DE1667058C3 - Vorrichtung zur Erzeugung eines FlieBbettes aus festen Teilchen - Google Patents

Description

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eine Vorrichtung zum Waschen von Sand. Ober die den hinter den öffnungen befindlichen Zonen ungleich-Verwendung von Gasen zur Behandlung der körnigen mäßig verteilt, wobei die Zonen auf der Rückseite der Stoffe finden sich keine Hinweise. Ferner ist über eine öffnungen eine unzureichende Menge an Verwirbe-Verwirbelung der körnigen Stoffe nichts gesagt. Daß lungsmedium erhalten. Diese Schwierigkeit kann dadie Anwendung des aus übereinanderliegenden Platten 5 durch umgangen werden, daß man die Stufensätze in gebildeten Verteilerbodens nach dieser Patentschrift abwechselnden Richtungen anordnet; in diesem Fall auf Wirbelschichtreaktoren nicht nahelag, ergibt sich stören sich jedoch die aus den benachbarten Löcherauch daraus, daß die behandelten körnigen Feststoffe reihen diagonal zueinander auströmenden Gase gegendiskontinuierlich entleert werden. Demnach haben die seitig. Durch kurze vertikale Trennwände zwischen geneigten Plattenböden auch nur den Zweck, in Ver- io den Stufensätzen werden diese Störungen jedoch verbindung mit der Aufwärtsströmung der Flüssigkeit mindert.

ein selbsttätiges Abwärtsfließen der körnigen Stoffe zu In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der

bewirken. Erfindung erläutert. Es zeigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Fig. 1 und 3 Schnitte durch die Achse von zylin-

Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu besei- *5 drischen Gefäßen mit Fließbetten und

tigen, insbesondere eine möglichst Lomogene Ver- Fig. 2 und 4 Perspektivansichten des Verteiler-

wirbelung ohne Verstopfung der öffnungen des Ver- bodens, der in den Gefäßen nach Fig. 1 bzw. 3 ver-

teilerbodens zu erzielen. wendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung In Fig. 1 sind zwei diametral einander gegenuberder eingangs definierten Gattung, die dadurch gekenn- »° liegende aufsteigende Flächen 10 mit Einleitungsoft-

zeichnet ist, daß der Verteilerboden als mehrstufiger nungen 12 für das Verwirbelungsmedium erkennbar.

Boden mit Einleitungsöffnungen für das Verwirbe- Das Teilchenbett 13 wird im F!leßzustand gehalten,

lungsmedium in den aufsteigenden Flächen der Stufen indem ein Verwirbelungsmedium durch die Öffnungen

ausgebildet ist. 12 geleitet wird; das Bett befindet sich in einem ver-Im Betrieb geht das Verwirbelungsmedium durch »5 tikalen Zylinder 14, dessen geneigte Wände 15 undί 16

die öffnungen in den aufsteigenden Flächen der Stufen auf den am unteren Ende angeordneten Verteilerboden

und quer zu den »Trittflächen«, so daß feste leuchen zulaufen. Ein zentrales Rohr 17 ist als Leitung zum

von den Trittflächen in die Verwirbelungszone hinaus- Transport der verwirbelten Feststoffe in das Bett bzw.

geblasen werden. aus dem Bett vorgesehen.

Die Stufen können radial von einem gemeinsamen 3<> Das Rohr 17 ist ein nicht unbedingt notwendiges

Zentrum ausgehen, wobei der Verteilerboden kreis- Merkmai. Wird es verwendet, so braucht es ment

förmig ist. Vorzugsweise hat der Verteilerboden die koaxial im Gefäß mit dem Fließbett angeordnet zu

Form eines Ringes, wobei die aufstehenden Flächen sein. Wird eine Anzahl von übereinanderliegenden

der Stufen in die gleiche Umlfangsrichtung zeigen. Verteilerboden verwendet, z. B. in Gegenstromsyste-Dadurch wird beim seitlichen Einblasen des Verwirbe- 35 men zum Zusammenbringen von verwirbelten r-esi-

lunesmediums der untere Teil des Fließbettes in eine stoffen mit Gas, so sind die Leitungen gestaffelt, sou

wirbelnde Kreisbewegung versetzt. Die Stufen können aber das Rohr 17 zentral durch die Ringanordnung

sägezahnförmig sein und in einer gemeinsamen hori- hindurchgehen, so kann der untere 1 eil des Konres

