DE1638534A1 - Verbrennungsanlage,insbesondere fuer Generatoren zur Erzeugung von Elektrizitaet auf magnet-hydrodynamischem Wege,und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

Description

Societe Anonyme HEURIEY, 30 Hue Guersant, PARIS (1?e),

Frankreich

"VerlDrennungsanlagej insbesondere für Generatoren zur Erzeugung von^Elölref3rzität. auf magnet-hydrodynamisonöm Wege, ""~--~- und Verfahren zur^deren Betrieb"

Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Generatoren zur Erzeugung von Elektrizität auf magnet-hydrodynamisohem Wege geeignete Verbrennungsanlage, und ein Verfahren zu deren Betrieb·

In Verbrennungsanlagen, die mit natürlicher Verbrennung arbeiten, kann die in den !Flammen erreichbare Temperatur einen festliegenden Grenzwert nicht überschreiten· Die Erzielung einer höheren Verbrennungstemperatur ist nur durch starke Vor erhitzung ader durch Sa?höhung des ' Sauerstoffgehaltes der Verbrennungsluftmög-

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lieh, was aber eine schwere Belastung der gesamten Energiebilanz der Anlage bedeutet. Es besteht daher ein erhebliches Interesse daran, die bei der Bückgewinnung der Wärme erzielbaren Leistungen zu verbessern.

Pur den Betrieb eines Elektrizitätserzeugers, der nach dem Sa±x±Hir Prinzip der magnet-hydrodynamischen Umwandlung arbeitet, muß ein sehr stark ionisiertes Medium verwendet werden. Es ist ferner zweckmäßig, bei den hierfür verwendeten Umwandlungsvorrichtungen, die nachstehend abgekürzt als "MHD"-Umwandler bezeichnet werden sollen, den Säuerstoffträger unter hohen Druck zu setzen, um einen bei sehr hoher Temperatur erfolgenden Verlauf der Verbrennung mit ebenfalls sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen.

Andererseits ist jedoch durch die Bücksicht auf die Grenzen der Hitzebeständigkeit der Werkstoffe, aus welchen die Düse des Umwandlers besteht, sowie die Größe der parietalen Verluste, die !Temperatur, bei welcher gearbeitet werden kann, praktisch auf größenordnungsmäßig 3000° K (Keltftn) beschränkt· Bei solchen !Temperaturen und Drücken können für die Wärmerückgewinnung Rekuperatoren alt me-

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tallischen Wandungen- nicht mehr verwendet werden.

Ferner reicht bei. diesen Temperaturen der Ionisleriingsgrad der Verbrennungsgase für den Betrieb eines MHD-Gene- ; rators nicht aus, falls diesem nicht ein bei diesen Temperaturen leicht ionisierbarer Stoff, der als "Impfstoff" bezeichnet wird, zum Beispiel ein Alkalimetall oder ein Balz eines solchen Metalls zugesetzt wird. Der Vorgang des Einblasens dieses Stoffes in die■ G-a.se wird auch als "Einsäen" bezeichnet.

Aus wirtschaftlichen G-ründen ist es bei Umwandlungsprozessen der in Präge kommenden Art notwendig, nicht nur den abgangsseitig der Düse vorhandenen Restwärmeinhalt wiederzugewinnen, sondern auch den ionisierten Stoff in dqn Kreislauf zurückzuführen.

Hieraus ergibt sich, daß für den Betrieb einer Stromerzeugungsanlage, die nach diesem Umwandlungsprinzip arbeitet, einerseits die Möglichkeit der Erzielung der erforderlichen hohen Temperaturen bei Verwendung der üblichen Brennstoffe und Sauerstoffträger und andererseits anschließend an die Ionisierung der VerbrennuniäSprodukte die Wiedergewinnung

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des hierfür verwendeten Stoffes unter Vermeidung der Korrosionen, welche diese ionisierenden Stoffe bei den in Präge kommenden hohen Temperaturen hervorrufen könnten, gegeben sein muß.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb geschaffen, welche diesen beiden Voraussetzungen gleichzeitig Rechnung tragen und sie erfüllen«

Für diesen Zweck werden gemäß der Erfindung die Eigenschaften der bekannten fluidisierten Betten, nämlich die große Austauscherfläche von solchen, welche es ermöglicht, den Platzbedarf der Rekuperatoren zu verringern, äie erzielbare Homogenität der Temperaturen, welche es ermöglicht, die Temperatur der Rauchgase unmittelbar herabzusetzen, und die Möglichkeit eines wesentlich einfacheren Umlaufs der Teilchen ausgenutzt.

G-egenstand der .^rfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung und Abscheidung der ionisierenden Stoffe aus den Rauchgasen, insbesondere von V_erbrennungsanlagenj vor allem denen von auf dem magnet-hydrodynamisehen Effekt beruhenden Stromerzeugern, das grundsätzlich da-

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durch gekennzeichnet ist, daß aus einem abgangsseitig der Verbrennungsanlage angeordneten fluidisierten Bett die Wärme der Verbrennungsprodukte entnommen, die Teilchen, aus denen dieses erste fluidisierte Bett besteht, in ein zweites eingangsseitig der Anlage angeordnetes fluidisiertes Bett überführt,hb± durch dieses zweite Bett der Sauerstoffträger hindurchgeleitet und die dieses zweite Bett bildenden Teilchen nach dem ersten Bett zurückgefördert werden..

Palis sich aus dem ionsierenden Stoff und den Verbrennungsgasen ein Produkt bildet, das in flüssiger Phase korrodierend auf feuerfeste Baustoffe wirkt, erfolgt im Bahmen dieses Verfahrens die !'rennung des ionisierenden Stoffes von den Verbrennungsgasen abgangsseitig des ersten fludisierten Bettes durch eine sehr schnelle Abschreckung dieser Stoffe, durch welche sie praktisch augenblicklich aus dem gasförmigen in den festen, vorzugsweise pulverförmigen Zustand überführt werden, um anschließend in einem Zyklon oder einer anderen Abscheidevorrichtung abgetrennt zu werden.

Im Falle einer ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die beiden fluidisierten Betten in verschiedener Höhenlage, vorzugsweise im wesentlichen verti-

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kai, angeordnet und der Umlauf ihrer leuchen erfolgt in abwärtiger Richtung unter der Wirkung der Schwerkraft in spezifisch schwerer Phase und in aufwärtiger Richtung in verdünnter Phase durch Einleitung einer für ihre förderung ausreichenden Gasmenge, in entsprechend ausgebildeten die Betten miteinander verbindenden Kolonnen.

Die Öffnungen für die Entnahme aus den und die Wiederaufgabe der Teilchen in die beiden -Betten werden zweckentsprechend ausgestaltet und die den Kolonnen aufgegebenen Mengen werden so bemessen, daß sich in der einen Kolonne die selbsttätige Abwärtsbewegung und in der anderen die Bewegung der. Teilchen in aufsteigender Richtung ergibt.

Im Falle einer besonderen Ausführungsform des neuen Verfahrens werden die die beiden fluidisierten Betten miteinander verbindenden Kolonnen mit in zweckentsprechender Weise gekühlten Schiebern zur Regelung der Mengen der sie durchströmenden Teilchen ausgerüstet.

Falls die Höhe der Kolonnen ausreicht, braucht in jeder der durch sie gebildeten Leitungen nur ein solcher Schieber vorgesehen zu werden.

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Gemäß einer anderen Ausführungsform sind insbesondere in der Kolonne zur Rückführung der sich in^dichter Phase befindlichen !eilchen wenigstens zwei Schieber übereinander angeordnet, "durch welche eine Schleuse gebildet werden kann» Diese Anordnung wird bei geringer Höhe der Kolonnen angewendet.

