DE19647429A1

DE19647429A1 - Reaktor mit fluidisiertem Bett

Info

Publication number: DE19647429A1
Application number: DE19647429A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Nagato; Takahiro Oshita
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2016-11-16
Also published as: KR970025690A; DE19647429B4; KR100417196B1; CN1404915A; CN1094783C; CN1155449A; CN1202907C; US6139805A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor mit fluidis iertem Bett und insbesondere auf einen fluidisierten Bettreaktor zum gleichförmigen Oxidieren, d. h. zum Ver brennen oder Vergasen festen Materials, welches brennba res Material enthält, wie auch unverbrennbares Material, wie beispielsweise Industrieabfälle, städtische Abfälle oder Kohle, ferner zur stabilen Wiedergewinnung von ther mischer Energie aus dem oxidierten verbrennbaren Materi al, wobei gleichzeitig das nicht-verbrennbare Material ohne Störungen gleichmäßig abgegeben wird.

Im Rahmen der Wirtschaftsentwicklung entstehen allgemeine Abfälle auf Grund der wirtschaftlichen Tätigkeiten, wobei diese mit einer Rate von 3 bis 4% pro Jahr ansteigen und beispielsweise in Japan 50 Millionen Tonnen pro Jahr er reichen. Eine Analyse zeigt, daß 82% dieser allgemeinen Abfälle brennbares Material sind und 7,2 Millionen Tonnen Öl entsprechen.

Industrielle Abfälle steigen Jahr für Jahr an. Kunststof fe einschließlich nicht-verbrennbaren Materials wurden bisher als nicht für die Verbrennung geeignete Materia lien angesehen und in Deponien untergebracht, wobei aber diese Materialien in der Zukunft verbrannt werden müssen, da eine begrenzte Anzahl von Gebieten für die Entsorgung solcher Kunststoffe verfügbar ist. Brennbare Industrieab fälle einschließlich Abfallöl und Abfallkunststoffe be tragen ca. 17 Millionen Tonnen pro Jahr und sollten als Brennstoffe angesehen werden und nicht als Abfälle, da sie Wärme mit einem Verhältnis von 3000 kcal/kg erzeugen können.

Es ist jedoch schwierig, das feste brennbare Material stabil zu verbrennen und die dabei erzeugte Energie aus zunutzen, da das feste brennbare Material in den unter schiedlichsten Arten und Konfigurationen vorliegen und eine große Menge an nicht-brennbarem Material enthält, wobei Material in unbestimmter Form damit gemischt sind. Daher wurde die effektive Ausnutzung der aus dem allge meinen Abfall und aus den industriellen Abfällen wieder zugewinnenden Energie nicht praktiziert.

Um in effektiver Weise Energie aus dem allgemeinen sowie den industriellen Abfällen wieder zu gewinnen, wurden un terschiedliche Systeme zur Wiedergewinnung thermischer Energie aus diesen Abfällen entwickelt, und zwar durch Oxidation einschließlich der Vergasung und der Verbren nung. Zu diesen entwickelten Systemen gehörte die Ver brennungsvorrichtung mit einem fluidisierten Bett oder ein Kessel mit fluidisiertem Bett, wobei von diesem Sy stem zu erwarten wäre, daß sie in der Lage sind, thermi sche Energie in stabiler Weise wieder zu gewinnen, und zwar durch gleichförmiges Verbrennen des brennbaren fe sten Materials, welches brennbares Material und nicht brennbares Material enthält, wobei gleichzeitig das nicht-brennbare Material dadurch ohne Störung abgegeben wird. Eine solche Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett oder einem Kessel mit fluidisiertem Bett hat jedoch Nachteile aus den folgenden Gründen:

Wenn Abfallmaterial in einem fluidisiertem Bett der Bla senbauart verbrannt wird, so kann dieses Abfallmaterial dort nicht gleichförmig und stabil verbrannt werden, weil feste Teilchen vertikal fließen und in dem fluidisierten Bett der Blasenbauart nicht hinreichend verteilt werden. Das brennbare Material, dessen spezifisches Gewicht grö ßer ist als das des fluidisierten Mediums wird über einen weiten Bereich auf dem Boden des Ofens hinweg abgeschie den. Infolgedessen ist es schwierig, das brennbare Mate rial aus dem Ofen abzugeben und die Verbrennungsvorrich tung oder der Kessel können nicht in einem stabilen Zu stand betrieben werden.

