embodiment. ,
Die Erfindung ist an nachstehenden Beispielen näher erläutert:The invention is explained in more detail by the following examples:
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt dargestellt. Sie besteht -im wesentlichen aus dem Luftrohr 2, den Luftleiteinrichtungen 1, den Brenngasverteilungsrohren 5 und dein Reaktionsraum 9· Die Luftleiteinrichtungen sind so angebracht, daß der Querschnitt des Luftkanals 3 an jeder Stelle konstant ist und am Ende zwischen den Brenngasverteilungsrohren 5 die Luftaustrittsspalten M- bildet, in denen senkrecht zur Luftaustrittsrichtung die Brenngasaustrittsbohrungen 6 münden. .Die mit dem staubförmig^ε, körnigem oder granuliertem Material beladene Luft strömt durch das Luftrohr 2 und wird durch die Luftleiteinrichtungen 1 gleichmäßig auf die Luftkanäle verteilt und zu den Luftaustrittsspalten M- transportiert. Dort mischt sich der Sauerstoffträger (Luft) mit dem Brenngas, und es bilden sich aus dem Luftaustrittsspalt M- je 'nach Anzahl der Gasaustrittsbohrungen die entsprechende Anzahl Flammen.In Fig. 1, an embodiment of the device according to the invention is shown in section. It consists essentially of the air tube 2, the louvers 1, the fuel gas distribution tubes 5 and your reaction chamber 9 The louvers are arranged so that the cross section of the air duct 3 is constant at each point and at the end between the fuel gas distribution tubes 5 the air outlet gaps M-. forms, in which the fuel gas outlet holes 6 open perpendicular to the air outlet direction. .The laden with the dusty ^, granular or granular material flows through the air tube 2 and is distributed by the louvers 1 uniformly on the air channels and transported to the air outlet gaps M- . There, the oxygen carrier (air) mixes with the fuel gas, and it form from the air outlet gap M- 'depending on the number of gas outlet holes the corresponding number of flames.
Wichtig hierbei ist, daß die Transportenergie gleich der Mischenergie am Austritt entsprechen muß.It is important that the transport energy must equal the mixing energy at the outlet.
Nach "Eck" Technische Strömungslehre sind viele kleine .Flammen günstiger als eine große. Das Brenngas muß vor der Verbrennung intensiv gemischt werden, wobei- hier die rein mechanische Mischung nicht ausreicht; es ist dazu noch die molekulare Mischung (Diffusion) notwendig, die um so schneller vor sich geht, je dünner die zu mischenden Gasstrahlen sind.According to "Eck" Technical Fluid Mechanics, many small flames are cheaper than a large one. The fuel gas must be mixed intensively before combustion, whereby here the purely mechanical mixture is not sufficient; in addition, the molecular mixture (diffusion) is necessary, which is the faster the thinner the gas jets to be mixed.
V/eitere Ausführung sf or me η der erf indungsge mäßen Vorrichtung sind in den Figuren 2 bis M- dargestellt.Further embodiments of the device according to the invention are shown in FIGS. 2 to M- .
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Gegenüber der im ersten Beispiel beschriebenen Ausführung sind hier die Brenngasleiteinrichtungen 8 so gestaltet, daß' sie am Ende (Reaktionsraumeintritt) auswechselbare Elemente besitzen, so daß wahlweise die Varianten nach Fig. 2 bis 4· aufgebaut werden können.Compared with the embodiment described in the first example, the fuel gas directing devices 8 are designed so that 'they have interchangeable elements at the end (reaction space inlet), so that either the variants according to FIGS. 2 to 4 can be constructed.
An Stelle der Brenngasaustrittsbohrungen bilden die Brenngasleiteinrichtungen 8 einen Brenngasspalt 7«Instead of the fuel gas outlet holes, the fuel gas directing devices 8 form a fuel gas gap 7 «
Fig..2 und 4 bilden eine Kreuzstrom- und Fig. 3 eine Paral-' lelstromausfütirung. <Fig. 2 and 4 form a cross-flow and Fig. 3 is a parallel 'lelstromausfütirung. <
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD22197480A DD151995A1 (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF SOLIDS |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD22197480A DD151995A1 (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF SOLIDS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD151995A1 true DD151995A1 (en) | 1981-11-11 |
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ID=5524822
Family Applications (1)
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DD22197480A DD151995A1 (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | METHOD AND DEVICE FOR THE THERMAL TREATMENT OF SOLIDS |
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Country | Link |
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DD (1) | DD151995A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT382013B (en) * | 1981-12-23 | 1986-12-29 | Perlite Gmbh | DEVICE FOR BLOOMING PERLITE, VERMICULIT AND SIMILAR FLOWING MATERIAL |
-
1980
- 1980-06-19 DD DD22197480A patent/DD151995A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AT382013B (en) * | 1981-12-23 | 1986-12-29 | Perlite Gmbh | DEVICE FOR BLOOMING PERLITE, VERMICULIT AND SIMILAR FLOWING MATERIAL |
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