Es wird ferner eine Regelvorrichtung vorgesehen, welche die Schieber derart einstellt, daß ein gleichbleibender 3?luß der Teilchen ohne Unterbrechungen sichergestellt wird.

In dem oberen der fluidisierten Betten wird eine rotierende Zerstreuvorrichtung vorgesehen, die mit Schaufeln ausgerüstet ist,Una die Teilchen, aus denen das Bett besteht, umwälzt und hierdurch deren Temperatur vergleichmäßigt_β

Palls das fluidisierte Bett, insbesondere das, welches am !fuß der Anlage angeordnet ist, unter verhältnismäßig hoheam Druck arbeitet, ist es von Torteil, wenn das dieses umschließende Gehäuse als doppelwandiger, von einem Kühlmittel, wie Luft,oder allgemein gesagt, dem Säuerstoffträger, durchströmter Kühlmantel ausgebildet ist, wodurch die Aufgabe, den Spannungen Widerstand zu leisten, von der äußeren kalten

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Wandung übernommen wird und gleichzeitig erforderlichenfalls Wärmeverluste des fluidisierten Bettes vermieden werden.

Die Vorrichtung zur Verdünnung der Verbrennungsprodukte ^ durch ein verhältnismäßig kaltes Medium besteht gemäß der Erfindung aus einem Rauchkanal mit durchlässigen feuerfesten Wandungen, an denen entlang die mit den ionisierenden Stoffen beladenen Verbrennungsprodukte strömen und durch welche hindurch das kalte Medium eingeblasen wird, durch dessen Wirkung diese Stoffe unmittelbar aus dem gasförmigen in den festen Zustand verbracht werden, in welchem sie nicht mehr angreifend auf die Wände wirken und auch nicht zum Ankleben an diesen neigen.

' Anordnungen dieser Art ermöglichen bei nur kleinen Abmessungen, verglichen zu den klassischen Wärmeaustauschern, eine sehr gesteigerte Wärmerückgewinnung. Die lemperatüren, in jedem Austauscher sind gleichmäßig. Die' !temperaturspanne»■-die jedes der die Betten bildenden Teilchen durchläuft, ist verhältnismäßig gering. Es ist deshalb möglich, für den Aufbau der Wärmeaustauscher und auch als Stoff für die die Betten

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bildenden Teilchen übliche feuerfeiste Stoffe zu verwenden.

Außer den vorstehend erläuterten Verfahren und Vorrichtungen, welche die Wärmerückgewinnung und Abscheidung des ionsisierenden Stoffes aus den Verbrennungsprodukten zwecks Rückführung derselben in den Kreislauf ermöglichen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche es ermöglichen, diese beiden Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchzuführen.

Die-ses-Ve-r-fahren besteht darin, daß aus einer ersten Reihe von fluidisierten Betten, die abgangsseitig der Düse des tJmwandlers angeordnet sind, die Wärme der Verbrennungsprodukte entnommen wird, indem die Teilchen, die diese fluidisierten Betten bilden, in eine zweite Eeihe von fluidisierten Betten überführt werden, die eingangsseitig der Düse vor deren Brenner angeordnet sind, die Verbrennungsluft vor ihrem Eintritt in den Brenner durch die fluidisierten Betten dieser zweiten Reihe von solchen hindurch/leitet wird und die Teilchen, welche die fluidisierten Betten dieser zweiten Reihe von solchen bilden, in die fluidisierten Betten der ersten Reihe % zurücktransportiert werden, wobei im Zuge dieser Wärmerückgewinnung der ionisierend© Stoff auf den

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Teilchen eines der fluidisieren Betten der ersten Reihe . von solchen kondensiert wird und mit diesen in eins der fluidisierten Betten der zweiten Reihe von solchen verbracht wird, wo er sich wieder erhitzt, verdampft und dann erneut in, die Düse eingeführt wird.

fc Gegenstand der Erfindung sind ferner -Vorrichtungen zur Durchführung des letztbeschriebenenVerfahrens.

Bei einer Ausführungsform einer solchen Vorrichtung, die insbesondere auf einen vertikal angeordneten MHD-Umwandler anwendbar ist, besteht- die erste Reihe von fluidisferten Betten aus zwei solchen Betten, die vertikal übereinander in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind, während die zweite Reihe zwei fluidisierte Betten in der gleichen Anordnung wie der der .ersten Reihe aufweist, und der Umlauf der Teilchen zwischen den verschiedenen Betten in abwärtiger Richtung durch die Wirkung der Schwerkraft, in aufwärtiger Richtung durch in durch einen Schieber gesteuerter Weise zugeführte Preßluft bewirkt wird.

Die Eintrittsöffnung der Kolonne, in welcher die Abwärtsbewegung der Teilchen von den oberen nach den unteren fluidisierten Betten der ersten Reihe von solchen erfolgt, liegt

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gemäß der Erfindung im' oberen Teil des das obere Bett enthaltenden Gehäuses und ihre Aus tritt soff nting unterhalb des Uiveaus des unteren Bettes, wobei die im unteren Bereich der Kolonne befindlichen fluidisierten Teilchen den. Druckunterschied zwischen der -Eintritts- und der Aüstrittsstel-Ie der Kolonne ausgleichen und die Menge an ieekverlusten der Rauchgase begrenzen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt die Din*- . trittsöffnung der Kolonne, durch welche sich die a3eilehen von dem unteren fluidisierten Bett der ersten Reihe nach dem oberen fluidisierten Bett der zweiten Reihe Ton solchen bewegen, unterhalb des Hiveaus des unteren Bettes und ihre Austrittsöffnung oberhalb des Niveaus des oberen Bettes» Die Kolonne ist ferner mit einem Schieber ausgeriistet, durch welchen di- Menge an aufwärts strömenden Teilchen eingestellt werden kann.

Von dem oberen fluidisierten Bett der zweiten Reihe von solchen gelangen die Teilchen nach dem zügeordneten unteren Bett über eine Kolonne, die ähnlich wirkt, wie Sie, welehe die fluidisierten Betten der erstenReihe νοϋ. solchen miteinander verbindet.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der "Vorrichtung gemäß ' der Erfindung ist diese an eine horizontal angeordnete Düse eines MED-TJmwandlers angepaßt. Im Falle dieser Ausführungs-, form dienen die unteren Bereiche der vertikalen Abschnitte der Kolänne dem Umlauf der Teilchen zwischen den fluidisierten Betten der ersten Reihe und dem oberen fluidisierten fe Bett der zweiten Reihe, die miteinander durch Iieitungen verbunden sind, durch welche hindurch die Teilchen in durch Einblasen von Preßluft verdünnter Phase transportiert werden.

Die Erfindung umfaßt ferner eine besondere Ausbildung der* ZerstreuvOrrichtungen für die fluidisierten Betten, insbesondere der ersten Reihe von solchen, die den sehr hohen Temperaturen der aus der Düse des Umwandlers ausströmenden Rauchgase ausgesetzt sind. ■

Gemäß der Erfindung wird der Bereich der Düse von quaderförmigem Querschnitt,sb&cxmit dem zylindrischen Gehäuse des fluidisierten Bettes verbunden, dessen unterer Teil durch ein Gitterwerk aus feuerfesten Steinen gebildet ist, die durch ein Bett aus körnigen feuerfesten Stoffen überdeckt sind, dessen Korngrößenverteilung nach dem oberen Teil des fluidisierten Bettes hin abnimmt.