Um das obige sowie weitere Probleme des einfachen blasen bildenden fluidisierten Bettes zu lösen, wurden Systeme vorgeschlagen, um eine Zirkulationsströmung oder einen Zirkulationsfluß vorzunehmen, und zwar in einem angerei cherten fluidisierten Bett mit unterschiedlichen Fluidi siergeschwindigkeiten des Fluidisierungsmediums, um so das feste Material, welches in einer stabilen Verbrennung verbrannt werden soll, zu mischen und zu verteilen.

Das feste Material, das durch solche vorgeschlagene Sy steme verbrannt werden soll, umfaßt verschiedenes Mate rial, wie beispielsweise Alt- oder Abfallreifen. Nicht brennbares Material in der Form von Reifen, welches dann erzeugt wird, wenn Abfallreifen verbrannt werden, oder kurz Material, welches dabei entsteht, hat die Tendenz sich am Boden des fluidisierten Bettes abzuscheiden und es besteht dabei die Gefahr, daß es mit den Wärmeüber tragungsrohren sich verheddert und somit die Fluidisie rung des fluidisierten Mediums nicht glatt und ungestört ausgeführt werden kann, was eine Fehlfunktion des Ofens zur Folge hat. Es ist bislang kein effektiver Verbren nungsprozeß verfügbar, gemäß welchem industrielle Abfälle einschließlich nicht-verbrennbaren Materials in der Form von Reifen, beispielsweise Altreifen, verbrannt werden könnten.

Zur Verbrennung von Abfallmaterial ist es notwendig, daß NOx und andere giftige Substanzen, die bei der Verbren nung des Abfalls entstehen, zu reduzieren, um die Korro sion einer thermischen Energiewiedergewinnungsvorrichtung in einer reduzierenden Atmosphäre zu verhindern und um das nicht-brennbare Abfallmaterial glatt und ungestört abzugeben. Es ist jedoch in der Technik keine Vorrichtung bekannt, die all die oben genannten Erfordernisse erfül len würde.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reaktor mit fluidisiertem Bett vorzusehen, der in der Lage ist, gleichmäßige Oxidation vorzusehen, d. h. die Verbrennung oder Vergasung festen Materials, welches brennbares Mate rial und nicht-brennbares Material enthält, und wobei ferner die stabile Wiedergewinnung von thermischer Ener gie möglich ist, und zwar aus dem oxidierten nicht-brenn baren Material, während in gleichmäßiger Weise die ver schiedenen nicht-brennbaren Material, wie beispielsweise Reifen, abgegeben werden.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Re aktor mit fluidisiertem Bett vorgesehen, und zwar zum Oxidieren brennbaren Materials, welches nicht-brennbares Material in einem Ofen mit fluidisiertem Bett enthält, und zwar mit einen darin befindlichen Fluidisierungsme dium, wobei folgendes vorgesehen ist: eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrichtungen, angeordnet an einem Boden eines Ofens mit fluidisiertem Bett zur Lieferung eines Fluidisierungsgases, und zwar unterschiedlicher Fluidisiergeschwindigkeiten auf das Fluidisierungsmedium in einem fluidisiertem Bett in dem Ofen mit fluidisiertem Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung des Fluidisierungsmediums in einer Fluidisierungsregion oder -zone mit einer im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwin digkeit des fluidisierten Mediums und mit einem abstei genden Fluß oder einer absteigenden Strömung des fluidi sierten Mediums in einer Fluidisierzone mit einer we sentlich niedrigeren Fluidisiergeschwindigkeit des flui disierten Mediums; und mit einer plattenartigen thermi schen Energiewiedergewinnungsvorrichtung angeordnet in der Fluidisierungsregion mit der im wesentlichen niedri gen Fluidisiergeschwindigkeit des fluidisierten Mediums, wobei die plattenartige thermische Energiewiedergewin nungsvorrichtung eine Wärmewiedergewinnungsoberfläche besitzt, die sich vertikal erstreckt.

