DD260478A1 - Verfahren zum pneumatischen beschicken von wirbelschichtapparaten mit koernigen feststoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum pneumatischen Beschicken von Wirbelschichtapparaten mit koernigen Feststoffen durch eine Foerderleitung mittels eines Foerdergases nach dem Prinzip der Pfropfenfoerderung, insbesondere zum Einbringen von Rohbraunkohle in Pyrolysereaktoren. Dabei ist es das Ziel der Erfindung, ein gleichmaessiges Einbringen des koernigen Feststoffes ohne wesentliche Verschiebung des Kornspektrums bei geringem Foerdergasverbrauch und geringer Gasgeschwindigkeit zu erreichen, und die mechanische Beanspruchung der Foerderleitung gering zu halten. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass die Feststoffpfropfen nach Foerderung durch die Foerderleitung oberhalb der Wirbelschicht in den Wirbelschichtapparat eingebracht werden, dann im freien Fall in die Wirbelschicht eintauchen und dort schwebend aufgeloest werden. Die aus der Foerderleitung austretenden Foerdergassaeulen werden vom aufsteigenden Wirbelgas mitgerissen. Die Erfindung ist vorzugsweise bei der Beschickung von Wirbelschichtapparaten bei der Pyrolyse von Braunkohle zur Erzeugung von Koks, Starkgas und staubarmen Pyrolyseteer anwendbar. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum pneumatischen Beschicken von Wirbelschichtapparaten mit körnigen Feststoffen durch eine Förderleitung mittels eines Fördergases nach dem Prinzip der Pfropfenförderung, vorzugsweise zum Einbringen grubenfeuchter Rohbraunkohle in Pyrolysereaktoren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Beschickungssysteme für Wirbel-bzw. Fließbettreaktoren bekannt, bei denen pneumatisch ein granuliertes Material in die Wirbelschicht eingebracht wird. Dabei wird das Granulat aus einem Vorratsbehälter nach pneumatischer Auflockerung der Mitnahmekammer eines Steuerventils zugeführt. In der Mitnahmekammer wird das Granulat durch einen zugeführten Luft-oder Gasstrom in eine Materialversorgungsleitung eingeführt und gelangt durch diese Leitung als kontinuierlicher Granulat-Gas-Strom nach dem Flugstromverfahren zum Wirbelbettreaktor. Im Wirbelbettreaktor wird das Wirbelbett in bekannter Weise durch einen von unten eingeführten Luft- oder Gasstrom oberhalb eines Rostes oder Anströmbodens gebildet. Die Einführung des kontinuierlichen Granulat-Gas-Stromes in das Wirbelbett erfolgt dabei so, daß die Materialversorgungsleitung kurz oberhalb des Rostes endet und damit das Granulat zusammen mit dem Fördergasstrqm in den untersten Teil eingebracht wird.

Diese bekannte Ausführung hat aber mehrere Nachteile. Einerseits wird durch die pneumatische Beförderung des Granulats durch die Materialversorgungsleitung nach dem Flugstromverfahren eine starke mechanische Beanspruchung der geförderten Granulatteile hervorgerufen, die eine starke Verschiebung des Kornspektrums zur Folge hat und zu der außerdem eine hohe erosive Beanspruchung der Rohrinnenwände der Materialversorgungsleitung kommt.

Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß zum Transport des Granulats nach dem Flugstromverfahren eine verhältnismäßig große Gasmenge mit einer hohen Geschwindigkeit erforderlich ist. Das Einblasen dieser Granulat-Gas-Suspension mit hoher Geschwindigkeit in das Wirbelbett ruft Störungen in der Homogenität der Wirbelschicht hervor. Diese Störungen sind um so größer, je tiefer das Ende der Materialversorgungsleitung in der Wirbelschicht endet. (DE-OS 2142021) Es ist auch bekannt, Feingut in einen Wirbelbettbehälter einzubringen, indem eine Förderlanze von oben her in das Wirbelbett eingetauchtwird. Von einem Vorratsbehälter wird durch einen pneumatischen Zuförderer ein Gas-Fördergut-Gemisch durch die Förderlanze, die entweder nur an ihrem vorderen Ende einen axialen Austritt hat, oder die an ihrem Endabschnitt mit gleichmäßig verteilten Austrittsöffnungen versehen ist, in das Wirbelbett eingebracht. Diese Förderlanze ist beweglich so am Wirbelbettbehälter befestigt, daß sie frei in jeder Richtung im Wirbelbett bewegbar ist.

