DE102019123151A1 - Gas inlet system for fluidization reactors - Google Patents
Gas inlet system for fluidization reactors Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019123151A1 DE102019123151A1 DE102019123151.5A DE102019123151A DE102019123151A1 DE 102019123151 A1 DE102019123151 A1 DE 102019123151A1 DE 102019123151 A DE102019123151 A DE 102019123151A DE 102019123151 A1 DE102019123151 A1 DE 102019123151A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- underbody
- chamber
- inlet system
- gas inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/44—Fluidisation grids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/00911—Sparger-type feeding elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/00929—Provided with baffles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gaseinleitungssystem (200) für Fluidisierungsreaktore oder dergleichen, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Unterbodenkammer (220) mit einer Zuleitung (222) für ein einzuleitenden Gas sowie mindestens ein Verteilerrohr (210) enthält. Das Verteilerrohr ist oberhalb der Unterbodenkammer angeordnet, mit dieser über ein Verbindungsrohr (212) gekoppelt, und weist Auslässe (211) für das einzuleitende Gas auf. Das Verbindungsrohr (212) enthält vorzugsweise ein einstellbares Drosselelement.The invention relates to a gas inlet system (200) for fluidization reactors or the like, which, according to a preferred embodiment, contains an underbody chamber (220) with a supply line (222) for a gas to be introduced and at least one distributor pipe (210). The distributor pipe is arranged above the underbody chamber, coupled to it via a connecting pipe (212), and has outlets (211) for the gas to be introduced. The connecting tube (212) preferably contains an adjustable throttle element.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gaseinleitungssystem für Fluidisierungsreaktoren oder ähnliche Einrichtungen.The invention relates to a gas inlet system for fluidization reactors or similar devices.
Als Fluidisierungsreaktoren oder Fluidisierungssysteme werden Einrichtungen bezeichnet, in denen physikalische oder chemische Reaktionen bzw. Wechselwirkungen zwischen einem vorhandenen Stoff/Medium und einem als Fluid eingeleiteten Stoff/Medium stattfinden. Das Fluid ist typischerweise ein Gas, so dass im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur noch von einem Gas bzw. Gaseinleitungssystem gesprochen wird.Facilities in which physical or chemical reactions or interactions between an existing substance / medium and a substance / medium introduced as a fluid take place are referred to as fluidization reactors or fluidization systems. The fluid is typically a gas, so that in the following, without loss of generality, only a gas or gas inlet system will be spoken of.
Fluidisierungssysteme können beispielsweise dem Entstauben oder Separieren von Schüttgütern dienen. Durch eingeblasene Luft werden die feineren Schüttgutteilchen nach oben aus dem Schüttgut herausgeblasen, während die gröberen unten liegen bleiben. Des Weiteren ist die Fluidisierung sinnvoll beim Temperieren von Schüttgütern, da durch die Fluidisierung die Schüttgutteilchen längs der Wärmetauscherflächen bewegt und mit noch nicht ausreichend temperierten Schüttgutteilchen vermischt werden. Der Wärmeaustausch ist bei fluidisierten Schüttgütern daher deutlich besser.Fluidization systems can be used, for example, to remove dust or to separate bulk materials. By blowing in air, the finer bulk material particles are blown upwards out of the bulk material, while the coarser ones remain at the bottom. Furthermore, fluidization is useful when controlling the temperature of bulk goods, since the fluidization moves the bulk material particles along the heat exchanger surfaces and mixes them with bulk material particles that have not yet been adequately heated. The heat exchange is therefore significantly better with fluidized bulk materials.