Gemäß der Erfindung ist eine erste Diffusorplatte vorge sehen, und zwar zum Aufprägen einer im wesentlichen re lativ niedrigen Fluidisiergeschwindigkeit auf das fluidi sierte Medium und eine zweite Diffusorplatte ist vorge sehen zum Aufprägen einer im wesentlichen relativ hohen Fluidisiergeschwindigkeit auf das fluidisierte Medium an einem Boden des fluidisierten Betts. Fluidisiergaskammern sind unterhalb der ersten bzw. zweiten Diffusorplatten vorgesehen. Das Fluidisiergas wird in die Fluidisiergas kammern durch Verbinder eingeleitet. Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer wird durch eine Anzahl von Düsen geliefert, die in der ersten Diffusorplatte angeordnet sind, und zwar in den Ofen mit fluidisiertem Bett hinein, und zwar mit einer relativ niedrigen Fluidisiergasge schwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Fluidier zone oder -region des Fluidisierungsmediums oberhalb der ersten Diffusorplatte gebildet wird. Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer wird mit einer Anzahl von Düsen geliefert, die in der zweiten Diffusorplatte definiert sind, und zwar geschieht dies hinein in den Ofen mit fluidisiertem Bett mit einer relativ hohen Fluidisiergas geschwindigkeit auf welche Weise eine intensive Fluidi sierregion oder -zone aus dem Fluidisiermedium oberhalb der zweiten Diffusorplatte gebildet wird. Luft, Luft aus der Stickstoff entfernt ist, Sauerstoff angereicherte Luft, Sauerstoff, Wasserdampf und eine Mischung von min destens zwei Gasen der oben genannten Gase wird vorzugs weise als ein Fluidisiergas verwendet. Irgendein anderes Gas kann als ein Fluidisiergas ebenfalls verwendet wer den.

In der schwachen Fluidisierregion wird eine absteigende Strömung aus Fluidisiermedium entwickelt und in der in tensiven Fluidisierregion wird eine Aufwärtsströmung des Fluidisiermediums entwickelt. Infolgedessen wird in dem fluidisierten Bett eine Zirkulationsströmung geschaffen, bei der sich das fluidisierte Medium nach oben in der In tensivfluidisierungsregion und nach unten in der schwa chen Fluidisierungsregion bewegt. Auf diese Weise wird eine Vielzahl der intensiven Fluidisierregionen und der schwachen Fluidisierregionen abwechselnd in dem Ofen mit fluidisiertem Bett gebildet und eine plattenartige Wärme übertragungseinheit ist in der schwachen Fluidisierregion des Fluidisierungsmediums angeordnet.

Brennbares Material wird in die schwache Fluidisierungs region geliefert, in der die plattenförmige Wärmeübertra gungseinheit nicht installiert ist und das brennbare Ma terial wird in einer reduzierenden Atmosphäre mit einer kleinen Menge an Sauerstoff verbrannt, während es durch die zirkulierende Strömung aus fluidisiertem Medium auf gesogen oder aufgenommen wird. Das brennbare Material wird sodann zu der intensiven Fluidisierregion aus flui disiertem Medium bewegt, und zwar mit der zirkulierenden Strömung und wird hinreichend verbrannt in einer oxidie renden Atmosphäre in der intensiven fluidisierenden Region aus fluidisiertem Medium. Sodann wird das auf eine hohe Temperatur erhitzte fluidisierte Medium mit der darauffolgenden Strömung zur benachbarten schwachen Flui disierregion hin bewegt, wo das fluidisierende Medium mit der absteigenden Strömung absteigt und Wärme auf die plattenartige Wärmeübertragungseinheit überträgt, die in der schwachen Fluidisierungsregion angeordnet ist. Die schwache Fluidisierungsregion, in der die plattenförmige Wärmeübertragungseinheit vorgesehen ist, besitzt eine oxidierende Atmosphäre, da das fluidisierte Medium, in dem das brennbare Material ausreichend in der intensiven Fluidisierungsregion verbrannt wurde, in die schwache Fluidisierungsregion fließt. Daher ist die plattenartige Wärmeübertragungeinheit nicht der Korrosion in einer re duzierenden Atmosphäre ausgesetzt. Da die plattenförmige Wärmeübertragungseinheit in der schwachen Fluidisierungs region vorgesehen ist, ist sie weniger Abrieb ausgesetzt.

Das nicht-brennbare Material, das in dem angelieferten festen Material enthalten ist und die Form von Drähten besitzen kann, vereddert sich nicht mit der Wärmeübertra gungseinheit, da diese von plattenförmiger Gestalt ist. Der Ofen mit fluidisiertem Bett kann daher kontinuierlich ohne Fehlfunktion arbeiten.