Aber auch dieses Einbringen von Feingut in ein Wirbelbett mittels einer Förderlanze hat prinzipiell die gleichen Nachteile wie da?= oben beschriebene Beschickungssystem, da durch das Flugstromförderverfahren eine hohe mechanische Beanspruchung von Fördergut und Rohrleitung zu verzeichnen ist. Ebenso tritt eine erhebliche, durch die Bewegbarkeit der Förderlanze noch verstärkte, unkontrollierbare Störung der Homogenität des Wirbelbettes auf, die wesentlichen Einfluß auf die Qualität der Materialbehandlung im Wirbelbett hat. (DE-OS 2515408)

Bei der pneumatischen Förderung von Schüttgütern in Rohrleitungen ist es an sich bekannt, am Anfang der Förderleitung aus einem Vorratsbehälter heraus gleichmäßige Pfropfen des Schüttgutes zu bilden und diese mittels eines Fördergases oder mittels Luft durch die Förderleitung zu transportieren. (Buch: H. J. Selig: „Technik der pneumatischen Förder-und Mischverfahren", Krausskopf-Verlag, Mainz, 1972, Seiten 79-92)

Ziet der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, Wirbelschichtapparaten mit einem körnigen Feststoff pneumatisch zu beschicken, wobei ein · gleichmäßiges Einbringen des Fördergutes in die Wirbelschicht ohne Beeinträchtigung deren Homogenität erfolgen soll. Dabei

soll eine Veränderung des Kornspektrums bei dem zu transportierenden, körnigen Feststoff während des Fördervorganges vermieden und die Förderung bei geringem Fördergasverbrauch und geringer Gasgeschwindigkeit unter Erhöhung der Lebensdauer der Förderleitung vorgenommen werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach dem ein Wirbelschichtapparat so mit einem körnigen Feststoff auf pneumatischem Wege durch eine Förderleitung mittels eines Fördergases nach dem Prinzip der Pfropfenförderung zu beschicken ist, daß bei gleichmäßiger Förderung nur eine geringe mechanische Beanspruchung des Feststoffes selbst und der Förderleitung eintritt. Der Gas- bzw. Luftverbrauch für den Fördervorgang ist dabei gering zu halten und der körnige Feststoff soll so in die Wirbelschicht eingebracht werden, daß keine Abscheidung von Feststoffteilen vor Erreichen der Wirbelschicht erfolgt und durch den Einbringungsvorgang die Homogenität der Wirbelschicht in vollem Umfang gewährleistet bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus einem Aufgabebehälter heraus Feststoffpfropfen aus dem körnigen Feststoff in an sich bekannter Weise gebildet werden, die durch kurze Fördergassäulen voneinander getrennt, als * kontinuierlicher, ununterbrochener Strom durch die Förderleitung gefördert werden. Anschließend ist das Einbringen der Feststoffpfropfen in den Wirbelschichtapparaten oberhalb der Wirbelschicht vorgesehen, wonach die Feststoffpfropfen als kompakte Masse in die Wirbelschicht im freien Fall eintauchen. Dabei werden gleichzeitig die in den Wirbelschichtapparat austretenden Fördergassäulen vom aufsteigenden Wirbelgas mitgerissen. Anschließend erfolgt die Auflösung der Feststoffpfropfen in der Wirbelschicht.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Prinzipaufbaues einer ensprechenden Anlage dargestellt werden.