Fluidisierungsreaktoren enthalten typischerweise ein Medium, welches möglichst intensiv und homogenen mit einem Gas bzw. mit Gasblasen durchsetzt werden soll. Bekannte Fluidisierungsreaktoren weisen diesbezüglich einen perforierten Boden auf, unter dem sich eine Kammer befindet, der von außen das einzuleitende Gas zugeführt wird. Das Gas dringt durch die Löcher im Boden in das Reaktorinnere und steigt durch das Medium im Reaktor nach oben auf. Problematisch ist dabei, dass die Löcher des Bodens durch den Reaktorinhalt leicht verstopft werden können. Als „Reaktor“ wird dabei im Folgenden allgemein das Gefäß bezeichnet, in dem sich das zu fluidisierende Medium befindet bzw. in dem die Fluidisierung stattfindet.Fluidization reactors typically contain a medium which should be permeated as intensively and homogeneously as possible with a gas or with gas bubbles. In this regard, known fluidization reactors have a perforated base under which there is a chamber to which the gas to be introduced is fed from the outside. The gas penetrates the inside of the reactor through the holes in the bottom and rises through the medium in the reactor to the top. The problem here is that the holes in the bottom can easily be blocked by the reactor contents. In the following, the term “reactor” generally refers to the vessel in which the medium to be fluidized is located or in which the fluidization takes place.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, möglichst robust arbeitendes Gaseinleitungssystem bereitzustellen.Against this background, it was the object of the present invention to provide an improved gas inlet system that works as robustly as possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Gaseinleitungssystem nach Anspruch 1 und nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by a gas inlet system according to claim 1 and claim 7. Advantageous refinements are contained in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Gaseinleitungssystem für oder ähnliche Einrichtungen enthält gemäß einem ersten Aspekt die folgenden Komponenten:
- a) Eine Unterbodenkammer mit einer Zuleitung für ein einzuleitendes Gas.
- b) Mindestens ein Verteilerrohr, welches
- - im Wesentlichen horizontal oberhalb der Unterbodenkammer angeordnet ist,
- - mit der Unterbodenkammer über ein Verbindungsrohr gekoppelt ist, und
- - Auslässe für das einzuleitende Gas aufweist.
- a) An underbody chamber with a supply line for a gas to be introduced.
- b) At least one manifold, which
- - is arranged essentially horizontally above the underbody chamber,
- - is coupled to the underbody chamber via a connecting pipe, and
- - Has outlets for the gas to be introduced.
Das erfindungsgemäße Gaseinleitungssystem enthält ähnlich wie viele existierende Fluidisierungsreaktoren eine Unterbodenkammer, in welche ein einzuleitendes Gas eintreten und über eine größere Fläche verteilt werden kann. Die Einleitung des Gases in den Inhalt des Reaktors erfolgt dann jedoch über ein oder mehrere Verteilerrohre, welche oberhalb der Unterbodenkammer angeordnet sind. Die Auslässe dieser Verteilerrohre können quasi in jede beliebige Richtung orientiert werden, wodurch sich die Einleitung und Verteilung des Gases im Medium des Reaktor sehr viel besser kontrollieren und variieren lässt als im Falle einfacher Löcher im Deckel der Unterbodenkammer. Das erfindungsgemäße System kann im Übrigen optional auch leicht in existierenden Reaktoren nachgerüstet werden durch Austausch des Deckels der Unterbodenkammer.The gas introduction system according to the invention contains, similar to many existing fluidization reactors, an underbody chamber into which a gas to be introduced can enter and be distributed over a larger area. The gas is then introduced into the contents of the reactor via one or more distributor pipes which are arranged above the underbody chamber. The outlets of these distribution pipes can be oriented in any direction, so that the introduction and distribution of the gas in the medium of the reactor can be controlled and varied much better than in the case of simple holes in the cover of the underbody chamber. The system according to the invention can also optionally be easily retrofitted in existing reactors by replacing the cover of the underbody chamber.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Begriffe „horizontal“, „vertikal“, „oben“ und/oder „unten“ in Bezug auf die Schwerkraft sowie für den Zustand des gebrauchsfertig montierten Gaseinleitungssystems zu verstehen sind.It should be pointed out that in the context of the present application, the terms “horizontal”, “vertical”, “above” and / or “below” are to be understood in relation to gravity and for the state of the ready-to-use assembled gas supply system.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Gaseinleitungssystems ist mindestens ein Auslass (vorzugsweise mehrere oder alle Auslässe) von mindestens einem Verteilerrohr nach unten gerichtet. Die Verstopfung der Auslässe durch den Inhalt des Reaktors lässt sich hierdurch verhindern.In a preferred embodiment of the gas inlet system, at least one outlet (preferably several or all outlets) of at least one distributor pipe is directed downwards. This prevents the outlets from being blocked by the contents of the reactor.