Die plattenartige Wärmeübertragungseinheit weist eine Vielzahl von benachbarten Wärmeübertragungsrohren auf, die sich in Windungen parallel zueinander erstrecken und die miteinander durch Lamellen oder Flossen verbunden sind. Die Wärmeübertragungsrohre bilden gemeinsam eine einzige thermische Energiewiedergewinnungsoberfläche. Die auf diese Weise aufgebaute plattenförmige Wärmeüber tragungseinheit besitzt ein breites Oberflächengebiet, welches für die Wärmeübertragung verfügbar ist. Da jedes der Wärmeübertragungsrohre von einer relativ kurzen Länge sein kann, ist jedweder Druckverlust darinnen relativ klein.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Unterteilungs wand zwischen der schwachen Fluidisierungsregion oder -zone vorgesehen, in der die Wärmeübertragungseinheit vor gesehen ist, und einer intensiven Fluidisierungsregion oder -zone, und verbindende Öffnungen oder Anschlüsse sind oberhalb und unterhalb der Unterteilungswand vorge sehen, um eine Verbindung zwischen der intensiven Fluidi sierungsregion und der schwachen Fluidisierungsregion vorzusehen. Die Unterteilungswand unterteilt den Innen raum des Ofens mit fluidisiertem Bett in eine thermische Energiewiedergewinnungskammer, die die Wärmeübertragungs einheit aufnimmt und eine Hauptverbrennungskammer, die keine Wärmeübertragungseinheit enthält, also frei von ei ner solchen Einheit ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner eine Vielzahl von Fluidisierungsregionen vorgesehen, in denen unterschiedliche Fluidisierungsgeschwindigkeiten dem Flui disierungsmedium aufgeprägt werden, und zwar sind sie je weils abwechselnd vorgesehen in dem Ofen mit fluidisier tem Bett, ferner ist eine plattenförmige Wärmeübertra gungseinheit vorgesehen in der schwachen Fluidisierungs region, in der eine im wesentlich niederige Fluidisie rungsgeschwindigkeit dem Fluidisierungsmedium aufgeprägt wird und eine Aufwärtsströmung des fluidisierten Mediums erzeugt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Flui disiergasdiffusionsvorrichtung vorgesehen, um eine im we sentlichen hohe Fluidisierungsgeschwindigkeit dem fluidi sierten Medium aufzuprägen, und zwar zwischen zwei Flui disiergasdiffusionsvorrichtungen zum Aufprägen einer im wesentlichen niederigen Fluidisierungsgeschwindigkeit auf das fluidisierte Medium, und wobei ferner die ther mische Energiewiedergewinnungsvorrichtung in einer der schwachen Fluidisierungszonen vorgesehen ist. Eine Abga beöffnung oder ein Abgabeanschluß für nicht-brennbares Material ist zwischen der Diffusionsvorrichtung zum Auf prägen einer im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwin digkeit auf das Fluidisiermedium und der Diffusionsvor richtung zum Aufprägen einer im wesentlichen niedrigen Fluidisiergeschwindigkeit auf das Fluidisiermedium vorge sehen.

Gemäß der obigen Anordnung ist vorgesehen, daß brennbares Material in eine der schwachen Fluidisierregionen gelie fert wird und das brennbare Material wird in einer redu zierenden Atmosphäre der schwachen Fluidisierregion ver brannt und sodann in einer oxidierenden Atmosphäre der intensiven Fluidisierregion verbrannt, und zwar mit einer relativ hohen Fluidisiergeschwindigkeit aufgeprägt auf das Fluidisiermedium. Das brennbare Material wird in ei ner Kombination derartiger reduzierender und oxidierender Atmosphären verbrannt, auf welche Weise Abgase mit verbesserten Qualitäten abgegeben werden, d. h mit ver mindertem NOx. Die thermische Energiewiedergewinnungsvor richtung ist der anderen der schwachen Fluidisierregionen vorgesehen. Die schwache Fluidisierregion, in der die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung vorgesehen ist, besitzt eine oxidierende Atmosphäre, da das Fluidi sierungsmedium, mit dem das verbrennbare Material hin reichend verbrannt wurde, in der intensiven Fluidisier region in die schwache Fluidisierregion fließt. Daher ist die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung der Korrosion in einer reduzierenden Atmosphäre nicht aus gesetzt. Das nicht-verbrennbare Material in dem angelie ferten festen Material wird von dem Abgabeanschluß oder der Abgabeöffnung für nicht-verbrennbares Material abge geben, bevor es die thermische Energiewiedergewinnungs vorrichtung erreicht, da die intensive Fluidisierregion und die Abgabeöffnung für nicht-brennbares Material zwi schen dem Anschluß oder Öffnung zur Lieferung von brenn barem Material und der thermischen Energiewiedergewin nungsvorrichtung angeordnet ist. Selbst dann, wenn etwas nicht-brennbares Material die Wärmeübertragungsoberfläche der thermischen Energiewiedergewinnungsvorrichtung erreicht, da die Wärmeübertragungsoberfläche eine ebene Gestalt besitzt, besteht keine Gefahr, daß das nicht brennbare Material, welches in der Form von Drähten vor liegen kann, sich mit der thermischen Energiewiedergewin nungsvorrichtung verwickelt. Das nicht-brennbare Material wird daher mit der zirkulierenden Strömung zurück zu der Abgabeöffnung für nicht-brennbares Material geliefert und von dort abgegeben.