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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung, auf welche die Erfindung aber keineswegs "beschränkt ist, anhand der Abbildungen beschrieben.

zeigt im Schnitt, teilweise weggebrochen, einen vertikalen MHD-Umwandler mit auf seinen beiden Seiten angeordneten Wärmeaustauschern.

3Pig. 1a veranschaulicht schematisch die Anlage zur Abscheidung des ionsierenden Stoffes von den Verbrennungsprodukten zwecks Wiedereinführung dieses Stoffes in den Kreislauf.

Pig. 2 veranschaulicht schematisch eine Vorrichtung znr Wärme» rückgewinnung und zum gleichzeitigen Wiederverbringen des ionisierenden Stoffes in den Kreislauf, in Anpassung an einen vertikal angeordneten MHD-tJmwandler.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung gemäß Pig. 2 in Anpassung an einen MHD-Umwandler mit horizontaler Düse.

Die Piguren 4- und 5 zeigen in Seitenansicht und im horizontalen Schnitt eine Ausführungsform einer Vorrichtung

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zum Umwälzen des 'fluidisierten Bettes»

.Die in !ig. 1 dargestellte Anlage weist eine Zutrittsleitung 1 für luft auf, welche über einen Diffuso.r 2 mit einer Kammer in Verbindung steht, die durch eine quergerichtete Scheidewand 3 aus feuerfestem porösen oder perforierten Werkstoff unterteilt ist. Von oberhalb dieser Scheidewand 3 erstreckt sich der Mantel 4 eines von diesem umschlossenen Raumes 5, in dessen Basisbereieh sich ein auf der Scheidewand 3 aufruhendes aus hitzebeständigen Teilchen gebildetes fluidisiertes Bett befindet.

Der Raum 3 wird von einem konvergierenden Gehäuse 7 überIa-. ge.rt, das die Verbindung mit dem Brenner und der vertikal angeordneten MHD-Düse 8 herstellt , deren länge ausreicht, um die Bestandteile eines magnet-hydrodynamischen Umwandlers aufzunehmen. Die Düse 8 endet unten im wesentlichen im Hive au " des Erdbodens. '

Die Zuleitung \ wird von/einem Tunnel, durch welchen sie . hindurchgeisführt ist, angeordneten Verankerungen 9 getragen. Weitere Verankerungen 10 tragen den Diffusor 2 und den un· teren Teil des Gehäuses 4. Außerdem werden der obere Teil

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des Gehäuses 4 und der konvergierende Körper 7 von Yerankerungen 11 gehalten und zentriert.

Die Düse 8 ebenso wie die Zubehörteile, Wicklungen usw. des Generators werden von starken Trägern 12 "über Traversen 13 getragen. Die Zubeähörteiledes Generators stellen keinen Teil der Erfindung dar und brauchen deshalb auch nicht im einzelnen besehrieben zu werden.

Auf den Traversen 15 sind Säulen, von denen eine,mit 14 bezeichnet ±x±, dargestellt ist, abgestützt, welche eine obere Plattform 15 tragen, auf der der Boden eines Gehäuses 16 aufruht. Dieses Gehäuse 16 umschließt einen Baum 17* auf dessen ä gewölbtem Boden 59 sich ein weiteres fluidisiertes Bett 18 befindet. Im Zentrum dieses Bodens ix* mündet die Austritt so ffnung 20 des Gehäuses 8. ^oberhalb dar lündung dieser Austrittsöffnung ist eins innen durch Wasserumlauf gekühlte Umwälzvorrichtung 21 angeordnet, welche auf dem Boden durch in radialer Sichtung leicht geneigte Schaufeln 22 getragen wird. Sämtliche Elemente, die dem Umlauf des Gases in der Anlage dienen, sind Rotationskörper.

Das Gehäuse 16 geht oben in eine Kuppel 23 über, an welche in deren Mitte eine Rohrleitung 24 angeschl'ossen ist, die

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nach einer Abzügsleitung 25 führt·

Durch ein an das untere Ende der Düse 8 angeschlossenes Rohr 26 wird der Düse ein Brennstoff und durch ein Rohr 27 eben-, falls dort eine gewisse ^enge an Primärluft, die gegebenenfalls mit Sauerstoff angereichert ist, eingeführt. Die Sekundärluft wird durch die ^eitung 1 zugeführt. Die Verbrennungsprodukte werden durch die ^eitung 25 nach der in 1a dargestellten weiter unten zu beschreibenden Anlage zur ■Wiedergewinnung des ionisierenden Stoffes abgeleitet·

Seitlich der Anlage ist eine sich von einer an dser Verbindungsstelle zwischen dem gewölbten Boden 19 und dem zylindrischen Teil mit vertikalen Erzeugenden des Gehäuses 16 ausmündende wärmeisolierte vertikale Verbindungsleitung oder Kolonne 28 angeordnet, die sich an ihrem unteren Ende über eine Verbindung 30 in das Gehäuse 4 oberhalb des fluidisieten Bettes 6 öffnet. .

' An dieser Kolonne 28 sind* falls die Druckbedingungen dies erfordern, in der Abbildung nicht dargestellte Schleusen vorgesehen.

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Eine andere vertikale Verbindungsleitung oder Kolonne 31 mündet über einen Krümmer 32 über eine eingeschnürte öffnung in den der Seite der Kolonne 28 gegenüberliegenden !Teil des fluidisierten Bettes 6 und oben ebenfalls über einen Krümmer 34 in eine tangential und etwa horizontal gerichtete Öffnung 35 erheblich oberhalb des fluidisierten Bettes 18 in das Gehäuse 16.

In die Kolonne 28 ist ein Schieber 2 3.6 mit hohlem, wassergekühlten durch einen Motor 37 betätigten Schieberkörper eingeschaltet.

Die eingeschnürte Öffnung 33 ist ebenfalls durch einen Schieber 38 mit hohlem, gekühlten und durch einen Motor 39 betätigten Schieberkörper abschließbar. ,

Die leitung 25 zur Abführung der Verbrennungsprodukte mündet in eine der Verdünnung derselben dienende, in Figur tjt schematisch dargestellte Anlage. Diese Anlage besteht aus einem von einem Mantel 68 aus pxorösem feuerfestem Werkstoff umschlossenen feuerkanal 67» welcher von den Verbrennungsprodukten durchströmt wird und in den die Verbrennungsluft, die beispielsweise durch einen Kompressor geliefert werden kann, durch den pxorösen feuerfester.Mantel in

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Richtung der Pfeile 1 eingepreßt., wird. Abgangsseitig des Ver-. dünnungskanals ist ein Abscheider 69 vorgesehen, dessen Abgangsleitung 70 an die Düse 8 angeschlossen ist und, wie weiter unten noch beschrieben werden wird, den zurückgewonnenen ionisierenden Stoff im Kreislauf wieder in diese zurückführt. Die Verbrennungsprodukte werden durch den Kamin 71 abgeführt.

™ Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Anlage ist wie folgt* ' . - .

Da es sieh im Falle des Ausführungsbeispiels um die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem elektrischen Stromerzeuger und einem MHD-Umwandler handelt, ist zunächst klarzustellen, daß die Arbeitsbedingüngeii der Anlage der Voraussetzung entsprechen müssen, daß stromaufwärts der Düse 8 eip. luftdruck von 5 bis 6 Bar und eine Verbrennungstemperatur von f etwa 3000° K bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 800 bis 900 m/sefc., dagegen stromabwärts ein Druck von 1 bis 1,5 Bar, eine Temperatur der Rauchgase eintrittsseitig der TJmwälzvör-. · richtung 21 von größenordnungsmäßig 2500° K und am Ende der Düse eine Strömungsgeschwindigkeit von 700 bis 800 m/Sek_e herrscht.

