DE1442613C3 - Vorrichtung zum Behandeln von Fest stoffteilchen, insbesondere Kohleteilchen, in einem Fließbett - Google Patents

Description

der Lage ist, ohne Zerstörung den verhältnismäßig hohen, im Innern der Reaktionskammer erzeugten Temperaturen standzuhalten.

Rund um die gebogene Oberfläche des konischen Unterteils herum und sich in den inneren Bereich desselben hinein öffnend sind mehrere in senkrechter Richtung voneinander abgesetzte Reihen von Gaseinlässen 4 angeordnet, von denen nur einige in F i g. 2 dargestellt sind. Die Längsachsen der Gaseinlässe4 verlaufen rechtwinklig zur Achse des Unterteils 2. Die Gaseinlässe erstrecken sich von drei senkrecht voneinander abgesetzten taschenförmigen Verteilern 5 aus, die jeder einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in Umfangsrichtung um den Unterteil 2 herum angeordnet sind. Das Fluidisierungsmedium, z. B. ein Gemisch von Luft und inertem Gas, wird zu jedem Verteiler geleitet, und zwar ergibt sich die Gasführung aus den gestrichelten Linien in F i g. 1. Jeder Verteiler weist ein ihm zugeordnetes Drucksteuerventil 10 zum Regeln des Druckes des Fluidisierungsgases auf, welches von einer gemeinsamen Zuführungsleitung 11 her aufgegeben wird. Der Gasstrom, der durch jeden Verteiler 5 fließt, wird durch einen Strömungsmesser 12 angezeigt, der in der Zuführungsleitung 11 zu den verschiedenen Verteilern jeweils angeordnet ist. Während des Betriebes wird der unterste Verteilers mit Gas von höherem Druck als der mittlere Verteiler 5 beaufschlagt, der wiederum mit Gas von einem höheren Druck als der oberste Verteiler beschickt wird. Diese Ausbildung eines Druckanstieges in Richtung zur Tiefe des Bettes hin wirkt dem Widerstand gegenüber dem Gasstrom an der Einlaßöffnung entgegen, der von dem Rückdruck herrührt, welcher durch das Bett aus zerkleinertem Material im Unterteil 2 ausgeübt wird.

Wie sich aus F i g. 3 ergibt, besteht jeder Gaseinlaß 4 aus einem walzenförmigen Rohr, welches ein mit der Innenseite des Unterteils 2 fluchtendes Ende besitzt. Dieses Ende des Gaseinlasses 4 ist teilweise durch eine Endplatte 6 von im allgemeinen kreisförmiger Gestalt verschlossen, die mit einer verhältnismäßig kleinen Öffnung 7 versehen ist, welche den Einlaß für das Fluidisierungsgas in den konischen Unterteil 2 darstellt. Das Gas unterliegt beim Austritt aus der kleinen öffnung 7 einem Druckabfall, der ein Eintreten von Material in den Einlaß 4 verhindert.

Jeder Gaseinlaß 4 setzt sich über die Außenseite des entsprechenden Verteilers hinaus fort (Fig.3), und der hervorragende Teil des Gaseinlasses 4 wird durch ein Deckrohr 8 umschlossen. Der Gasweg von dem Verteiler 5 zum Gaseinlaß 4 ist dabei vorgesehen zwischen der äußeren Oberfläche des Gaseinlasses 4 und dem Innern des Rohres 8. Das vom Unterteil abstehende Ende jedes Gaseinlasses 4 enthält eine als Meßöffnung ausgebildete Öffnung 9, die das strömende Gas einem Druckabfall unterzieht, der größer ist als der Druckabfall, dem das Gas während seines Hindurchströmens durch die Öffnung 7 unterliegt. Die Meßöffnungen 9 dienen dazu, den Luftstrom von Gaseinlässen, die zu ein und demselbem Verteiler 5 gehören, gleich stark zu machen.

Die Gaseinlässe 4 sind über die gebogene Oberfläche des Unterteils 2 gleichmäßig verteilt, und jeder ist eingerichtet, die gleiche Gasmenge durchströmen zu lassen. Der Gasdruck jedes Gaseinlasses 4 ist abgestimmt durch den betreffenden Verteiler, mit der der Gaseinlaß 4 verbunden ist, und diese letztgenannten Drucke werden so gesteuert, daß im unteren Bereich des zylindrischen Teils 1 eine Fluidisierangsgeschwindigkeit vorliegt, die niedriger ist als die äußerste Fallgeschwindigkeit der größten Teilchen. Die Geschwindigkeit würde z. B. bei Teilchen von 3,175 mm 30,47 bis 60,96 cm pro Sekunde betragen.