Weiter Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen fluidisierten Bettreaktors gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer speziellen Struktur einer plattenartigen Wärmeübertragungseinheit des flui disierten Bettreaktors gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die plattenartige Wärmeüber tragungseinheit, gesehen in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem zweiten Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Fig. 7A einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Fig. 7B eine Draufsicht auf die plattenartige Wärmeüber tragungseinheiten des Reaktors mit fluidisiertem Bett gemäß des dritten Ausführungsbeispiels, und zwar gesehen aus Richtung des Pfeiles VIIB in Fig. 7A;

Fig. 8 ein Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi sierten Bett gemäß einem vierten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 9 einen Vertikalschnitt eines fluidisierten Bettre aktors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 einen Vertikalschnitt eines fluidisierten Bettre aktors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem siebten Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Fig. 12 einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem achten Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Fig. 13 einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem neunten Ausführungsbei spiel der Erfindung; und

Fig. 14 einen Vertikalschnitt eines Reaktors mit fluidi siertem Bett gemäß einem zehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung.

Es seien nunmehr die bevorzugten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.

Entsprechende Teile sind durch entsprechende Bezugszei chen bezeichnet. Ein fluidisierter Bettreaktor gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sei nun mehr in Bezug auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben. Anhand der unten erläuterten Ausführungsbeispiele wird eine Ver brennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett als ein Bei spiel eines Reaktors mit fluidisiertem Bett beschrieben.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Verbrennungsvorrichtung ge mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit fluidisiertem Bett.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel einen Ofen 1 mit fluidisiertem Bett auf, der eine erste Diffusor- oder Diffusionsplatte 2 enthält zum Auf prägen einer im wesentlichen niedrigen Fluidisierge schwindigkeit auf ein Fluidisiermedium, eine zweite Dif fusorplatte 3 zum Aufprägen einer im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwindigkeit auf das Fluidisiermedium und eine dritte Diffusorplatte 4 zum Aufprägen einer im we sentlichen niedrigen Fluidisiergeschwindigkeit auf das Fluidisierungsmedium am Boden des Ofens. Die erste Dif fusorplatte 2 ist mit der zweiten Diffusorplatte 3 ver bunden und die zweite Diffusorplatte 3 ist horizontal be abstandet gegenüber der dritten Diffusorplatte 4 ange ordnet. Eine Abgabeöffnung oder ein Abgabeanschluß 28 für nicht-verbrennbares Material ist zwischen der zweiten Diffusorplatte 3 und der dritten Diffusorplatte 4 defi niert. Die dritte Diffusorplatte 4 und die ersten und zweiten Diffusorplatten 2 und 3 sind nach unten zu der Öffnung für nicht-brennbares Material hin geneigt. Eine Fluidisiergaskammer 6 ist unterhalb der ersten Diffusor platte 2 definiert und eine Fluidisiergaskammer 7 ist un terhalb der zweiten Diffusorplatte 3 definiert, und eine Fluidisiergaskammer 8 ist unterhalb der dritten Diffusor platte 4 definiert. Verbindungen 9, 10 und 11 verbinden die Fluidisiergaskammern 6 bzw. 7 bzw. 8 zum Einführen von Fluidisiergas 12, 13 und 14 dahindurch in die Gaskam mern 6, 7 und 8. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Fluidisiergas 12, 13 und 14 aus Luft gebildet.

Die erste Diffusorplatte 2 besitzt eine Vielzahl von Dü sen 15, die darin definiert sind und die mit der Fluidi siergaskammer 6 in Verbindung sind und die ferner zu der Fluidisiergaszone des fluidisierten Mediums hin offen sind. Die zweite Diffusorplatte 3 besitzt eine Vielzahl von Düsen 16, die darin definiert sind, die mit der Flui disiergaskammer 7 in Verbindung stehen und die ferner zu einer Fluidisierregion oder -zone des Fluidisiermediums hin offen sind. Die dritte Diffusorplatte 4 besitzt eine Vielzahl von Düsen 17, die darin definiert sind, und die stehen mit der Fluidisiergaskammer 8 in Verbindung und die offen sind zu einer Fluidisierzone oder -region des Fluidisierungsmediums hin.

Der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett besitzt eine polygonale vertikale Seitenwand 33, die sich nach oben erstreckt und somit hat der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett eine recht eckige Gestalt in Draufsicht.