Mindestens ein Verteilerrohr kann optional bogenförmig verlaufen, insbesondere in Form eines Kreisbogens oder eines vollständigen Kreises. Über ein bogenförmiges Verteilerrohr lässt sich insbesondere eine gute Gasverteilung in runden Reaktoren erreichen.At least one distributor pipe can optionally run in an arc, in particular in the form of an arc of a circle or a complete circle. In particular, good gas distribution in round reactors can be achieved via an arched distributor pipe.
Wenn zwei oder mehr Verteilerrohre vorhanden sind, können diese insbesondere parallel zueinander verlaufend angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich eine homogene Gaseinleitung in einer Fläche realisieren. Bogenförmige Verteilerrohre können insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet sein.If there are two or more distributor pipes, these can in particular be arranged to run parallel to one another. In this way, a homogeneous gas introduction can be realized in one area. Arch-shaped distributor pipes can in particular be arranged concentrically with one another.
Das Verbindungsrohr, welches das Verteilerrohr mit dem Inneren der Unterbodenkammer verbindet, kann insbesondere senkrecht verlaufen. Typischerweise durchstößt es dabei die Oberseite der Unterbodenkammer.The connecting pipe that connects the manifold with the interior of the underbody chamber connects, can in particular run vertically. It typically penetrates the top of the underbody chamber.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Verteilerrohr über zwei oder mehr Verbindungsrohre mit der Unterbodenkammer verbunden, damit ein überall möglichst gleichmäßiger Druck im Verteilerrohr herrscht.The at least one distributor pipe is preferably connected to the underbody chamber via two or more connecting pipes so that the pressure in the distributor pipe is as uniform as possible everywhere.
Die Verbindungsrohre dienen vorteilhafterweise auch der mechanischen Halterung der Verteilerrohre über dem Deckel der Unterbodenkammer.The connecting pipes are advantageously also used to mechanically hold the distributor pipes over the cover of the underbody chamber.
Die Oberseite (Deckel) der Unterbodenkammer stellt vorzugsweise gleichzeitig den Boden eines Reaktors dar.The top (cover) of the underbody chamber preferably also represents the bottom of a reactor.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Gaseinleitungssystem für Fluidisierungsreaktoren oder dergleichen, welches die folgenden Komponenten enthält:
- a) Eine Zuleitung für ein einzuleitendes Gas.
- b) Mindestens zwei Auslässe für das einzuleitende Gas, die an einem oder mehreren Verteilerrohren angeordnet und mit der Zuleitung verbunden sind.
- a) A supply line for a gas to be introduced.
- b) At least two outlets for the gas to be introduced, which are arranged on one or more distributor pipes and connected to the supply line.
Des Weiteren enthält die Verbindung zwischen mindestens einem der beiden Auslässe und der Zuleitung für ein einzuleitendes Gas ein Drosselelement, welches nicht in der Verbindung zwischen dem anderen der beiden Auslässe und der Zuleitung enthalten ist.Furthermore, the connection between at least one of the two outlets and the feed line for a gas to be introduced contains a throttle element which is not contained in the connection between the other of the two outlets and the feed line.
Unter einem „Drosselelement“ soll in diesem Zusammenhang allgemein jede Einrichtung verstanden werden, welche eine Veränderung des Gasflusses durch einen Strömungsweg (hier von der Zuleitung zum entsprechenden Auslass) bewirkt, beispielsweise indem das Drosselelement den Strömungswiderstand des Strömungsweges verändert.In this context, a “throttle element” should generally be understood to mean any device which causes a change in the gas flow through a flow path (here from the supply line to the corresponding outlet), for example by the throttle element changing the flow resistance of the flow path.