Da bei natürlicher Verbrennung eines industriell verwendeten

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Brennstoffs in luft eine Temperatur von 2250° It nicht überschritten werden kann, muß die VerbrennungaliiLft, um die für das Arbeiten der Anlage erforderliehe Temperatur von 30Ö0 G zu erreichen, stark vorerhitzt werden. -.;-"-..-

Diese. Vor erhitzung erfolgt durch aus den VerbrennungsprodukteiL, 'während di#se das fluidisierte Bett 18 durchströmen, dessen heiße Teilchen sich durch die Kolonne 28 in dichter Phase nach dem fluidisierten Bett 6 lain abwärts bewegen^ unter Absenkung der Temperatur der Rauchgase von etwa 2500^: K auf 2000 G entnommene Wärme»

Die Temperatur der Teilchen, welche dem fluidisierten Bett 6 zugeführt werden, beträgt also etwa 2QOO⁰K* "Diese Teilchen geben ihre Wärme an die durch die feitung 1 zugeführte, die poröse "wandung 3 und das fluidisierte Bett 6 durchströmende Verbrennungsluft ab, bevor diese durch den Baum 5 undden konvergierenden Teil 7 dem am unteren Ende der.Düse 8 angeordneten Brenner zugeführt wird* :

Die in dieser Veise abgekühlten Teilchen des. fluidiöierten Bettes 6 fließen aurch die öffnung 33 hindurch in verdünnter Phase durch die Kolonne 31 aufitixS, um dann wieder in das obere fluidisierte Bett 18 eingeführt zu werden» Um das Auf-

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wärtsströmen der Teilchen zu erleichtern, kann am unteren Ende der Kolonne 31 in diese Preßluft eingeführt werden.

Das Strömen der Seilchen wird durch zunächst erfolgendes Schließen des Schiebers 36 oder mittels einer nicht dargestellten Doppelschleuse, welche so wirken, daß die Kolonne .28 sich mit Teilchen aus dem Bett 18 füllt, eingeleitet. So- * bald" das Gewicht der sich in der Kolonne 28 ansammelnden teilchen den Druck in aufsteigender Bichtung, der eine Jf'olge des

Unterschiedes zwischen dem Druck in dem G-ehäuse 5 und dem ■;■- ist, . ;

Gehäuse 17/Übersteigt, kann der Schieber 36 geöffnet werden, sodaß die Teilchen nach der Öffnung 30 und über diese- in das fldidisierte Bett 6 einströmen» Die ö-röße des Haumes 5 genügt, um zu -verhindern, daß Teilchen in axe Düse 8 des MHD-Unwandlers mitgerissen werden. -

^ Sobald der Schirier 38 am unteren Snde der Kolonne 31 , durch Vielehe die Teilchen aufwärts strömen, geöffnet wird, ist der Druckunterschied zwischen dem fluidisierteii Bett 6 uim dem Eaum 17 so groß, daß sich in der Kolonne 31 ein G-asstrom ausbildet, dessen G-eschv/incli^keit _t,rößer ist, als die Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen, die in das Bett 18 ein-•■strÖmen. Der Raum oberhalb dieses Bettes .ist ausreichend bemessen und die Art der Zuführung der Teilehen in diesen er-

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folgt so., daß ein Mitreißen von Teilchen in den Kamin ausgeschlossen ist.

Die mögliche Druckdifferenz zwischen den beiden fluidisierten Betten ist also unmittelbar' von dem Höhenabstand, der die beiden Betten voneinander trennt, und der Dichte der 'Teilchen abhängig.

Bei einer in den Abbildungen nicht dargestellten abgeänderten Ausführungsform der Anlage ist es jedoch möglich", falls eine Verringerung dieser Höhendifferenz angestrebt wird oder erforderlich ist, die Kolonne 28, durch welche hindurch das Abwärtsströmen erfolgt, mit einem zweiten dem »Schieber 36 entsprechend ausgebildeten,jedoch höher als dieser angeordneten Schieber auszurüsten*. Durch diese beiden. Schieber-wird eine Schleuse gebildet, aie durch öffnen des oberen Schiebers, während der untere Schieber geschlossen ist, gefüllt wird und deren Inhalt durch Umkehr der vorherigen Stellung der Schieber, - Schließen des oberen und Öffnen des unteren Schiebers -

die-

entleert und/durch erneute Umkehr der Schieberstellungen wieder gefüllt werden kann. ■ . .

Um die Einleitung der Strömung zu ermöglichen, liegt die Zuleitung zu der Kolonne 28 unterhalb des Niveaus dea Bettes 18

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und ferner' die Zuleitung zu der Kolonne 31 unterhalt des ■oberen Fiveaus des Bettes 6« Um "bei der Entleerung des oberen Bettes 18 die Gefahr eines Mitreißens von Teilchen in die Abzugsleitung 25 zu verhindern, mündet die Öffnung 17 in horizontaler und tangentialer Kichtung in den Raum oberhalb dieses Bettes.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß sich bei diesem Strömungsvorgang zwischen den beiden Betten nur ein außerordentlich geringer Leckverlust der Gase, der weniger als 2 i» der gesamten hindurchströmenden Menge entspricht, ergibt.

• Die Verbrennungsgase gelangen durch die Leitung 25 in die Verdünnungsapparatur 67 mit einer Temperatur von größenordnungmäßig 200O⁰K. Sie strömen an ä.eia. von Kaltluft durchströmten oder jedenfalls verhältnismäßig kalten porösen Wandungen 68 entlang und werden hierbei verdünnt. Durch diese Verdünnung wird eine schroffe Kondensation des ionisierenden Stoffes, ohne daß er sich aber in festem Zustande auf den Wandungen absetzen könnte, weil diese ätändig von Kaltluft oder wenigstens verhältnismäßig kalter Luft durchströmt werden, bewirkt» Die ionisierenden Stoffe gehen durch die Kondensation sehr schnell in die feste Phase über, wodurch ihre korrodierende Wirkung, die vorhanden sein könnte, falls sie an

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irgendeiner Stelle -auf die Wandungen des Kanalisationssystems der -Anlage in flüssigem Zustande auf treffen, vernichtet ,wird.' Der Wiedergewonnene ionisierende Stoff wird darauf,gegebenenfalls nach Regenerierung, XK über die Leitung 70 in die Düse 8 eingeführt. Die Rauchgase werden durch den Kamin 71 abgeführt. -■.-.-'"■ v-

Die Regelung des Wärmeaustauschvorganges erfolgt durch entsprechende Einstellung der Schieber 36 und 38. Der durch seinen Motor 39 betätigte Schieber 38 ist geöffnet, um eine konstante !Temperatur des oberen fluidisiertes Bettes aufrechtzuerhalten. Der durch seinen Servomotor 37 betätigte Schieber 36 wird so eingestellt, daß das laveau des unteien fluidisierten Bettes 6 konstant gehalten wird. Auf diese Weise ergibt sich ein gleichmäßiger btrömungsvorgang, ohne daß Unterbrechungen r^glich sind. .:'.." . :

Da die aus dem G-ehäuse 8 austretenden Rauchgase Teilchen des ionisierenden Stoffes enthalten können, die sich bei unterhalb von 2OQO⁰E kondensieren könnten und das Vorhandensein solcher Kondensationsprodukte, die in hohem Maße korrodierend auf die wärmeisolierten Auskleidungen des Raumes 17 sowie der anschließenden Krümmer und ieuergaskanäle wirken könnten, unerwünscht ist, darf die Temperatur des Bettes 18 nickt auf

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unterhalb von 200O⁰E absinken» Die aus den Rauchgasen mit einer Temperatur von 250O⁰K und 2000⁰K wiedergewonnene Wärme

. wird auf das" fluidisierte Bett 6 durch die Luft,die vor ihrer.