In dem Ofen 1 mit fluidisiertem Bett wird das Fluidisie rungsmedium aus nicht-brennbaren Teilchen, wie bei spielsweise Sand, nach oben in einen Fluidisierungszu stand geblasen, und zwar durch das Fluidisierungsgas 12, 13 und 14, das in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett ein geleitet wird, und zwar von den ersten, zweiten und drit ten Diffusorplatten 2, 3 und 4, wodurch sich ein fluidi siertes Bett im Ofen 1 mit fluidisiertem Bett bildet. Genauer gesagt, wird das Fluidisiergas in der Fluidi siergaskammer 6 durch eine Anzahl von Düsen 15 geliefert, die in der ersten Diffusorkammer 2 gebildet sind, und zwar geschieht dies in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett hinein mit einer relativ niedrigen Fluidisiergasge schwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Fluidisier region oder -zone 18 aus fluidisiertem Medium oberhalb der ersten Diffusorplatte 1 gebildet wird. In der schwa chen Fluidisierregion 18 erzeugt das fluidisierte Medium eine absteigende Strömung 21. Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer 8 wird über eine Anzahl von Düsen 17 definiert in der dritten Diffusorplatte 4 in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett geliefert, und zwar mit einer re lativ niedrigen Fluidisiergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Fluidisierzone oder -region 20 aus fluidisiertem Medium gebildet wird, und zwar oberhalb der dritten Diffusorplatte 4. In der schwachen Fludisier bettzone 20 erzeugt das fluidisierte Medium eine abstei gende Strömung 23. Das Fluidisiergas in der Fluidisier gaskammer 7 wird über eine Anzahl von Düsen 16 definiert in der zweiten Diffusorplatte 3 in den Ofen 1 mit flui disiertem Bett geliefert, und zwar mit einer relativ ho hen Fluidisergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine intensive Fluidisierungszone 19 aus fluidisiertem Medium oberhalb der zweiten Diffusorplatte 3 gebildet wird. In der intensiven Fluidisierungsregion 19 erzeugt das flui disierte Medium eine Aufwärtsströmung 22. Infolgedessen werden zwei zirkulierende Strömungen gebildet, in denen sich das fluidisierte Medium bewegt, und zwar nach oben in der intensiven Fluidisierungregion 19 und nach unten in den schwachen Fluidisierungsregionen 18 und 20, wobei diese Bildung in dem fluidisiertem Bett geschieht.

Eine thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung zur Wiedergewinnung thermischer Energie aus dem fluidisierten Bett ist in der schwachen Fluidisierungszone 20 oberhalb der dritten Diffusorplatte 4 angeordnet. Die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung umfaßt eine Vielzahl von horizontal beabstandeten parallelen plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 (vgl. auch Fig. 2), von de nen sich jede vertikal erstreckt.

Wenn brennbares Material 27 von einer (nicht gezeigten) Versorgungsöffnung oder einem Versorgungsanschluß gelie fert wird, und zwar nach unten in die schwache Fluidi sierungsregion 18, so wird das brennbare Material 27 in die schwache Fluidisierungsregion 18 mit der absteigenden Strömung 21 eingeleitet und thermisch zerlegt und ver brannt und zwar in einer reduzierenden Atmosphäre mit ei ner kleinen Menge an Sauerstoff in der schwachen Fluidi sierungszone 18. Sodann wird das brennbare Material 27 in die intensive Fluidisierungsregion 19 mit der zirkulie renden Strömung eingeführt, und es erfolgt eine hinrei chende Verbrennung in einer oxidierenden Atmosphäre mit einer große Menge an Sauerstoff, während das brennbare Material 27 sich nach oben mit der Aufwärtsströmung 22 in der intensiven Fluidisierungsregion 19 bewegt. Das br ennbare Material 27, welches in einer Kombination solcher reduzierenden und oxidierenden Atmosphären verbrannt wurde, liefert die abzugebenden Emissionsgase eine ver besserte Qualität, d. h. sie sind hinsichtlich NOx redu ziert. In einer oberen Zone der intensiven Fluidisie rungsregion 19 wird ein Teil des fluidisierten Mediums, das auf eine hohe Temperatur erhitzt wurde, zur schwachen Fluidisierungsregion 20 hin gewendet, wo das fluidisierte Medium mit der absteigenden Strömung 23 absteigt und Wärme auf die plattenförmigen Wärmeübertragereinheiten 24 überträgt.

Nachdem das fluidisierte Medium Wärme auf die plattenar tigen Wärmeübertragungseinheiten 24 überträgt, wird das abgestiegene fluidisierte Medium horizontal geleitet und zurück in die intensive Fluidisierungsregion 19 zirku liert.

