DE1542042B2 - Wirbelschichtreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtreaktor mit einem Verteilerrost, der durchgehende Gasführungskanäle aufweist, und mit einer Brennstoffzufuhrleitung, die in zumindest einer vorbestimmten Anzahl von Gasführungskanäle mündet.

Bei einem bekannten Gasverteilerboden dieser Art (DT-Gbm 18 03 140) weisen die zum Durchleiten des Gases durch den Boden dienenden Kanäle an der Gasaustrittsseite einen größeren Querschnitt auf als an der Gaseintrittsseite des Bodens. Bei einer Ausführungsform bleibt dabei der Querschnitt der Kanäle auf einem an der Gaseintrittsseite beginnenden Teil ihrer Länge gleich, während er sich auf dem übrigen Teil ihrer Länge ständig vergrößert, wobei der gleichbleibende Querschnitt rund sein kann. Die Kanäle des bekannten Gasverteilerbodens dienen ausschließlich dazu, das anströmende Fluidisierungsgas zu verteilen.

Außerdem mündet bei einem bekannten Wirbeischichtreaktor der eingangs genannten Art (GB-PS 7 95 653) gemäß einer Ausführungsform die Brennstoffzufuhrleitung in dem unmittelbar an die Wirbelschicht angrenzenden Teil der Gaszuführungskanäle. Bei dieser bekannten Ausbildung kann nicht vermieden werden, daß sowohl die Durchmischung des oxydierenden Gases mit dem Brennstoff als auch die Verbrennung des Gemisches überwiegend in der Wirbelschicht erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wirbelschichtreaktor der oben genannten Gattung so auszugestalten, daß es auf einfache Weise ohne das Erfordernis für eine eigene Verbrennungskammer möglich ist, das oxydierende Gas nur in einer solchen Menge zuzuführen, daß die für eine stöchiometrische Verbrennung notwendige Menge so wenig wie möglich überschritten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch sich in ihrem zur Wirbelschicht gerichteten Teil erweiternde Gasführungskanäle und Brennstoffzuführleitungen, die in den unteren, von der Wirbelschicht abgewandten und einen konstanten Querschnitt aufweisenden Teil der Gasführungskanäle einmünden.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in den Gasführungskanälen eine Durchmischung des oxydierenden Gases und des Brennstoffes erfolgt und die Verbrennung dieses Gemisches in dem oberen Teil der erweiterten Kanalteile erfolgt. Die bei dieser Verbrennung in dem oberen Teil der Kanalteile entstehenden Rauchgase treffen auf die ersten auf dem Verteilerrost liegenden, die Wirbelschicht bildenden Körner und gegen ihre Wärme beim Durchströmen der Wirbelschicht an diese ab.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Zufuhr von Brennstoff zu jedem Gasführungskanal so niedrig gehalten werden kann, daß der größte Teil der Verbrennung oder sogar die gesamte Verbrennung erfolgt, bevor die Verbrennungsgase in die eigentliche Wirbelschicht eintreten.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Überschuß an Luft auf einem viel geringeren Wert gehalten werden kann als bei der Zufuhr von Brennstoff oberhalb des Verteilerrostes.

ίο Weiterhin besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß, wo es erforderlich ist, das Eintreten unverbrannter Gase in die Wirbelschicht vollständig vermieden . werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen schematisch

Fig. 1 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab eines Teils eines Verteilerrostes,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines Wirbelschichtreaktors mit dem Verteilerrost gemäß F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt des Verteilerrostes des Reaktors gemäß F i g. 2 in einer Ebene, die in Höhe des unteren Teils von in dem Rost vorgesehenen Gasführungskanälen liegt, und

F i g. 4 einen durch dieselbe Ebene wie in F i g. 3 gelegten Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Verteilerrostes.

Nach der Zeichnung umfaßt ein Verteilerrost eine dicke Platte 1 aus feuerfestem Material, durch die eine Vielzahl von Gasführungskanälen 2 gelegt ist. Der untere Teil 3 jedes dieser Kanäle 2 hat die Form eines kreisförmigen Zylinders mit konstantem Querschnitt, an den sich ein oberer, pyramidenförmig erweiternder Teil 4 anschließt.

Eine Leitung C, deren Durchmesser und Anordnung dem jeweiligen Brennstoff angepaßt sind, mündet in den unteren Teil 3 der Kanäle 2.

Der Durchmesser des unteren Teils 3 der Kanäle 2 ist so gewählt, daß der Verteilerrost einen für eine hinreichend gleichmäßige Verteilung dieses oxydierenden Gases auf die einzelnen Kanäle 2 ausreichenden Druckverlust gewährleistet.