Während des Betriebes wird die zerkleinerte Kohle in die Vorrichtung durch einen nicht dargestellten Materialeinlaß aufgegeben, der am oberen Ende des Teils 1 angeordnet ist, und ein fluidisiertes Feststoff-Bett wird in der Reaktionskammer durch die Fluidisierungsgase hervorgerufen, die in den konischen Unterteil 2 eingeführt werden. Der Spiegel des Feststoffbettes bildet sich oberhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Teil 1 und dem Unterteil 2 aus. Der aufwärts strömende Teil des Gasstromes wird auf einen verhältnismäßig geringen Wert eingesteuert, so daß die verhältnismäßig feineren Teilchen der Kohle nicht vom Bett aufwärts durch den Luftstrom fortgetragen werden und ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz von Sauerstoff nicht oberhalb des Bettes vorkommt. Die gröberen Teilchen, die infolge der verhältnismäßig langsamen Gasgeschwindigkeit nicht fluidisieren, gleiten entlang den geneigten Seiten des Unterteils 2 abwärts, deren Winkel gegenüber der Waagerechten, infolge seines Größerseins gegenüber dem inneren Reibungswinkel des Materials, zur Folge hat, daß diese größeren Teilchen nicht an den Seiten haftenbleiben und dort keine örtlichen Herde von Überhitzung verursachen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Stoffteilchen, insbesondere Kohleteilchen, der einPatentanspruch: gangs beschriebenen engeren Gattung zu schaffen,

welche ein Arbeiten innerhalb eines verhältnismäßig

Vorrichtung zum Behandeln von Feststoffteil- großen Korngrößenbereiches erlaubt,
chcn, insbesondere Kohleteilchen, in einem 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Flicßbett, bestehend aus einer Reaktionskammer löst, daß jeder Gaseinlaß eine Öffnung aufweist, um. mit einem sich verjüngenden Unterteil, dessen die durch die Gaseinlässe strömenden Gasmengen Wandung gegenüber der Horizontalen in einem auszugleichen.

Winkel geneigt ist, der größer ist als der Winkel Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrich-

der innere Reibung des Feststoffs, einem Fest- io tung ist mit einer Vielzahl von Gaseinlässen versestoffaustrag an seinem unteren Ende und mehre-. hen, die gemeinsam von einer Zuführungsleitung geren in senkrechter Richtung voneinander abge- speist werden. Die jeweils gewünschte Durchflußsetzten Reihen von Einlassen für das Fluidisie- menge durch jeden Gaseinlaß muß trotz Druckrungsgas, die in das Unterteil münden und von Schwankungen im Fluidisierungsbett, die beispiels-Verteilern ausgehen, wobei jedem Verteiler 15 weise durch Aufgabe von neuem Material hervorge-Drucksteuerventile zur Regelung des Druckes des rufen werden können und trotz zeitweiser oder aus den Einlassen austretenden Fluidisierungsga- dauernder Änderungen des freien Strömungsquerses zugeordnet sind, dadurch gekenn- schnittes an der dem Bett zugekehrten öffnung der zeichnet, daß jeder Gaseinlaß (4) eine öff- Gaseinlässe aufrechterhalten werden. Veränderungen nung (9) aufweist, um die durch die Gaseinlässe 20 des Strömungsquerschnittes der dem Material zuge-(4) strömenden Gasmengen auszugleichen. kehrten öffnung des Gaseinlasses können durch Kor

rosion oder durch Zusetzen der Öffnung hervorgerufen werden. Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Sicherheit ausgeschal-

25 tet, da jeder Gaseinlaß eine öffnung aufweist, die die

durch die Gaseinlässe strömenden Gasmengen ausgleicht. Durch diese öffnung wird das einströmende Gas einem Druckabfall unterzogen, der größer ist als