Wie oben beschrieben, wird das brennbare Material 27 hin reichend durch die zirkulierende Strömung in der schwa chen Fluidisierungsregion 18 und der intensiven Fluidi sierungsregion 19 verbrannt, welche frei sind von den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24. Sodann wird das durch das verbrannte Material auf eine hohe Tempera tur erhitzte und fluidisierte Medium mit der zirkulie renden Strömung in die schwache Fluidisierungsregion 20 getragen, wo das fluidisierte Medium mit der absteigenden Strömung 23 absteigt und Wärme auf die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 überträgt. Die schwache Fluidisierungsregion 20, in der die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 vorgesehen sind, besitzt eine Oxidationsatmosphäre, da das fluidisierte Medium, in dem das brennbare Material hinreichend in der intensiven Fluidisierungsregion 19 verbrannt wurde, in die schwache Fluidisierungsregion 20 fließt. Daher sind die platten artigen Wärmeübertragungseinheiten 24 nicht der Korrision einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt. Da die plat tenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 in der schwachen Fluidisierungsregion 20 vorgesehen sind, sind sie nicht einem übermäßigen Abrieb ausgesetzt, der ansonsten her vorgerufen würde durch das Aussetzen gegenüber der inten siven Fluidisierungsregion 19.

Das in dem festen Material enthaltene nicht-brennbare Ma terial wird von dem Auslaß 28 für nicht-brennbares Mate rial abgegeben, bevor die plattenartigen Wärmeübertra gungseinheiten 24 erreicht werden, da die intensive Flui disierungsregion 19 und die Öffnung 28 für das nicht-br ennbare Material zwischen dem Anschluß oder der Öffnung für die Versorgung mit brennbarem Material und den plat tenartigen Wärmeübertragungseinheiten angeordnet sind. Selbst wenn etwas nicht-brennbares Material die platten artigen Wärmeübertragungseinheiten 24 erreicht, da jede der plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 plat tenförmige oder ebene Gestalt besitzt, kann das nicht-br ennbare Material in der Form von Drähten sich nicht mit den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 verhed dern. Der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett kann daher konti nuierlich ohne Fehlfunktion arbeiten. Infolgedessen kann der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett gemäß der Erfindung dazu verwendet werden, um industrielle Abfälle zu ver brennen und um thermische Energie wiederzugewinnen aus diesen industriellen Abfällen, wie beispielsweise aus Reifen, was bisher hinsichtlich der Wiedergewinnung der thermischen Energie daraus nicht möglich war.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 an den Außenenden ange bracht, und zwar auf vertikal beabstandeten oberen und unteren Leitungen (Rohren, Elementen) 29, 29′ und einge setzt durch die Seitenwand 33 in den Ofen 1 mit fluidi siertem Bett. Ein oberes Rohr 30, welches einen oberen Leitungsauslaß 32 definiert, ist mit dem oberen Rohr oder Kopfleitung 29 verbunden, wohingegen ein unteres Rohr 31 einen unteren Rohrleitungs- oder Kopfeinlaß 32′ de finiert, und zwar verbunden mit der unteren Rohrleitung oder dem unteren Kopfteil 29′. Gesättigtes Wasser, wel ches normalerweise als ein Medium zur Wiedergewinnung thermischer Energie verwendet wird, wird von dem unteren Rohrleitungseinlaß 32′ in die untere Rohrleitung 29′ eingeleitet und das Wasser fließt durch die plattenarti gen Wärmeübertragereinheiten 24. Nachdem das Wasser Wärme aufgenommen hat und in den plattenartigen Wärmeübertra gungseinheiten 24 verdampft, fließt eine Mischung aus Dampf und Wasser in die obere Kopf- oder Rohrleitung 29 und wird über den oberen Kopf- oder Rohrleitungsauslaß 32 abgegeben.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, weist jede der platten artigen Wärmeübertragungseinheiten 24 ein Paar von be nachbarten Wärmeübertragungsrohren 25 und 25′ auf, die sich in Windungen parallel zueinander erstrecken und mit einander durch Flossen oder Stege bzw. Lamellen 26 ver bunden sind. Die Wärmeübertragungsrohre 25 und 25′ besit zen entsprechende entgegengesetzt liegende Enden, die mit den oberen und unteren Kopf- oder Rohrteilen 29, 29′ ver bunden sind. Die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24, die in dieser Weise konstruiert sind, besitzen eine große Oberfläche und ein großes Oberflächengebiet, was für die Wärmeübertragung verfügbar ist. Da jedes der Wärmeübertragungsrohre 25, 25′ eine relativ kleine Länge besitzen kann, ist der jedwede darin vorkommender Druck verlust relativ klein. Wenn eine Oberfläche oder ein Oberflächengebiet verfügbar für die Wärmeübertragung konstant bleibt und eine mit den plattenartigen Wärme übertragungseinheiten 24 Zirkulationspumpe verwendete die gleiche Ausgangsleistung besitzt, dann kann die Anzahl der plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24, die dazu verwendet werden, ein Oberflächengebiet vorzusehen, stark vermindert werden. Wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt, bilden die Wärmeübertragungsrohre 25 und 25′, die auf diese Weise miteinander durch die Lamellen oder Flossen 26 verbunden sind, gemeinsam eine einzige ebene Struktur, die vertikal liegt und sich durch die Seitenwand 33 erstreckt.