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Einleitung über die leitung 1 durch rekuperator^ Wärmerückgewinnung aus den Rauchgasen auf die Temperatur von 100O⁰K vorerhitzt und die nunmehr von 100O⁰K auf 1800⁰K weiter erhitzt wurde, übertragen. Die der Vörerhitzung der Verbrennungsluft von ihrer Zuführung über die leitung 1 dienende " ■ " Anlage ist in den Abbildungen nicht dargestellte

Die Temperatur der zwischen den beiden Betten strömenden Teilchen schwankt also zwischen 2000⁰K und 180O⁰K. Hierdurch werden zu schroffe Wärmestöße vermieden. Solche Temperaturen liegen erheblich niedriger als die Umwandlungspunkte der üblichen feuerfesten Werkstoffe, die deshalb für die Innenausfütterringen verwendet wer den. können.

Als Material für die die fluidisierten Betten bildenden Teilchen, deren Durchmesser und Dichte die Abmessungen der Gesamtanordnung des Wärmeaustauschers bestimmen, weil,je größer die Teilchen sind, umso kleiner die Abmessungen der fluidisierten Betten werden, andererseits aber die Teilchen mit abnehmender Größe zerbrechlicher werden, kann Zirkon oder Magnesia in einer Korngröße von etwa 8 mm verwendet werden. Bei Verwendung dieser

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Stoffe ist die wärmeaustausch ende lläche ge obm der !Teilchen größer als 400 m und die lachrechnung ergibt, daß bei einer Dicke des fluidisierten Bettes von 0,80m die Temperaturen der Gase und der .Seilehen praktisch ausgeglichen werden können. -

In dem oberen fluidisierten Bett 18 wird durch die dort erfolgende intensive Umwälzung der !Teilchen eine praktisch; vollkommene Vergleichmäßigung der !Temperatur erzielt.Demzufolge steigt die !Temperatur der den Boden 19 und die Wandungen des Gehäuses 16 bildenden feuerfesten Werkstoffe nicht über 200O⁰K an, vrährend die Temperatur der Gase im Niveau der öffnung 20 größenordnungsmäßig 250O⁰K beträgt. Auch an diesen Stellen können also üblicher feuerfeste Werkstoffe verwendet werden»

Die gekühlte Umwälzvorrichtung 21 für das obere Bett 18, die auf ihrer Unterseite mit geneigten Schaufeln ausgerüstet ist, bewirkt ein Rotieren des fluidisierten Bettes 18, durch welches die Bildung von Kanälen oder von großen Blasen innerhalb derselben verhindert wird« Die Höhe dieser Schaufeln und deren länge sind dadurch bestimmt, daß im ^aIIe eines Stillstandes der Jkilage die !Teilehen des fluidisierten Bettes eine Böschung bilden müssen, aiii "es ausschließt, daß sie die Öffnung 20 erreichen. Oberhalb der Omwäxlis-orriöhtung 21 baut

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sich auf dieser ein fester Kegel 40 aus Teilchen auf, durch - welchen die Umwälzvorrichtung zusätzlich geschützt wird.

Da in das untere fluidisierte Bett 6 die Luft mit einer Temperatur von 1000⁰K eingeführt wird, besteht Tjorzugsweise die den Diffusor "bildende Scheidewand 6 au.s durchlässigem feuerfesten Werkstoff, der durch ein Metallgerippe getragen wird·

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Durch diese Ausbildung des Diffusors werden die Ti^ulenzerscheinungen verringert. Tn gewissen anderen Fällen, könnte auch das untere Bett in der gleichen Weise in Suspension verbracht werden, wie das für das obere Bett erfolgt.

In dem Baum, innerhalb dessen sich das untere Bett befindet, herrsahen hohe Drücke <> Es ist deshalb von Vorteil, seine Wandungen in nicht dargestellter Weise als Doppelmantel auszubilden, und durch den Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln ein Druckmedium hindurchzuleiten. Dieses Medium kann Kühlluft sein, über welche dann der Widerstand, den die Innenwandung den Druckbeanspruchungen entgegensetzt, auf die Außenwandung mit der- ■ Wirkung einer Verbesserung des Widerstandes dieser Wandung übertragen wird. Das ermöglicht es, das Gewicht des Gehäuses dieses

fluidisierten Bettes zu verringern und gegebenenfalls Wärme-.--..■" se

Verluste zu vermeiden, falls die/luft*dann in einer zweckentsprechenden Phase des Wärmekreislaufs des Sauerstoffträgers in diesen eingeleitet wird. .

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Die vorstehend "beschriebenen. Anordnungen ermöglichen wegen der einfachen Ubertragungsart und des kleinen Platzbedarfs des YfärmerückgeYfinnungssystems die Konstruktion von Einheiten von verhältnismäßig sehr hoher Leistung von gröjßenord™ nungsmäßig 1000 thermischen MW. Durch die vertikale Unordnung der Anlage können Verbindungsrauefekanäle und die diesen zugeordneten Schieber vermieden werden. Die in der färmerückgewinnungsanlage herrschenden !Temperaturen werden von üblichen feuerfesten Werkstoffen und Isolierstoffen ausgehalten. Die vergleichsweise geringen Temperaturunterschiede werden durch die die Betten bildenden Körner gut vertragen. Durch entsprechende Einstellung ist es möglich, leicht eine konstante Temperatur der zugeführten luft aufrechtzuerhalten.

Durch die Ausbildung der vorstehend beschriebenen Anlage werden also die beiden Hauptprobleme, die sich im Hinblick auf die 'Wirkungs,weise eines yMBD-G-enera/fcors ergeben, nämlich das der Erzielung der für den Betrieb eines solchen Genera- ' tors notwendigen hohen Temperaturen unter Verwendung von Brennstoffen und Bauerstoffträgern üblicher Art und das Sinsäen des den ionisierenden Stoff bildenden Plasmas in dem umwandler unter V/iedergewlnnung und Wiederverwendung desselben im Kreislauf bei gleichzeitiger Verringerung der korrodierenden Wirkungen, die sich sonst als Folge des Vör-

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handenseins solcher auf hoher !temperatur "befindlichen Stoffe · ■ in den Rauchgaskanälen ergeben, gelöst.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden Forrichtungen verwendet, welche es ermöglichen, "bei einem nach dem MHD-Prinzip arbeitenden Umwandler die gleichzeitige w'ärme- _ rückgewinnung und-lührung des ionisierenden Stoffea im Kreislauf ermöglichen.

In der schematischen Darstellung der Figur 2 ist mit 41 die" Düse eines vertikal angeordneten magnet-hydr ο dynamis chen ü-enerators bezeichnet. Die Rauchgase strömen aufeinanderfolgend durch zwei fluidisierte Betten 42 und 43» bevor sie bei 47 abgeführt werden. Die durch die leitung 48 zugeführte Verbrennungsluft durchströmt, bevor sie in den Brenner 46 eintritt, die beiden fluidisierten Betten 44 und 45·

> ■■ ' ■ ^: ■ ■' ^: -■■■. ' '^: '·: Die Gehäuse, welche die fluidisierten Betten enthalten »und die weiteren konstruktiven Einzelheiten des Umwandlers. sind ebenso ausgebildet, wie die vorher anhand der Fig. "1 besohriebenen und sind aus Vereinfachungsgründen in den Mg/.2 und 3 nicht dargestellt.