»nuten Ebene liegen. unterhalb der Verbindung mit der R.nganordnung von Die aufsteigenden Flächen der Stufen steigen zweck- 40 der Mittellinie weggebogen sein, so daß die natn unien

mäßig steil an, und sind vorzugsweise vertikal oder gehenden Feststoffe auf eine Seite des Bettes unternaiD

sogar unterschnitten, um zu verhindern, daß Teilchen der Ringanordnung gelangen.

aus dem Fließbett durch die Öffnungen in den auf- Fig. 2 zeigt einen ringförmigen Verteilerboden m t steigenden Flächen hindurchgehen, wenn man das 16 Stufen. Die Stufen bestehen aus vertikalen, aui-Bett auf den Verteilerboden absacken läßt. Die Tritt- 45 steigenden Flächen 10, die in Gegenrichtung zum Uhrflächen der Stufen steigen, ausgehend von der Basis zeigersinn zeigen, und leicht geneigten 1 ntttlacnenii. der aufsteigenden Flächen, vorzugsweise leicht nach Jede aufsteigende Fläche enthalt drei durcr,ι den ver- _{obcn an}. ^B teilerboden gehende Einleitungsöffnungen 12 fur das Falls gewünscht, kann man die Neigung der festen Verwirbelungsmedium. _r ,-„ ,i „;, .i„_fm Teilchen, in Vertiefungen zu nahe an den öffnungen 5<> Fig. 3 zeigt ein zylindrisches^Ge aß ""¹I¹JIf*" der aufsteigenden Flächen zu fallen, dadurch vermin- kreisförmigen Verte.lerboden, über dem,si ch dlas leii dem, daß die Trittflächen der Stufen über die auf- chenbett 13 befindet. Der kreisförmige Verte lerboden steigenden Flächen hinausragen. Vorteilhafterweise ist in Fig. 4 im einzelnen dargestellt Die 16JsUlen können zum gleichen Zweck die Wände der aufsteigen- gehen radial vom Zentrum aus. j^ed* f jj"^_n ^d„ den Flächen, durch die die öffnungen für das Verwirbe- 55 steigende Fläche 10 enthalt eine Anzahl Of Jnungen IZ lungsmedium hindurchgehen, so dick sein, daß die beispielsweise 12 Öffnungen, obgleich '^{n den bei}P^en öffnungen Tunnel bilden, deren Länge größer als ihr aufsteigenden Flächen 10 von Fig. 3 der E.nfachheit Durchmesser, z. B. zwei- bis viermal so groß, ist. Der halber nur 7 eingezeichnet sind. Verteilerboden ist vorzugsweise im allgemeinen kreis- Die konische Anordnung von Fig. 1 wird der na förmig, wenn er für ein zylindrisches Reaktionsgefäß *. chen Anordnung von Fig. 3 vorgewogen wenn man das verwendet wird; er kann jedoch auch andere Formen Rohr 17 verwenden will, daι in 1Folge der hoheren einnehmen, z. B. kann er elliptisch sein. Geschwindigkeiten im kon.se hen ™ ™J^er|^^h™ Es sind auch andere Anordnungen eines stufenför- der Geschwindigkeit im ^{a ber} g^ _{d rt} migen Verteilerbodens möglich. Beispielsweise können Stau in der Nahe des Rohres 17 leichter verhindert die Stufen des Verteilerbodens linear in Sätzen oder ⁶5 wird.

Streifen angeordnet sein. Werden diese Streifen so Es ist leicht zu erkennen, w em,Hilfe des ange

gelegt, daß sie alle in die gleiche Richtung zeigen, so gebenen Verteilerbodens die ^'^^"!„^^

wird das Verwirbelungsmedium zwischen den vor und nik auftretenden Schwierigkeiten überwunden werden.

Die Eintrittsöffnungen 12 befinden sich in einer ver- Trittflächen und aufsteigende

tikalen oder fast vertikalen Fläche, die unterschnitten Flächen: Anzahl je 16, Breite 2,5 cm

sein kann, so daß die Teilchen praktisch nicht mehr in Höhe der aufsteigenden Flächen .... 9,5 mm

die öffnungen eintreten können. Das Verwirbelungs- öffnungen:

medium bläst die Feststoffe von den Trittflächen und 5 Anzahl je aufsteigender Fläche 3

verhindert weiterhin, daß die Teilchen in die Vertiefung Abstand der Mittelpunkte 6,4 mm

fallen, die durch die anschließende aufsteigende Fläche Durchmesser 2,5 mm

und die Trittfläche gebildet wird. Ist das Bett abge- r» au . j j ι ι · λ t ■ λ

sackt, so kann die Verwirbelung leicht wieder aufge- _.P?^{r Abs}t^a"^{d des} Innenkreises der aufsteigenden