In der Zeichnung wird eine Beschickungsanlage in Verbindung mit einem Wirbelschichtapparat dargestellt.

Von einem Vorratsbehälter 1 gelangt ein körniger Feststoff, beispielsweise grubenfeuchte Rohbraunkohle, durch einen Schleusenbehälter 2 in einen Aufgabebehälter 3, der an seinem Boden mit einer Aufgabeeinheit 4 versehen ist. Den Verschluß zwischen dem Vorratsbehälter 1 und dem Schleusenbehälter 2 bildet ein Kegelverschluß 5, während zwischen dem Schleusenbehälter 2 und dem Aufgabebehälter 3 ein weiterer Kegelverschluß 6 angeordnet ist.

Als Fördergas für die Beschickungseinrichtung dient Druckluft. Von einer nicht dargestellten Druckluftquelle ist der Schleusenbehälter 2 über ein Dreiwegeventil 7 mit Druckluft beaufschlagbar. Das Dreiwegeventil 7 besitzt einen Ausgang, der mit der Atmosphäre verbunden ist. Die Druckluftquelle ist weiterhin über ein Ventil 8 mit dem Aufgabebehälter 3 und über ein Ventil 9 mit der Aufgabeeinheit 4 verbunden.

In der Aufgabeeinheit 4 werden aus dem in dem Aufgabebehälter 3 befindlichen körnigen Feststoffpfropfen 10 gebildet und mittels des Fördergasesso in die Förderleitung 11 eingebracht, daß in ihr eine kontinuierliche Folge von Feststoffpfropfen 10, jeweils getrennt durch kurze Fördergassäuleri 12 entsteht.

In einem Wirbelschichtapparat 13 wird während des Betriebes eine Wirbelschicht 14 oberhalb eines Anströmbodens 15 durch eine von unten in den Apparat eingeführtes Wirbelgas 16 gebildet. Die Höhe der Wirbelschicht 1.4 wird durch ein Austragswehr 17 am Wirbelschichtapparat 13 bestimmt.

Das aus der Wirbelschicht 14 austretende Wirbelgas 16 wird oben aus dem Wirbelschichtapparat 13 abgeführt.

Die Förderleitung 11 für die Feststoffpfropfen 10 mündet im Wirbelschichtapparat 13 oberhalb der Wirbelschicht'^. Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nun wie folgt ab:

Der körnige Feststoff wird zunächst in den Vorratsbehälter 1 eingefüllt und gelangt durch das Öffnen des Kegelverschlusses 5 in den Schleusenbehälter 2 bei atmosphärischem Druck. Nach Schließen des Kegelverschlusses 5 wird der Schleusenbehälter 2 von der nicht dargestellten Druckluftquelle über den Dreiwegehahn 7 mit Druckluft beaufschlagt. Danach wird durch Öffnen des Kegelverschlusses 6 der körnige Feststoff in den unter Druck stehenden Aufgabebehälter 3 eingefüllt.

Aus dem Aufgabebehälter 3 heraus werden in der nachgeschalteten Aufgabeeinheit 4 aus dem körnigen Feststoff in bekannter Weise die in den Wirbelschichtapparat 13 einzuspeisenden Feststoffpfropfen 10 gebildet und durch die über das Ventil 9 anstehende Druckluft als Fördergas in die Förderleitung 11 gegeben. Durch Regulierung des Verhältnisses der Luftmengen, die über das Ventil 8 von oben auf den Feststoff im Aufgabebehälter 3 drücken und die über das Ventil 9 der Aufgabeeinheit 4 zugeführt werden, wird die 3ildung gleichmäßiger Pfropfen, deren Trennung durch kurze Fördergassäulen 12 voneinander in der Förderleitung 11, und die kontinuierliche, ununterbrochene und stabile Strömung der Feststoffpfropfen 10 in der Förderleitung 11 gewährleistet.