Im Falle dieser Ausführungsform der Erfindung fließen die

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UAO ORfGlNAu

Teilchen yon dem fluidisierten. Bett 43 in der Kolonne 49 nach dem fluidisierten Bett 42 abwärts₀ Die Eintrittsöffnung dieser Kolonne liegt im oberen Teil des fluidisierten Bettes 43 und ihre Austrittsöffnung in dem das fluidisiert© Bett 42 enthaltenden Gehäuse unterhalb des Niveaus dieses Bettes, Demzufolge ergießt sich der Überlauf des Bettes 43 in das Bett 42. Die im unteren Teil der Kolonne 49 befindlichen fluidisierten Teilchen gleichen den Druckunterschied zwischen der Zuleitung und der Austrittsleitung der Kolonne aus und begrenzen den Leckverlust an Rauchgasen.

Die in dem Bett 42 durch Wärmeaustausch mit den Rauchgasen wieder erhitzten Teilchen fließet durch die Kolonne 50 abwärts in das fluidisierte Bett 45. Die Zuleitung zu dieser Kolonne liegt im unteren Teil des das.fluidisierte·Bett 52 enthaltenden Gehäuses unterhalb desselben, sodaß die Kolonne gefüllt werden kann. Das Gewicht der in der Kolonne befindlichen Teilchen muß höher sein als die in aufsteigender Richtung wirkenden Druckkräfte. Zwecks Begrenzung der aufgegebenen Teilchen- I menge ist ein Schieber 5t vorgesehen.

Die Teilchen strömen darauf durch die Kolonne 52, dären Ausbildung insbesondere hinsichtlicher ihrer Zu- und Austritts- * leitung und ihres? lirkungewelee. genau die gleiche wie die der '

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Kolonne 49 ist, von dem fluidisierten Bett 45 nach dem unte-■ ren Bett 44«

Die in dem fluidisierten Sett 4 enthaltenen kalten Teilchen • gelangen über eine Kolonne 53 in das das Bett 43 enthaltende Gehäuse zurück. In dem ersten Teil 53a dieser Kolonne werden ^ die Teilchen in den fluidisierten Zustand in dichter Phase überführt. Darauf werden durch zusätzlich eingeleitete Preßluft die Teilchen in verdünnter Phase fluidisiert und in den oberen Teil der Kolonne 53 gefördert· Die Zufuhr dieser Preßluft erfolgt über die diese luft aus der Zuführungsleitung 48 entnehmende leitung 54 und wird durch einen Schieber 55 ■ gesteuert.

Der Umlauf der Teilchen.zwischen-den vier fluidisierten Betten 42, 43, 44, 45 wird also durch die Schieber 51 und 55 ge-" regelt. Durch diesen Umlauf der Teilchen wird es unter Berück- ; siehtigung der Menge an Hauchgasen und an Druckluft, um die

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es sich handelt, möglich, die Temperatur der fluidisierten Betten einzustellen.

Wenn mit To die Kondensationstemperatur des ionisierenden Stoffes, mit T^ die Temperatur des fluldiöierten Bettes, sowie mit Te die des fAuidisierten Bettes 45 bezeichnetwird, .

BADORiGiNAu

so kann, die Temperatur der .fluidisierten Betten so eingestellt werden, daß sich ergibt:

Unter wolchen Voraussetzungen kondensiert sich der in den Rauchgasen enthaltene ionisierende Stoff in dem.fluidisierten Bett 55 auf der sehr großen, zur Verfügung stehenden Oberfläche der Teilchen dieses Bettes. - .

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung wird ferner eine Kolonne 56 vorgesehen, die es ermöglicht, einen Teil der Teilchen des Bettes 43 nach dem Bett 45 im Nebenschluß zu leiten. Die Wirkungsweise und Unordnung dieser Kolonne ist analog der der. Kolonne 50. Die mit dem-ionisierenden Stoff bedeckten Teilchen können derart in. dem fluidisierten Bett 45 wiedererhitzt, der ionisierende Stoff hierdurch verdampft und wieder · in die Düse 41 eingeführt werden.

Die Beschickung der Kolonne 56 wird mittels eines Schiebers 57 so eingestellt, daß die für den Betrieb benötigte Menge an ionisierendem Stoff eingeführt wird. .

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Die vorstehend anhand von Fig. 2 beschriebene Anordnung weist « ^εακεϊι zwei Reihen aus je zwei fluidisierten Betten auf, jedoch ist es selbstverständlich möglich, die Anzahl dieser Betten, mit dem Ziele einer noch besseren Wärme wi ed ergewin-nung oder verbesserter Kondensation und folgender "Verdampfung des ionisierenden Bt off es bei einer besser geeigneten Tempe- * ratur, zu vergrößern, ohne daß hierdurch der Rahmen eier Erfin-~ dung verlassen wird·.

Palis infolge der Eigenschaften, und reziproken kennen der Flude,-"der Luft und der Rauchgase,—die 1'empera.turclifferenz

zwischen T~ und Tr- nicht ausreichend ist, um eine vollkommene y ο -

Kondensation „und Verdampfung des ion&isierenden Stoffes zu erreichen, kann das fluidisierte Bett auch durch von Wasser oder Dampf durchflossene Rohre gekühlt oder andererseits seine !Temperatur durch unmittelbares Einspritzen von flüssigem Brennstoff in dieses, der dann im Innern des Bettes verbrennt, erhöht werden.

Die oben anhand der Fig. 1 beschriebene Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf den Fall einer vertikalen Anordnung der Düse. Es kann jedoch aus Gründen einer möglichst guten Implantierung der ionisierenden Stoffe gegebenenfalls

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erwünscht sein, die Düse horizontal anzuordnen. Durch diese Anordnung kann der Preis der Tragkonstruktion erheblich verringert und auch das Problem der Wärnieausdehnung der gesamten Anordnung vereinfacht werden. -

In Pig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung gemäß der Erfindung.auf eine horizontal angeordnete MKD-Düse dargestellt. In dieser Figur sind deren der Figur 3 entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen unter Zusatz des Index: (') bezeichnet.

Auch im Falle dieser Ausführungsform der Anlage ist deren grundsätzliche Arbeitsweise die gleiche. Es wird lediglich ■ die Art des Fließens der Teilchen in den Kölionnen 50' und 56* geändert· Der vertikale untere Bereich dieser Kolonnen endet blind. Die Höhe dieses vertikalen Bereichs wird immer so bemessen, daß das Gewicht der darin enthaltenen Teilchen größer ist als der durch die ausströmende Luft ausgeübte Druck.

Die Kolonnen 50' und 56· sind an das das fluidisierte Bett 45' enthaltende Gehäuse über leitungen 58 und 59 angeschlossen. Die Teilchen werden in. verdünnter Phase in das Bett 45*

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durch Einblasen mittels treßluft bei 60 beziehungsweise .61 .eingeführt. Diese Anordnung ermöglicht den Verzicht auf jeden der Begrenzung der Menge an strömenden kalten Teilchen dienenden mechanischen Teil.

Die Preßluft wird unter einem 'Druck, der erheblich höher ist ^ als der des fluidisierten Bettes 45? durch eine Leitung 62 zugeführt. Die Menge der bei 60 und 61 in die Leitungen 58 und 59 eingeführten -^reßluft wird durch Schieber 63 und 64 geregelt, welche es gleichzeitig ermöglichen, die Mengen der den beiden Kolonnen.j>8 und 59 aufgegebenen Teilchen einzustellen.

Eine entsprechende Anordnung der Kolonnen ist auch bei der in Mg. 2 dargestellten vertikalen Anordnung der Düse möglich.