nommen werden. « fachen und der Tnttflachen von der Achse der Em-

Die Vorrichtung kann für jedes geeignete Fließbett- ^he"^en ^rug etwa 8,9 «n·

system angewendet werden. Die Verwendung der Vor- , °^ie. Vorrichtung.wurde zur Verwirbelung von Halbrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn man ein Zu- ^{koks In einem}, ^ "^rt einer statischen Tiefe von mssammenbacken des Bettes vermeiden will, da insbe- gesamt etwa 4,9 m die sich be. der Verwirbelung auf sondere die Ausbildung von statischen Zonen verhin- 15 *^wa *>? ^m _A ^roBerte, ^wendet. Der Halbkoks dert wird. Beispiele für Verfahren, bei denen diese hatte folgende Korngroßeverteilung(Gewichtsprozent): Gefahr besteht, die mit Hilfe der Vorrichtung gemäß _>q 422 mm 1 85 der Erfindung überwunden werden kann, sind die _<0;_{422 mm und>0 2}i \'^mY. YY.'.'.'. 21,65

Dehydrierung von gepulverter Kohle und die _{<0 2},1 _{mm und>0},152 mm 22,3

Dehydrierung von Rohpetroleum in Gegenwart »o _{2 mm und > mm}

eines Koks-Fließbettes. <0,104 mm und >0,076 mm 11,95

Es wurde eine Vorrichtung konstruiert wie sei im _{<Q Q76 mm und >Q Q53 mm} ,, ₉₅

allgemeinen in Fig. 1 beschrieben ist, bei der der Ver- _<q q^ _mm .^g

teilerboden aus Metall und der Rest aus einem Acryl- ' -—^~

harz bestand. »5 ^ιυυ>°

Das Bett wurde mit Luft von Atmosphärendruck bei

Gesamtdurchmesser des Gefäßes 14 .28,6 cm einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 5,95 bis

Tiefe der kegelförmigen 17,7 m³/h in den Fließzustand versetzt. Das Bett wai

Teile 15,16 28 cm gleichmäßig verwirbelt und enthielt keine statische

Durchmesser des Rohres 17 10,5 cm 30 Zone. Die Blasenbildung war minimal.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

.0 gesetzt werden kann. Besonders unbequem und störend Patentansprüche- ist es, daß sich feste, verwirbelbare Teilchen im Wind kasten unterhalb der Siebplatte befinden.

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Fließbettes Pröse Sinterplatten haben andererseits den Nachteil, aus festen Teilchen, mit einer Kammer für die zu 5 daß sie durch zufällig im Verwirbelungsmed.um vorverwirbelnden Teilchen und einem Verteilerboden handene kleine Teilchen leicht verstopft werden.

mit Einrichtungen zum Einleiten des Verwirbe- Konische Zuleitungen ohne Siebplatten haben den

lungsmediums in seitlicher Richtung, dadurch Nachteil, daß große Blasen in das Bett eintreten, wogekennzeichnet, daß der Verteilerboden durch eine schlechte Vermischung des Verwirbelungsals mehrstufiger Boden mit Einleitungsöffnungen io mediums mit den festen Teilchen erzie4t wird. Durch (12) für das Verwirbelungsmedium in den auf- die nach dem Aufhörer, der Verwirbelung zurücksteigenden Flächen (10) der Stufen ausgebildet ist. strömenden Feststoffe werden sie leicht verstopft. Sie

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gc- können auch zur Kanalbildung des Verwirbelungskennzeicbnet, daß der Verteilerboden die Form mediums Anlaß geben, was zu einer schlechten Berüheines Ringes hat und die aufsteigenden Flächen der >5 rung zwischen dem Verwirbelungsmedium und den Stufen in die gleiche Umfangsrichtung zeigen. Feststoffen führt. In die konischen Zuleitungen einge-

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch ge- baute SiebpJatten haben die bereits geschilderten Nachkennzeichnet, daß die Stufen linear in Sätzen an- teile.

geordnet sind. Bei gewissen bekannten Verteilerböden sind Ring-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- *° platten vorgesehen, die durch kreisförmige Spalte zum kennzeichnet, daß die Stufensätze in abwechselnden Durchtritt von Gas voneinander getrennt sind, wobei Richtungen angeordnet sind. diese Platten gegebenenfalls in verschiedenen Ebenen