Mit Hilfe des Drosselelementes ist es möglich, den Gasaustritt aus zwei oder mehr Auslässen des Gaseinleitungssystems individuell einzustellen. Auf diese Weise kann die Wirkung des Gaseinleitungssystems gezielt an die Verhältnisse in einem angeschlossenen Fluidisierungsreaktor oder einer anderen Einrichtung eingestellt und eine bessere Verteilung des Gases erzielt werden.With the help of the throttle element, it is possible to individually adjust the gas outlet from two or more outlets of the gas inlet system. In this way, the effect of the gas inlet system can be adjusted in a targeted manner to the conditions in a connected fluidization reactor or another device and a better distribution of the gas can be achieved.
Das Gaseinleitungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung („zweites Gaseinleitungssystem“) kann optional mindestens eines der Merkmale eines Gaseinleitungssystems nach dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten.The gas introduction system according to the second aspect of the invention (“second gas introduction system”) can optionally contain at least one of the features of a gas introduction system according to the first aspect of the invention.
Beispielsweise kann das zweite Gaseinleitungssystem eine Unterbodenkammer enthalten, in welche die Zuleitung für das einzuleitende Gas mündet, und welche über ein oder mehrere Verbindungsrohre mit mindestens einem Verteilerrohr verbunden ist.For example, the second gas inlet system can contain an underbody chamber into which the feed line for the gas to be introduced opens and which is connected to at least one distributor pipe via one or more connecting pipes.
Im vorstehend erwähnten Fall ist das Drosselelement vorzugsweise im Verbindungsrohr angeordnet. Es ist dann für alle Auslässe wirksam, welche über dieses Verbindungsrohr bzw. das zugehörige Verteilerrohr versorgt werden.In the above-mentioned case, the throttle element is preferably arranged in the connecting pipe. It is then effective for all outlets that are supplied via this connecting pipe or the associated distribution pipe.
Zusätzlich oder alternativ enthält die Unterbodenkammer eine verschließbare Öffnung, durch welche das Drosselelement zugänglich ist. Es kann dann von Hand je nach gewünschter Verteilung des Gasstromes eingestellt werden.Additionally or alternatively, the underbody chamber contains a closable opening through which the throttle element is accessible. It can then be set by hand depending on the desired distribution of the gas flow.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Drosselelement ferngesteuert verstellbar, beispielsweise über Motoren oder eine Hydraulik.According to another embodiment, the throttle element can be adjusted remotely, for example via motors or hydraulics.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen Schnitt durch einen Reaktor mit einem erfindungsgemäßen Gaseinleitungssystem aus einer perspektivischen Ansicht von unten; -
2 einen Schnitt durch den Reaktor aus einer perspektivischen Ansicht von der Seite; -
3 einen Schnitt durch einen Reaktor mit einem erfindungsgemäßen Gaseinleitungssystem mit Drosselelementen aus einer perspektivischen Ansicht von der Seite; -
4 eine Ausführungsform eines Drosselelementes.
-
1 a section through a reactor with a gas inlet system according to the invention from a perspective view from below; -
2 a section through the reactor from a perspective view from the side; -
3rd a section through a reactor with a gas inlet system according to the invention with throttle elements from a perspective view from the side; -
4th an embodiment of a throttle element.