Hiermit kann der Vorteil verbunden seih, daß die in jixgmx die-™ ser Figur dargestellten Schieber 51 und 57 in Fortfall kommen

und der Höhenunterschied zwischen den fluidisierten Betten 42 ■ und 45 unabhängig von dem zwischen diesen Betten herrschenden Druckunterschied wird*

Gegenstand dfer Erfindung sind ferner auch Ausführungsformen der Diffusoren für die fluidisierten Betten, die bei den vorstehend anhand der Figuren 2 und 3 beschriebenen Anordnungen verwendet werden.

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Vom konstruktiven Gesichtspunkt aus sind diese Diffuseren, und zwar insbesondere die den fluidisierten Betten 42 und 43 zugeordneten die kompliziertesten S Teile der Anlage, weil die-Rauchgase in das Bett mit einer temperatur von

größenordnungsmäßig 23OG⁰G einströmen. Die nachstehend an-

ne ' - ■ hand, der ]?ig. 5 besehriebe/Ausführungsform eines solchen Diffusors ist besonders im Balle einer horizontalen Anordnung der Düse, geeignet. -..-■'

Die Düse T von quaderförmigem Querschnitt ist in diesem lalle mit dem zylindrischen Gehäuse E, welches das fluidisierte Bett L ]? enthält, über ein sich erweiterndes Verbindungsstück R verbunden, dessen Ausbildung deutlich aus Pig* 5 ersichtlich ist. Der untere '!!eil des fluidisierten Bettes L-J¹. besteht aus einem Gitterwerk B aus feuerfesten Steinen, die so ,angeordnet sind,.daß·· durch diesses' Gitterv/erk die Gasströme in Fäden verteilt xSH.homogener Weise in vertikaler Richtung, in .der in lig» 4 durch die Pf.eile angedeuteten Weise» auf· die gesamte Oberfläche des fluidisie_rten Bettes auf strömen.

Dieses Gitterv/erk ist durch ein Bett M aus körnigem feuerfesten Stoffen, deren Korngrößenverteilung nach dem oberen.. Teil des fluidisierten Bettes £ F hin'abnimmt, abgedeckt.. , Die Abmessungen auch der feinsten Teilchen diese9köH3p.gen ·

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Materials/sind jedoch solche, daß diese nicht zusammen mit dem Material, aus welchem das fluidisierte Bett selbst besteht, fluidisiert werden können.

Auf diese Weise erfolgt eine einwandfreie Verteilung des Gases mittels einer außerordentlich robusten Konstruktion· Das feste Bett M aus körnigen feuerfesten Stoffen, dessen Korngröße von unten nach oben abnimmt, hält im Falle eines Stillsetzens der Anlage die fluidisierten Teilchen zurück·

Aus der vorstehenden Beschreibung ergeben sich als die wesentlichsten .-Vorteile' 'des Verfahrens und der Anlage gemäß der Erfindung die folgenden:

Durch die große Wärmeaustauschfläche der ständig in fluidisiertem Zustande befindlichen Teilchen ergibt sich eine sehr platzsparende Bauart des· Austauschefs.

Es kann eine sehr hohe Temperatur der wiedererhitzen Luft erreicht und diese konstant aufrechterhalten werden.

Die Anordnung der fluidisierten Betten ermöglicht es, auf Peuerzüge, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, zu verzichten. ... >■".■""

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SAD ORIGINAL

Bei den neuen Rekuperatorionssystemen sind Schieber zum Btillsetzen und zur Umkehr der Strö'mungsrichtung sowohl für die Rauchgase wie für die-Wiedererhitzurigsluft nicht erforderlich« ·

Der ionisierende Stoff wird in die Düse des MHD-Umwandlers in denkbar einfacher V/eise unter geringstem Wärmeyerlust im Kreislauf eingeführt. :

Selbstverständlich ist die,Erfindung nicht auf die verschiedenen vorstehend beschriebenen und in den Abbildungen veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt, die nur alä Beispiele anzusehen sind, denen gegenüber Änderungen in der verschiedensten Richtung möglich sind, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen«

Patentansprüche:

Claims (1)

1. ■ Patentsnsprüohe;

   ©Verfahren zur Wärmewiedergewinnung und Abtrennung des die '. . Verbrennungsgase ionisierenden Stoffes in Verbrennungsanlagen, insbesondere solchen von Generatoren für elektrischen Strom auf magnet-hydrοdynamischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem abgangsseitig der Verbrennungsanlage angeordneten fluidisierten Bett die Wärme der Ver- bfennungsprodukte entnommen wird, . ind.em die dieses erste

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   Bett bildenden Teilchen nach einem zweiten eingangsseitig

   der Anlage angeordneten Bett überführt werden, OEQBi durch dieses zweite Bett wenigstens ein ffieil des gasförmigen Sauerstoffträgers hindurohgeleitet wird und die das zweite Bett bildenden Teilchen in das erste Bett zurückgefördert werden, • wobei die Abscheidung des ionisierenden Stoffes aujö den Verbrennungsgasen, falls dieser zusammen mit.den Verbrennungsgasen einen Stoff bildet, der in flüssiger Phase korrodierend auf feuerfeste Körper wirkt, abgangsseitig des er- w sten fluidisierten Bettes durch eine so schnelle Abschreckung dieses Stoffes, daß dieser praktisch augenblicklich aus dem ■ gasförmigen in den festen, vorzugsweisepulverförmigen Zustand überführt wßjs&axK, erfolgt und dieser pulverförmige Stoff anschließend in einem Zyklö.n ader einer anderen Abscheidevorrichtung von den leuergasen getrennt wird» ;

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   2« Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Rücktransport der das erste fluidisiert© " ,Bett bildenden Teilchen nach diesem kontinuierlich erfolgt·

   3c Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Teilchen auf einem Bereich ihres Weges in dichter Phase unter der Wirkung der Schwerkraft und auf einem anderen Bereich des Weges in verdünnter Phase durch ein Trägergas bewirkt wird,

   4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus dem Inneren der fluidisiertes Betten entnommen und den Betten durch Auftragen auf ihre obere Flache wieder übergeben werden«

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Teilchen für die Beschickung des heißesten Bettes in Abhängigkeit von dessen Temperatur und der für die Beschickung des kältesten Bettes in Abhängigkeit von dessen Niveau gesteuert wird·

   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen' 1 bis 5f insbesondere als Wärmerückgewinnungsanlage

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   von magnet-hydrodynamischen Stromerzeugern, gekennzeichnet durch miteinander durch Kanäle oder Kolonnen für die kontinuierliche Zirkulation der sie "bildenden Teilchen und die Führung des ionisierenden Stoffes im Kreislauf verbundene fluidisierte Betten und für das Zurückführen des ionisierenden Stoffes nach seiner unter Vermeidung der Korrosionsgefa.hr vorzugsweise durch Kühlung mittels verdünnter Verbrennungsgase durch ein verhältnismäßig kaltes Medium erfolgten Trennung von den Restrauchgasen. ·

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unter vertikaler Anordnung der Verbrennungsvorrichtung diese oberhalb eines fluidisierten Bettes, durch welches hindurch der Sauerstoffträger gugeführt wird und oberhalb der Verbrennungsvorrichtung ein diese überlagerndes fluidisiertes Bett angeordnet ist, durch welches hindurch die Abführung der Verbrennungsprodukte erfolgt und diese beiden Betten miteinander durch ein Paar von Kolonnen verbunden sind, deren eine in abwärtiger Richtung arbeitend im ihrem unteren Teil oder einem diesem benachbarten Bereich ebenso wie die zweite aufsteigend arbeitende Kolonne mit einem •verstellbaren Schieber ausgerüstet Ist.