Die erhöhte Geschwindigkeit des oxydierenden Gases in diesem unteren Teil 3 der Kanäle 2 begünstigt die Durchmischung von oxydierendem Gas und Brennstoff. Dieses Gemisch gelangt in den sich erweiternden, oberen Teil 4 der Kanäle 2 und brennt, nach Einleitung der Verbrennung, in dem oberen Teil 4 der Kanäle 2. Die bei dieser Verbrennung entstehenden Rauchgase treffen die ersten, die auf der Platte 1 des Verteilerrostes liegende Wirbelschicht F bildenden Körner und geben ihre Wärme beim Durchströmen der Wirbelschicht Fan diese ab. Die Zufuhr von Brennstoff in jeden Kanal 2 oder in einige von ihnen wird so niedrig gehalten, daß sich der größte Teil der Verbrennung oder die gesamte Verbrennung vor dem Eintritt des Gemisches in die eigentliche Wirbelschicht abspielt.

Der Überschuß an Luft kann also auf einem viet geringeren Wert gehalten werden als in dem Fall, wo die Zufuhr von Brennstoff über der Oberseite des Verteilerrostes erfolgt, und zwar ohne Bildung unverbrannter Gase.

Alle diese Faktoren erlauben den Bau von Reaktoren, die bei gleicher Durchsatzkapazität ein deutlich kleineres Volumen aufweisen.

Die F i g. 2 und 3 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines solchen Reaktors 5, der mit einem Verteilerrost gemäß F i g. 1 versehen ist. Außer mit dem

Windkasten 6, der Versorgungsleitung 7 für das zu behandelnde Gut, der Austragsleitung 8 für behandeltes Gut und der Abzugsleitung 9 für Gas oder Rauchgase, die die Wirbelschicht F im Raum 10 des Reaktors 5 verlassen, kann der Reaktor 5 mit jeder für seinen Betrieb notwendigen Einrichtung versehen werden, wie z. B. mit einem Staubabscheider, der aus der Leitung 9 austretenden Gase oder Rauchgase, mit Regelschiebern für die Beschickungsmenge an zu behandelndem Gut oder für die Austragmenge an behandeltem Gut, mit einem Regelschieber für den Durchsatz an Material für die Wirbelschicht oder auch mit Einrichtungen zum Vorheizen des letzteren Materials oder des zu behandelnden Gutes.

Aus den F i g. 2 und 3 kann ersehen werden, daß die Zufuhr von Brennstoff in alle Kanäle 2 durch eine gemeinsame Leitung CC erfolgt, die mit einem Durchsatzregelungsschieber 11 versehen ist und mit jedem Kanal 2 durch eine Leitung Cverbunden ist, die in den unteren Teil 3 des entsprechenden Kanals 2 führt.

Nach Fig.4, die eine mögliche Abwandlung des Verteilerrostes nach F i g. 3 zeigt, erfolgt die Zufuhr von

20 Brennstoff in einen Teil der Kanäle 2 mittels der Leitungen C, die an die gemeinsame Leitung CC angeschlossen sind und die sich innerhalb der Platte 1 des Verteilerrostes befinden.

Es besteht die Möglichkeit, vorgeheizte oder mit Sauerstoff angereicherte Luft zu verwenden.

In dem vorstehend beschriebenen Reaktor 5 ist es möglich, bei hoher Temperatur (600 bis 1000⁰C) Mischungen aus feinen Feststoffteilchen und Wasser oder aus teilweise oder vollkommen trockenen feinen Feststoffteilchen zu behandeln, die in oder über die Wirbelschicht in pumpfähiger oder nicht pumpfähiger Form eingebracht werden, wie beispielsweise Industrieschlämme oder Abwasserschlämme, Produkte aus Steinbrüchen oder Minen, sowie Kuchen, die aus der Behandlung von Waschwasser auf verschiedenen Filterarten stammen.

Die Wirbelschicht selber kann sich dabei nur aus dem Behandlungsgut selber zusammensetzen oder auch ein Hilfsmaterial enthalten, das grobkörniger als das zu behandelnde Gut ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Wirbelschichtreaktor mit einem Verteilerrost, der durchgehende Gasführungskanäle aufweist, und mit einer Brennstoffzufuhrleitung, die in zumindest einer vorbestimmten Anzahl der Gasführungskanäle mündet, gekennzeichnet durch sich in ihrem zur Wirbelschicht gerichteten Teil erweiternde Gasführungskanäle (2 bis 4) und Brennstoffzuführleitungen (C), die in den unteren, von der Wirbelschicht abgewandten und einen konstanten Querschnitt aufweisenden Teil der Gasführungskanäle (2 bis 4) einmünden.