DE1717153B2 - Wirbelschichtreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung feiner Feststoffteilchen nach dem Wirbelschichtverfahren, die aus mehreren übereinander angeordneten und durch Überführungsrohre miteinander in Verbindung stehenden Vorheizkammern besteht, deren unterste einen Windkasten aufweist und deren Gasverteilungsplatten geradlinig durchlaufende öffnungen besitzen und die ferner eine Calcinier- und eine mit einem Windkastenverschluß versehene Kühlkammern, ferner eine Einrichtung zum Überführen der vorerhitzten Feststoffe in die Calcinierkammer sowie einen Zyklonabscheider aufweist, dessen Einlaß an die Calcinierkammer und dessen Gasaustrittsrohr an den Windkasten der Vorheizkammer angeschlossen ist.

Eine Wirbelschichtvorrichtung dieser Art ist in der DT-AS 1 066 546 beschrieben. Sie dient in erster Linie zur Vorwärmung von Feststoffen, wie feinteiligem Eisenerz für die Reduktion in der darunterliegenden Calcinierkammer. Die sämtlichen Wirbelschichtkammern für Vorheizung, Calcinierung und Kühlung sind einschließlich der beiden Windkästen senkrecht übereinander in einer Kolonne angeordnet, während der Zyklonabscheider seitlich angebracht und mit der Calcinierkammer einerseits und dem Windkasten der untersten Vorheizkammer andererseits über annähernd horizontale Rohre angeschlossen ist.

Bei der ebenfalls für die Reduktion von Eisenerz bestimmten Wirbelschichtvorrichtung nach der DT-AS 1 088 032 liegen wiederum die Wirbelschichtkammern für die verschiedenen Behandlungsstufen mit ihren Windkästen senkrecht übereinander, während Zyklone im freien Raum der unteren Wirbelschichtkammer seitlieh versetzt gegenüber der Überführungsleitung zwischen den Kammern angeordnet sind.

Wenn ein Wirbeschichtreaktor zur Behandlung von zur Krustenbildung neigenden Materialien, wie Kalkstein oder Phosphatgestein betrieben werden soll, so führen die aus der Calcinierkammer durch das Aufströmgas mitgerissenen feinen Teilchen zur Verstopfung der Öffnungen in der Gasverteilungsplaite der untersten Vorheizkammer. Zwar läßt sich diese Schwierigkeit verringern, wem in dieser Gasverteilungsplatte geradlinig durchlaufende Öffnungen angebracht werden; jedoch ergibt sich dann ein anderes Problem, da die Feststoffteilchen von der Vorheizkammer in den zwischengeschalteten Windkasten immer dann gelangen, wenn der Wirbelschichtreaktor stillgelegt wird. Dies erforderte häufiges Reinigen dieses Windkastens von Hand, was Zeit beansprucht, aufwendig ist und eine sehr unangenehme Aufgabe darstellt. Außerdem wird der bei der Reinigungsarbeit gebildete Staub an die Außenluft abgegeben.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Wirbelschichtvorrichtung der vorstehend geschilderten Art derart abzuändern, daß die Ansammlung von zur Krustenbildung neigenden Feststoffteilchen in den Windkasten unter den Vorheizkammern und damit die häufige Reinigung dieses Windkastens ausgeschaltet werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Vorheizkammern mit ihrem Windkasten einerseits und die Calcinierkammer sowie die mit dem Windkasten versehene Kühlkammer andererseits in voneinander getrennten Gehäusen angeordnet sind und der Zyklonabscheider mit seinem Gasaustrittsrohr unmittelbar unter dem Windkasten angebracht ist. Vorzugsweise ist hierbei der Feststoffauslaß des Zyklonabscheiders an eine Austragschnecke der Kühlkammer angeschlossen.

Infolge dieser Anordnung fallen bei Abschaltung des Wirbelschichtreaktors die zur Verkrustung neigenden Feststoffteilchen aus der untersten Vorheizkammer unmittelbar durch den Windkasten unter Schwerkraft in den Zyklonabscheider, aus dem sie ohne manuelle Reinigungsmaßnahme durch dessen Feststoffauslaß ausgetragen werden.

In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt im Schnitt eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung;

F i g. 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Teil der Gasverteilungsplatte der Vorheizkammer.

Der Wirbelschichtreaktor besitzt zwei Gehäuse 10 und 12. Gehäuse 10 enthält mehrere Vorheizkammern 14, 16 und 18, die durch Gasverteilungsplatten 15, 17 und 19 voneinander getrennt sind, sowie einen zwischengeschalteten Windkasten 20. Gehäuse 12 umfaßt im wesentlichen die Calcinierkammer 22, die Kühlkammer 24 und einen Windkasten 26, die durch Gasverteilungsplatten 23 und 25 voneinander getrennt sind.

Zu behandelnde Feststoffe werden der oberen Vorheizkammer 14 durch einen nicht gezeigten Aufzug, über geeignete Fördereinrichtungen, wie Förderbänder, zugeführt. Die Feststoffe treten oben in die Kammer 14 durch Einlaßleitung 34 ein, die mit einem Kontrollventil 36 ausgestattet ist, und gelangen nach und nach von der Vorheizkammer 14 zu den Vorheizkammern 16 und 18 durch geeignete Überführungsröhren 38 und 40, die ebenfalls mit Ventilen 39 und 41 ausgestattet sind. Die vorgeheizten Feststoffe werden aus der Kammer 18 unter Schwerkraft durch die Rohrleitung 42 mit Ventil 44 in die Calcinierkammer 22 überführt und von der Calcinierkammer 22 gelangen die be-

handelten Feststoffe über das Überführungsrohr 45 in die Kühlkammer 24, der vom Gebläse "-Jb über Leitung 48 Luft zugeführt wird. Die Leitung 45 ist gewöhnlich mit einem Ventil 49 ausgestattet Die behandelten Feststoffe werden dann zu einem nicht gezeigten Lager geführt, etwa mit Hilfe einer Förderschnecke 50.