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be- der Druckabfall, dem das Gas während seines handeln von Feststoffteilchen, insbesondere Kohle- 30 Durchströmens durch die dem Fluidisierungsbett zuteilchen, in einem Fließbett, bestehend aus einer gekehrte Öffnung unterliegt. Druckschwankungen am Reaktionskammer mit einem sich verjüngenden Un- und im Fluidisierungsbett können sich dadurch auch terteil, dessen Wandung gegenüber der Horizontalen nicht mehr nachteilig auswirken. Da die erfindungsin einem Winkel geneigt ist, der größer ist als der gemäße öffnung im gewissen Abstand von dem Flui-Winkel der inneren Reibung des Feststoffs, einem 35 disierungsbett angeordnet ist, kann sie sich nicht Feststoffaustrag an seinem unteren Ende und mehre- mehr durch Material zusetzen und unterliegt auch ren in senkrechter Richtung voneinander abgesetzten sonst praktisch keinem Verschleiß.
Reihen von Einlassen für das Fluidisierungsgas, die Vielmehr wird die erfindungsgemäß vorgeschla-

in das Unterteil münden und von Verteilern ausge- gene öffnung noch durch die dem Fluidisierungsbett hen, wobei jedem Verteiler Drucksteuerventile zur 40 unmittelbar zugekehrte Mündung des Gaseinlasses Reglung des Druckes des aus den Einlassen austre- geschützt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, tenden Fluidisierungsgases zugeordnet sind. daß sich eine gemäß der Erfindung ausgebildete öff-

Der deutschen Patentschrift 446 678 ist ein Ver- nung leicht auswechseln oder erneuern oder auch reifahren zur Behandlung von feinkörniger Kohle, also nigen läßt.

von Feststoffteilchen, als bekannt zu entnehmen, wo- 45 In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausbei die Feststoffteilchen in ein Reaktionsgefäß einge- führungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt
bracht und dort einer dichten Fluidisierphase unter F i g. 1 das Unterteil einer Vorrichtung gemäß der

Einfluß des gasförmigen Fluidisiermediums ausge- Erfindung in einem schematischen Längsschnitt,
setzt werden, das durch im Unterteil des Gefäßes F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 1 und

vorgesehene Einlasse in diese geleitet wird und nach 50 F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen Gaseinlaß, oben und durch die Masse der Feststoffteilchen strö- Wie sich aus F i g. 1 und 2 ergibt, besteht der Flui-

men, wobei die Schlacke durch das Unterteil des disierungsreaktor, der für die Behandlung zerkleiner-Reaktionsgefäßes, dessen Wandung gegenüber der ter Kohle mit einem Korngrößenbereich von 0 bis Horizontalen einen solchen Neigungswinkel besitzt, 3,175 mm geeignet ist, aus einer Reaktionskammer daß sie abrutschen kann, ausgetragen wird. Dieses 55 mit einem oberen zylindrischen Teil 1, von dem vorbekannte Verfahren dient zur Herstellung von F i g. 1 lediglich das untere Ende erkennen läßt, und Wassergas, wobei das aufgegebene Material letztlich aus einem sich konisch verjüngenden Unterteil 2, verbrannt wird. Dementsprechend treten die Pro- welcher an den unteren Rand des Teils 1 anschließt bleme der Vermeidung von Überhitzung, Zusammen- und Wandungen aufweist, die gegenüber der Waageballung und Entflammung nicht auf. Es ist ferner be- 60 rechten in einem Winkel von 60° geneigt sind, d. h. kannt, daß man bei Wirbelschichtverfahren der vor- in einem Winkel, der größer ist als der Winkel der beschriebenen Art die größeren Kohleteilchen im inneren Reibung des zu behandelnden Materials. Das Fließbett untersinken läßt. Bezüglich der Korngröße untere Ende des Unterteils 2 öffnet sich in einen und Klassierung der Kohle müssen dann keine gro- mittleren Feststoffaustrag 3, der eine an der Spitze ßen Anforderungen gestellt werden (»Chemie- 65 gelegene Durchlaßöffnung für den Austrag des beIngenieur-Technik«, 24, 1952, S. 93 bis 97). handelten Materials bildet. Beide Teile, der zylin-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drische Teil i und der konische Unterteil 2, sind aus verbesserte Vorrichtung zum Behandeln von Fest- geeignetem feuerfesten Werkstoff hergestellt, der in