Das erfindungsgemäße Gaseinleitungssystem wird in den Figuren am Beispiel eines runden bzw. kesselförmigen Fluidisierungsreaktors
Die
Das Gaseinleitungssystem
Unmittelbar oberhalb des Deckels
Jedes der Verteilerrohre
Die Verteilerrohre
Die
Bei größeren Fluidisierungsreaktoren sowie abhängig vom Schüttgut und von der Geometrie des Fluidisierungsbodens kann das Problem auftreten, dass die Fluidisierung sehr ungleichmäßig erfolgt. Dieses Problem wird durch das Gaseinleitungssystem
Dazu enthält das Gaseinleitungssystem
Die Drosselelemente
Damit man nach ihrem Einbau noch an die Drosselelemente
Des Weiteren ist es möglich, die Drosselelemente automatisiert über eine Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) ein- und auszufahren und dadurch die Fluidisierung ferngesteuert einzustellen.Furthermore, it is possible to automatically retract and extend the throttle elements via a drive device (not shown) and thereby set the fluidization remotely.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019123151.5A DE102019123151A1 (en) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Gas inlet system for fluidization reactors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019123151.5A DE102019123151A1 (en) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Gas inlet system for fluidization reactors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019123151A1 true DE102019123151A1 (en) | 2021-03-04 |
Family
ID=74564544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019123151.5A Pending DE102019123151A1 (en) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | Gas inlet system for fluidization reactors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019123151A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2427548A1 (en) * | 1974-06-07 | 1975-12-18 | Ugine Infra | Fluidised bed convection furnace for heating metals - uses flat coil of perforated tubing to supply fluidising gas |
DE3706371A1 (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Steinmueller Gmbh L & C | DEVICE FOR INJECTING A GASEOUS MEDIUM FOR A FLUIDIZED LAYER PROCESS |
-
2019
- 2019-08-29 DE DE102019123151.5A patent/DE102019123151A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2427548A1 (en) * | 1974-06-07 | 1975-12-18 | Ugine Infra | Fluidised bed convection furnace for heating metals - uses flat coil of perforated tubing to supply fluidising gas |
DE3706371A1 (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Steinmueller Gmbh L & C | DEVICE FOR INJECTING A GASEOUS MEDIUM FOR A FLUIDIZED LAYER PROCESS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1232003A2 (en) | Device for coating particles | |
DE4118433C2 (en) | Fluid bed apparatus for treating particulate goods | |
DE2842868C2 (en) | ||
DE2646130B2 (en) | Compressed air delivery device | |
EP0552457A1 (en) | Distributor plate for mobile bed reactors | |
DE2106394A1 (en) | Air supply device for blowing in preferably cold ventilation air | |
EP0987202B1 (en) | Pneumatic conveyor with uniform supply of by-pass air | |
DE102019123151A1 (en) | Gas inlet system for fluidization reactors | |
DE2727499A1 (en) | SILO FOR SCHUETTGUT | |
DE6603830U (en) | GAS FILTER DEVICE | |
EP2434186A1 (en) | Device for installing piping in process plants in the food and beverage industry | |
WO2008095556A2 (en) | Liquid separator and tank system having a liquid separator | |
DE3834866C3 (en) | Vacuum lifting device | |
DE3102167A1 (en) | Device for splitting a fluid or fluidised main flow between a plurality of secondary lines | |
DE3734856A1 (en) | CHIP-SENSITIVE FLAP VALVE | |
WO2019053197A1 (en) | Irrigation system | |
DE1481189A1 (en) | Line system for the conveyance of solids | |
DE102018123151B4 (en) | Device for filtering a fluid, in particular Bernoulli filter device | |
DE4142916C1 (en) | Conveying solid particles over long distance - involves conveying pipe projecting through perforated distribution plate inside distribution container and small conveying pipes in upper part | |
DE19745093B4 (en) | Device for producing casting molds or molded parts | |
DE1918972A1 (en) | Device and method for spraying objects with viscous liquids | |
DE60219154T2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR REMOVING A DIRT FROM AN ONE FLUID CONTAINING THEREOF | |
DE102020113761B3 (en) | Silo containers for bulk goods and vehicles with such a silo container | |
DE102020213803A1 (en) | Vacuum chamber and plasma system with large tube | |
DE2037973C3 (en) | Autoclave system for lumpy feed material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |