DE102008034689B4

DE102008034689B4 - Verschleißfreie Zerstörung von Gaskanälen in Wirbelschichten

Info

Publication number: DE102008034689B4
Application number: DE200810034689
Authority: DE
Inventors: Andreas Meissner; Ralph Schumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-07-26
Also published as: DE102008034689A1

Abstract

Anordnung zur Unterbindung von Gaskanälen in staubförmigem Gut, das mittels einer Wirbelschicht zu fördern ist, wobei
– in einem Fördergefäß, das ein staubförmiges Gut bevorratet, eine Wirbelschicht eines Fördergases erzeugbar ist,
– mechanische Einbauten angeordnet sind, durch deren Relativbewegung die Kanalbildung in der Wirbelschicht unterbindbar ist und
– in die Wirbelschicht ein Förderrohr (4) zur Förderung des Gutes ragt,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Wirbelschicht im Wesentlichen quer zur Hauptströmungsrichtung des Fördergases mindestens ein Seil (2) oder in sich verdrehtes Stahlband beweglich angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterbindung von Gaskanälen in staubförmigem Gut, das mittels Wirbelschicht zu fördern ist.
Für die Flugstromvergasung von Kohle und anderen festen Stoffen werden diese Einsatzstoffe staubförmig mittels Dichtstromförderung in den Vergasungsreaktor gefördert. Dazu wird im Einspeisebehälter über dem Wirbelboden durch flächig eingebrachtes Gas eine Wirbelschicht erzeugt, in die die Förderrohre eintauchen. Durch die Druckdifferenz zum Reaktor wird der Staub in den Vergasungsreaktor gefördert. Die Ausbildung der Wirbelschicht wird durch die Korngröße und Korngrößenverteilung beeinflusst. Reaktionsträge Einsatzstoffe müssen sehr fein gemahlen werden, um sich innerhalb der kurzen Verweilzeit im Flugstromreaktor noch umzusetzen. Sehr feiner Staub neigt bei der Ausbildung der Wirbelschicht zur Kanalbildung und damit zur schlechten Fluidisierung und damit einhergehend einer schlechten Förderbarkeit. Als Folge hiervon können schwankende Fördermengen bis hin zum Ausfall des Förderstromes auftreten.
Zur Zerstörung der Gaskanäle ist es bekannt, Rührwerke im Bereich des Wirbelbodens einzusetzen. Durch die hohen Drücke bei der Vergasung und die stark staubhaltige Atmosphäre unterliegen allerdings die Dichtungen und Lager der Rührwerkswelle einem starken Verschleiß. Dem Verschleiß der Dichtungen und Lager der Rührwerkswelle wird durch Beaufschlagung mit Inertgas versucht entgegen zu wirken.
Aus der DE 2512988 A1 ist es für das Trocknen einer partikelförmigen Masse in Wirbelschichten zur Vermeidung von stabilen Kanälen bekannt, ohne jede mechanische Rühreinwirkung einen rotierenden Mediumstrom durch den Körper aus partikelförmigem Material mit so ausreichender Luftgeschwindigkeit zu leiten, dass ein suspendiertes Fliess- und Wirbelbett des Granulats und eine Drehwelle desselben gebildet wird.
Aus der DE 19926201 C2 ist ein Wirbelschichtreaktor bekannt, bei dem ein kanalvermeidender Effekt durch schraubenförmige Wärmetauscherrippen, welche die Gasströmung in der Wirbelschicht quer zur Hauptströmungsrichtung umlenken, erzielt wird.
Aus der DE 3910073 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur pneumatischen Fließförderung und Dosierung staubförmiger Schüttgüter vor einem Vergaser bekannt, bei denen der Kanalbildung durch ein beweglich federnd parallel über dem Wirbelboden aufgehängtes Lammellengitter entgegengewirkt wird, indem es von außerhalb des Wirbelbettbehälters angebrachten Schubmagneten angeregt wird und die in der Wirbelschicht gebildeten Kanäle mit Schüttgut zuschüttet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Stand der Technik um eine weitere Anordnung zu bereichern, bei der unter Vermeidung einer den Einspeisebehälter durchdringenden Welle der Ausbildung von Gaskanälen in der Wirbelschicht entgegengewirkt wird.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Bewegung der Seile oder verdrehten Stahlbänder, gegebenenfalls mit den Prallkörpern, wird die Ausbildung von Gaskanälen unter Vermeidung eines Rührwerks verhindert. Komplizierte Einbauten und zusätzliche Behälterstutzen sind nicht mehr notwendig. Dichtungs- und Lagerprobleme können damit nicht mehr auftreten. Spülgas und Elektroenergie zum Antrieb des Rührwerkes werden eingespart.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist ein Seil oder ein Stahlband eine ausgeprägte spiralförmige Oberflächenstruktur auf, wodurch die Schwingneigung und -bewegung des Seiles zur Zerstörung sich bildender Gaskanäle verstärkt wird.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwingbereich der Seile oder der Stahlbänder derart bemessen und ausgestaltet, dass er die gesamte Fläche des Wirbelbodens überstreicht und abdeckt.
Der Anmeldungsgegenstand wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einspeisebehälters und
2 eine Ansicht von oben auf mehrere gitterförmig in der Wirbelschicht angeordnete Seile.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente.
1 zeigt einen am Boden eines Einspeisebehälters angeordneten Wirbelschacht 3, an dessen Boden ein Wirbelboden 1 angeordnet ist.
Über den Wirbelboden wird von unten Wirbelgas in den Wirbelschacht zur Fluidisierung des von oben in den Wirbelschacht mittels Schwerkraftförderung zugeführten zu fördernden Gutes, wie zum Beispiel aufgemahlene Kohle, zugeführt. Das fluidisierte Gut wird über das Förderrohr 4 mittels Druckdifferenz-getriebener Dichtstromförderung nach oben weitergefördert.
Die Erfindung umfasst das feste Anbringen von Einbauten in die Wirbelschicht. Die Einbauten sind locker gespannte dünne Seile 2, die quer zur Strömungsrichtung des Wirbelgases verlaufen. An den Seilen mögen leichte Prallkörper in gewissen Abständen fixiert sein. In der Wirbelschicht werden die Seile wie auch die Prallkörper angeströmt und beeinflussen durch ihren Strömungswiderstand die Wirbelschicht. Da die Seile über die gesamte Breite des Wirbelbodens reichen, werden sie immer auch Bereiche sich ausbildender Gaskanäle mit höheren Gasgeschwindigkeiten kreuzen. Dadurch bewegen sich die Seile mit den Prallkörpern unregelmäßig in horizontaler und vertikaler Richtung und verändern die Wirbelschicht ständig, so dass der Ausbildung von Gaskanälen entgegengewirkt wird. Die Seile sind locker angebracht, um eine hinreichend große Bewegungsfreiheit zu erreichen. Der Abstand der Seile und der Prallkörper untereinander mag so gewählt sein, dass eine Berührung der einzelnen Seile ausgeschlossen ist. Der gesamte Wirbelboden ist durch die Bewegung der Seile mit Prallkörpern abgedeckt. Je nach Höhe der Wirbelschicht mögen die Seile in mehreren Ebenen, jeweils abwechselnd um 90 Grad versetzt angebringt sein. Dabei mögen die Seile mit den Prallkörpern der einzelnen Ebenen, die in die gleiche Richtung verlaufen, auf Lücke versetzt sein, um die Wirbelschicht engmaschig über die gesamte Fläche zu durchkreuzen.
Das Material der Seile und Prallkörper sollte möglichst leicht sein, um die Bewegung nicht zu behindern. Anströmfläche und Gewicht der Seile mit den Prallkörpern können entsprechend den Strömungsverhältnissen so angepasst werden, dass sie in der Wirbelschicht schweben.