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- angeordnet sind. Einrichtungen nach Art der Glockenkennzeichnet, daß die Siufensätze durch vertikale boden wurden ebenfalls bereits verwendet, um die Trennwände getrennt sind. »5 Rückströmung der Feststoffe zu verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch I bis 5, dadurch Aus der deutschen Patentschrift 9 68 961 ist eine gekennzeichnet, daß die Stufen sägezahnförmig Wirbelschichtreaktionskammer bekannt, bei der Einsind alle in einer gemeinsamen horizontalen Ebene richtungen oberhalb der Gasdurchlaßlöcher der Bodenliegen, platte angeordnet sind, durch die das Verwirbelungs-

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch 3o medium durch waagrecht gerichtete Gasauslässe in die gekennzeichnet, daß die Trittflächen (11) der Stufen Reaktionskammer eingeleitet werden kann. Durch die über die aufsteigenden Flächen (10) hinausragen. waagrechte Anordnung der Gasauslässe wird zwar ein

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch Zurückrieseln der festen Teilchen in den Windkasten gekennzeichnet, daß die Trit»f lachen (11) der Stufen verhindert, wenn der Gasstrom abgeschaltet wird; da ausgehend von der Basis der aufsteigenden Flächen 35 aber die Gasauslässe in einem gewissen Abstand zur (10) leicht nach oben ansteigen. Bodenplatte angeordnet sind, wird das unterhalb der

Gasauslässe befindliche Material nicht verwirbelt, und es entstehen tote Räume. Ferner sind die genannten

Einrichtungen pilzförmig ausgebildet, und die Gas-

40 strahlen strömen radial von den Pilzen weg. An den Stellen, an denen zwei Gasstrahlen zwischen zwei PiI-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeu- zen zusammentreffen, ist die result^;erende Aufwärtsgung eines Fließbettes aus festen Teilchen, mit einer strömung viel stärker als unmittelbar über den Pilzen. Kammer für die zu verwirbelnden Teilchen und einem Über den Pilzen befindet sich also eine stagnierende Verteilerboden mit Einrichtungen zum Einleiten des 45 Zone, während zwischen den Pilzen eine starke Auf-Verwirbelungsmediums in seitlicher Richtung. wärtsströmung stattfindet, die zu einem Stoßen des

Zur Einleitung eines Verwirbelungsmediums in ein Fließbettes führen kann.

Fließbett sind z. B. Lochplatten oder poröse Sinter- Die deutsche Patentschrift 9 74 542 betrifft eine Vorplatten bekannt. richtung zum Behandeln von Feststoffen mit Gasen in

Lochplatten, die einen großen Teil des Querschnitts 5° der Wirbelschicht. Die Einrichtungen zum Einleiten des Bettes einnehmen, müssen eine große Anzahl von des Verwirbelungsmediums in seitlicher Richtung beLöchern haben, die, wenn sie nicht sehr klein sind, stehen in diesem Fall aus pilzförmigen Abdeckorganen eine zu geringe Druckdifferenz quer zur Platte ergeben. mit seitlichen Auslaßöffnungen, die dicht über der Die Gasverteilung wird dann leicht ungleichmäßig; im Bodenplatte liegen. Hierbei gibt es zwar keine stagnie-Fließbett dicht oberhalb der Platte können sich sta- 55 renden Zonen wie zwischen den Gasauslässen und der tische Zonen bilden, in denen nur eine geringe oder Bodenplatte nach der deutschen Patentschrift 9 68 961, überhaupt keine Verwirbelung stattfindet, so daß die aber die Gasverteilung ist immerhin noch ziemlich Gasströmung behindert und die Verteilung noch weiter ungleichmäßig. Die Teilströme der verschiedenen pilzverschlechtert wird. förmigen Abdeckorgane werden se geführt, daß turbu-

Sehr kleine Löcher verstopfen dagegen leicht und ^6o lente Zonen zwischen den einzelnen Pilzen gebildet können an ihren Rändern erodiert werden,, so daß sie werden. Oberhalb der Pilze dagegen stagnieren die sich vergrößern. Besonders leicht verstopfen Sieb- Teilchen des Fließbettes. Auch zwischen den Wirbeln platten, da die Teilchen in die Löcher fallen, wenn die findet eine Stagnation der Teilchen statt, da sich die Gasströmung durch die Löcher unzureichend ist oder gegenläufigen Tangentialströme in ihrer Wirkung aufwenn das Bett bei einer sehr ungleichmäßigen Ver- ⁶S heben.

wirbelung stark stößt. Diese Schwierigkeit ist beson- Die deutsche Patentschrift 9 45 923 bezieht sich auf

ders groß, wenn das Fließbett absackt oder statisch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung wird, da die Verwirbelung nur schwer wieder in Gang körniger Stoffe mit F'üssigkeiten, insbesondere auf