Die Verbrennungs- und Wirbelluft wird in den unteren Windkasten 26 vom Gebläse 46 eingeführt und strömt aufwärts durch die Kühlkammer 24, die Calcinierkammer 22 und danach aus deren freien Raum in den heißen Zyklonabscheider 54, wo die meisten der mitgerissenen feinen Feststoffteilchen abgeschieden und in die Förderschnecke 50 durch die mit dem Unterlauf des Zykloi.^bscheiders 54 verbundene Leitung 56 ausgetragen werden. Die Wirbelgase treten aus dem Überlauf 58 aus und durchströmen den Windkasten 20 und die Vorheizkammern 18, 16 und 14, worin die ankommenden zu behandelnden Feststoffe durch die abgehenden Gase vorerhitzt werden. Aus dem oberen Teil der Vorheizkammer 14 gelangen die Gase und mitgerissenen Feststoffteilchen über Leitung 59 zu dem äußeren kalten Zyklonabscheider 60, von dem die abgetrennten Feststoffteilchen zu Calcinierkammer 22 durch die mit dem Feststoffauslaß verbundene und mit Ventil 63 versehene Leitung 62 zurückgeführt werden. Das abgetrennte Gas wird dann an ein sekundäres Abscheidersystem (nicht gezeigt) durch die mit dem Überlauf verbundene Leitung 64 abgegeben. Der Unterlaufaustrag aus dem Zyklon 60 kann wechselweise über Leitung 66, die mit einem nicht gezeigten Ventil ausgestattet ist, als Produkt ausgetragen werden.

Wenn Materialien mit krustenbildenden Eigenschaften behandelt werden sollen, ist es, wie erwähnt, nötig, in den Vorheizkammern Gasverteilungsplatten zu verwenden, die gerade hindurchgehende öffnungen besitzen, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Jede der Gasverteilungsplatten 15, 17 und 19 besitzt gerade hindurchgehende öffnungen 68, die üblicherweise, wie gezeigt, mit sich verjüngenden Metalleinsätzen 70 versehen sind. Kanäle dieser Art neigen im allgemeinen nicht dazu, infolge von Verkrustungseigenschaften der im Gas durch sie hindurchströmenden feinen Teilchen zu verstopfen; wenn aber der Reaktor stillgelegt wird, fallen die Feststoffteilchen durch die öffnungen in den Windkasten 20 und von dort in den Zyklonabscheider 54, aus dem sie ohne manuelle Reinigungsmaßnahmen leicht ausgetragen werden können.

Beim Betrieb werden die zu behandelnden Feststoffteilchen in den Vorheizkammern 14,16 und 18 auf etwa 593°C durch die heißen aufsteigenden Abgase aus der Calcinierkammer 22 vorerhitzt und danach zur Calcinierkammer 22 überführt. Danach werden sie zur Kühlkammer 24 gebracht, wo sie durch die aus Leitung 48 eingeführte Wirbelluft gekühlt werden. Die Wirbelluft tritt in den Windkasten 26 der Kühlzone 24 mit genügender Geschwindigkeit ein, um die Feststoffe in der Kühlkammer und Calcinierkammer aufzuwirbeln. Die vorerhitzte Wirbelluft gelangt durch die Gasverteilerplatte 23 und wirbelt d'·* *~es. toffteilchen in der Calcinierkammer 22 auf, deren Temperatur bei etwa 982°C durch Verbrennung von Brennstoff aus Leitung 72 gehalten wird. Die heiße Wirbelluft und mitgerissene feine Teilchen treten aus dem freien Raum der Kammer 22 direkt in den heißen Zyklonabscheider 54 aus, worin die meisten der mitgerissenen feinen Teilchen abgetrennt und durch den Feststoffauslaß 56 ausgetragen werden. Die Abgase gelangen durch den Oberlaufauslaß 58 nach und nach durch den Windkasten 20, die Abteile 18, 16 und 14, wobei die abwärts sich bewegenden Feststoffteilchen vorerhitzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung feiner Feststoffteilchen nach dem Wirbelschichtverfahren, bestehend aus mehreren übereinander angeordneten und durch Überführungsrohre miteinander in Verbindung stehender Vorheizkammern, deren unterste einen Windkasten aufweist, und deren Gasverteilungsplatten geradlinig durchlaufende öffnungen besitzen, einer Calcinier- und einer mit einem Windkasten versehenen Kühlkammer, ferner einer Einrichtung zum Überführen der vorerhitzten Feststoffe in die Calcinierkammer, sowie einem Zyklonabscheider, dessen Einlaß an die Calcinierkammer und dessen Gausaustrittsrohr an den Windkasten der Vorheizkammern angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizkammern (14,16,18) mit ihrem Windkasten (20) einerseits und die Calcinierkammer (22) sowie die mit dem Windkasten (26) versehene Kühlkammer (24) andererseits in voneinander getrennten Gehäusen (10 und 12) angeordnet sind und der Zyklonabscheider (54) mit seinem Gasaustrittsrohr (58) unmittelbar unter dem Windkasten (20) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffauslaß (56) des Zyklonabscheiders (54) an eine Austragschnecke (50) der Kühlkammer (24) angeschlossen ist.

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