Während sich der Aufgabebehälter 3 durch die kontinuierliche Bildung von Feststoffpfropfen 10 in der Aufgabeeinheit 4 entleert, wird aus dem Vorratsbehälter 1 bei offenem Kegelverschluß 5 und Verbindung des Schleusenbehälters 2 über den Dreiwegehahn 7 mit der Atmosphäre der körnige Feststoff in den Schleusenbehälter 2 nachgefüllt. Nach Schließen des Kegelverschlusses 5 und Verbinden des Schleusenbehälters 2 über das Dreiwegeventil 7 mit der Druckquelle wird im Schleusenbehälter 2 erneut Druck aufgebaut und eine Weitergabe des körnigen Feststoffes kann an den Aufgabebehälter 3 über den Kegelverschluß 6 bei Bedarf erfolgen. Die Steuerung der Kegelverschlüsse 5 und 6 und des Dreiwegehahnes 7 kann durch nicht dargestellte Füllstandsschalter vorgenommen werden.

Die in der Förderleitung 11 durch die kurzen Fördergassäulen 12 getrennten Feststoffpfropfen 10 werden nun als kontinuierlicher, ununterbrochener Strom dem Wirbelschichtapparat 13 oberhalb des Wirbelbettes 14 zugeführt. Die Höhe der Zuführung ist dabei durch die Anordnung des Austragswehres 17 und damit durch die Höhe der Wirbelschicht 14 im Wirbelschichtapparat 13 bestimmt.

Die aus der Förderleitung 11 austretenden Feststoffpfropfen 10 fallen als kompakte Masse in die Wirbelschicht 14, wo sie durch das Wirbelgas 16 aufgelöst werden.

Die aus der Förderleitung 11 gleichzeitig mit austretenden kurzen Fördergassäulen 12 werden vom aufsteigenden Wirbelgas 16 mitgerissen und mit ihm zusammen aus dem Wirbelschichtapparat 13 ausgetragen.

Das Einbringen des körnigen Feststoffes in den Wirbelschichtapparat 13 in Form von Feststoffpfropfen 10 oberhalb des

Wirbel bettes 14 bringt zwei wesentliche Vorteile für den Betrieb des Apparates und damit für das Behandlungsverfahren für den Feststoff:

— es gelangt die gesamte Menge des körnigen Feststoffes in die Wirbelschicht 14, ohne daß feinkörnigere Anteile oder Staub das Fördergas beim Einbringvorgang in den Wirbelschichtapparat 13 ausgetragen werden,

— die aus der Förderleitung 11 austretenden kurzen Fördergassäulen rufen keine Störung der Homogenität des Wirbelbettes 14 hervor.

Claims (1)

1. Verfahren zum pneumatischen Beschicken von Wirbelschichtapparaten mit körnigen Feststoffen durch eine Förderleitung mittels eines Fördergases unter Verwendung der an sich bekannten Pfropfenförderung, dadurch gekennzeichnet, daß

   A) aus einem Aufgabebehälter (3) heraus Feststoffpfropfen (10) aus dem körnigen Feststoff gebildet werden, ,

   B) die Feststoff pfropf en (10), durch kurze Fördergassäulen (12) voneinander getrennt, als kontinuierlicher, ununterbrochener Strom durch die Förderleitung (11) gefördert werden,

   C) das Einbringen der Feststoffpfropfen (10) in den Wirbelschichtapparat (13) oberhalb der Wirbelschicht (14) vorgesehen ist,

   D) die Feststoffpfropfen (10) als kompakte Masse in die Wirbelschicht (14) in freien Fall eintauchen, wobei die gleichzeitig in den Wirbelschichtapparat (13) austretenden Fördergassäulen (12) vom aufsteigenden Wirbelgas (16) mitgerissen werden,

   E) die Auflösung der Feststoffpfropfen (10) in der Wirbelschicht (14) vorgenommen wird.