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   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die absteigend arbeitende Kolonne mit zwei abv/echselnd betätigten eine Schleuse bildenden Schiebern ausgerüstet ist.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise gekühlte mit geneigten Schaufeln ausgerüstete Umwälzvorrichtung, über die die das obere fluidisierte Bett bildenden teilchen diesem zugeführt und in Rotation versetzt werden. ·

   1 O.Vorrichtung nach den Ansprüchen β und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile der Schieber gekühlt sind.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß it& die aufsteigend arbeitende Kolonne an eine Zuleitung für das Aufwärtsströmen der Teilchen in dieser nach dem obe-'

   ende ren fluidisierten Bett unterstütz/ Preßluft angeschlossen

   ist*

   12» Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eins der die fluidisierten Betten aufnehmenden ©ahäuss doppelwandig ausgebildet ist und der Dopp©la®K.t®l voa einem unter Druck stehenden Medium, das insbescmcler© 'JJsil des Sauerstoffträgers i©t_f durchströmt wircU

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   13. "Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verdünnung der Verbrennungsprodukte durch ein kaltes oder verhältnismäßig'kaltes Medium aus einem tauchkanal mit durchlässigen feuerfesten Wandungen besteht, längs deren die mit dem ionisierenden Stoff.beladenen Verbrennungsprodukte strömen und durch welche das kalte oder verhältnismäßig kalte Medium, durch dessen Wir-• kung diese Stoffe unmittelbar aus dem gasförmigen in den ■ festen nicht mehr korrodierend v/irkenden Zustand unter Vermeidung ihres Anklebens an den Wandungen verbracht werden, hindurchgeblasen wird.

   14· Verfahren zur gleichzeitigen Wärmerückgewinnung und zum Führen des ionisierenden·Stoffes für den Betrieb eines magnet-hydrodynamischen Stromerzeugers im Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer ersten Reihe von fluidisierten. Betten, die abgangsseitig der Düse des XJmwandlers liegen, die Wärme der Verbrennungaprodukte entnommen wird, indem, die die fluidisierten Betten dieser ersten Reihe" von solchen bildenden Teilehen nach einer zweiten Reihe von fluidisierten Betten, die eintrittsseitig. der Düse vor dem Brenner angeordnet sind_s überführt werden, die ■■ Yerbrenaiiagsluft vor ihrem Eintritt ia äen Breaker durch • öi© fluidisiertes! Betten dieser sweitea Hsih© vosi solchen-

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   hindurchgeleitet wird und die die fluid.isie.rten Betten der zweiten Reihe von solchen bildenden Teilchen in die _ fluidisieren Betten der ersten Reihe überführt werden, ■ wobei gleichzeitig mit dieser Wärmerückgewinnung der ionisierende Stoff in einem der fluidisierten Betten der ersten

   Reihe von solchen kondensiert und dann in eins der fluidics/
   sierten Betten der zweiten Bähe von solchen überführt wird, wo er sich wieder erhitzt, verdampft und erneut in die Düse eingeführt wird. · -

   15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, mit einer ersten abgangsseitig der Düse des Umwandlers

   dieser

   und einer zweiten eingangssei tig *scbc Düse vor dem Brenner angeordneten Reihe von fluidisierten Betten, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reihe der.fluidisierten Betten aus zwei vertikal in verschiedenen Höhenlagen angeordneten fluidisierten Betten und die zweite Reihe von solchen aus zwei in analoger Weise 'wie- die der ersten Reihe ange-. ordneten fluidisierten Betten besteht, wobei der Umlauf der Teilchen zwischen äen verschiedenen Betten in abfallender Richtung durch die Wirkung der Schwerkraft und in aufsteigender Richtung durch Zuführung von Preßluft in durch einen bchieber gesteuerter Weise bewirkt wird.

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   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung, der absteigend arbeitenden Kolonne für den Transport der Teilchen zwischen den oberen und den unteren fluidisierten Betten im ooeren Teil des das fluidisierte Bett enthaltenden'Gehäuses und ihre Austragsseite unterhalb des Niveaus des unteren Bettes liegt, wobei die im ^ unteren Bereich dieser Kolonne befindlichen fluidisierten Teilchen den Druckunterschied zwischen der Zuleitung und der Ableitung dieser Kolonne unter Begrenzung der Leckverluste an Rauchgasen ausgleichen.

   17· Vorrichtung nach Anspruch 15/ dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung der Kolonne für den Umlauf der Teilchen zwischen dem unteren fluidisierten Bett der ersten Reihe und dem oberen fluidisierten Bett der zweiten Reihe von solchen unterhalb des Niveaus des unteren Bettes und ihre Austrittsöffnung oberhalb des Niveaus des oberen Bettes liegt und die Kolonne mit einem verstellbaren ^Schieber

   zur Einstellung der Menge der hindurehströmen-

   den Teilchen ausgerüstet ist.

   18« Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Forderung der Teilchen von dem oberen fluidisierten

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   Bett der zweiten Reihe von solchen nach dem zugeordneten unteren Bett dieser Reihe eine Kolonne von gleicher Ausbildung und Wirkung wie der die Gehäuse, welche die fluidisierten Betten der ersten Reihe enthalten, miteinander verbindenden Kolonne vorgesehen ist.

   19. "Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Kolonne zur Überführung des auf den leuchen des oberen Bettes der ersten Reihe kondensierten ionisierenden Stoffes in das Gehäuse des oberen fluldisierten Bettes der zweiten Reihe, in welchem er sich wieder erhitzt und verdampft wird, und die mit einem Schieber ausgerüstet 1st, durch den die Teilchenmenge auf die für die Ionisierung der Rauchgase ausreichende Menge eingestellt wird.

   2Oe An eine horizontal angeordnete Düse angepaßte Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Enden der vertikalen Bereiche der Kolonne für den Umlauf der Teilchen zwischen den fluidiäierten Betten'der ersten Reihe und dem zugeordneten oberen fluidisierten Bett der zweiten Reihe miteinander über Be-• reiche, verbunden sind, duroia welche hindurch die leilolien : la verdünnter Phase durah eingeblasene Preßluft gefördert werden· . ■. , . "

   β Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 13 und 15 "bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der fluidisierten Betten aus einem Gitterwerk, aus feuerfesten Steinen besteht", durch welches die Gas ströme in vertikaler Richtung homogen auf die gesamte Fläche des Bettes verteilt werden und das durch ein Bett aus körnigen feuerfesten Stoffen abgedeckt ist, dessen Korngrößenverteiä lung naoh dem oberen Teil des Bettes hin abnimmt«

   22« Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der feinsten Teilchen des Bettes aus körnigen feuerfesten Stoffen so bemessen sind, daß diese nicht zusammen mit den Teilchen, aus welchen das fluidisierte Bett selbst besteht, fluidisieribar sind.

   25. "Verfahren naoh Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß, falls unter Berücksichtigung der Eigenschaften und der Mengenverhältnisse der IPluäe, das heißt, der Luft und der Rauchgas©₉das Gefälle zwischen der Temperatur dea oberen fluidisiert®!! Bettes der ersten Reihe und der des oberen. fluidisiertes. Bettes der zweiten Reih© nicht für eine vollkommene Kondensation und- Wi@d©CT@rdampfeng des ioni~

   ausreicht5 das obs-^s fltaiclisierte B@tt

   der ersten Reihe von solchen durch von Dampf oder von Wasser durchströmte Röhren gekühlt wird» -

   24-0 Verfahrennach Anspruch 14, dadurch, gekennzeichnet, daß die Temperatur des oberen fluidisierten Bettes der zweiten Reihe von solchen durch unmittelbares Einspritzen von flüssigem Brennstoff in dieses und dessen Verbrennung im Körper des fluidisierten Bettes gesteigert wirdo

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