1: Wirbelboden
2: Seil mit Prallkörper
3: Wirbelschacht
4: Förderrohr

Claims

Anordnung zur Unterbindung von Gaskanälen in staubförmigem Gut, das mittels einer Wirbelschicht zu fördern ist, wobei – in einem Fördergefäß, das ein staubförmiges Gut bevorratet, eine Wirbelschicht eines Fördergases erzeugbar ist, – mechanische Einbauten angeordnet sind, durch deren Relativbewegung die Kanalbildung in der Wirbelschicht unterbindbar ist und – in die Wirbelschicht ein Förderrohr (4) zur Förderung des Gutes ragt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirbelschicht im Wesentlichen quer zur Hauptströmungsrichtung des Fördergases mindestens ein Seil (2) oder in sich verdrehtes Stahlband beweglich angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil oder Stahlband eine ausgeprägte spiralförmige Oberflächenstruktur aufweist.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Seil oder Stahlband ein Prallkörper angeordnet ist, durch den in der Strömung des Fördergases die Schwingung des Seiles verstärkbar ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere beabstandete Prallkörper auf dem Seil oder Stahlband angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Seile oder Stahlbänder angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Seile oder Stahlbänder in Hauptströmungsrichtung des Fördergases über Kreuz angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seile oder Stahlbänder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seile oder Stahlbänder in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Seile oder Stahlbänder gekreuzt und parallel in Form eines Gitters angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch Seile oder Stahlbänder, die derart angeordnet sind, dass sie auch im ungünstigen Fall ihrer Auslenkung einander nicht berühren.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkörper auf den Seilen oder Stahlbändern derart versetzt gegeneinander angeordnet sind, dass sie auch im ungünstigen Fall ihrer Auslenkung einander nicht berühren.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingbereich der Seile oder Stahlbänder die gesamte Fläche des Wirbelbodens überstreicht.