Fig. 6 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie in Fig. 6 gezeigt, weist die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel einen Ofen 1 mit fluidisiertem Bett auf, der eine zentrale erste Diffusorplatte 2 aufweist, ferner eine zweite Diffusorplatte 3, positioniert nach außen gegen über und verbunden mit der ersten Diffusorplatte 2 und eine dritte Diffusorplatte horizontal beabstandet von der zweiten Diffusorplatte 3. Die erste Diffusorplatte oder Verteilerplatte 2 besitzt eine nach unten geneigte obere Oberfläche (Oberseite), die im Vertikalschnitt am höch sten liegt an der Mitte und fortlaufend tiefer liegt zur zweiten Diffusor- oder Verteilerplatte 3 hin. Der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett besitzt eine polygonale oder zy lindrische vertikale Seitenwand 33, die sich nach oben erstreckt und auf diese Weise hat der Ofen 1 mit fluidi siertem Bett eine rechteckige oder kreisförmige Gestalt in Draufsicht. Eine Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material ist zwischen der zweiten Verteilerplatte 3 und der dritten Verteilerplatte 4 definiert. Die dritter Dif fusor- oder Verteilerplatte 4 und die ersten und zweiten Diffusor- oder Verteilerplatten 2 und 3 sind nach unten zu der Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material geneigt. Fluidisiergaskammern 6, 7 und 8 sind unterhalb der ersten und zweiten Diffusorplatten 2 bzw. 3 und der dritten Diffusorplatte 4 angeordnet. Verbindungen, 9, 10 und 11 sind mit den Fluidisiergaskammern 6 bzw. 7 bzw. 8 verbunden, und zwar Fluidisiergas 12, 13 und 14 dahin durch in die Fluidisiergaskammern 6, 7 und 8 einzuführen.

Wenn der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett rechteckige Ge stalt besitzt, dann können die erste Diffusorplatte 2, die zweite Diffusorplatte 3, die Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material und die dritte Diffusorplatte 4, die rechteckige Gestalt besitzt, alle zueinander an geordnet werden, oder aber alternativ kann die zweite Diffusorplatte 3, die Abgabeöffnung 28 für nicht-brenn bares Material und die dritte Diffusorplatte 4, die rechteckige Gestalt sind, symmetrisch bezüglich einer Kante der ersten Diffusorplatte 2 angeordnet werden, die eine rechteckige dachförmige Struktur besitzt. Wenn der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett eine kreisförmige Gestalt besitzt, dann besteht der kreisförmige Boden des Ofens mit fluidisiertem Bett aus der ersten Diffusorplatte 2, die eine konische Gestalt besitzt, und zwar mit einer Mittelregion oder -zone, die höher ist als eine Umfangs kante davon, und die zweite Diffusorplatte 3, die von ringförmiger Gestalt ist, ist konzentrisch angeordnet in der ersten Diffusorplatte 2, wobei die Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material eine Vielzahl von bogen förmigen Abschnitten aufweist, und zwar angeordnet kon zentrisch mit der ersten Diffusorplatte 2 und der dritten Diffusorplatte 4, die eine ringförmige Gestalt aufweist und konzentrisch angeordnet ist mit der ersten Diffusor platte 2.

Die erste Diffusorplatte 2 besitzt eine Vielzahl von Dü sen 15, die darin definiert sind und die in Verbindung stehen mit der Gaskammer 6 und die offen sind zu einer Fluidisierungszone oder -region des fluidisierten Mediums hin. Die zweite Diffusorkammer 3 besitzt eine Vielzahl von Düsen 16 darin definiert ausgebildet, die mit den Gaskammern 7 in Verbindung stehen und die offen sind zu der Fluidisierungsregion des fluidisierten Mediums hin. Die dritte Diffusorplatte 4 besitzt eine Vielzahl von Dü sen 17, die darin definiert sind und die in Verbindung stehen mit den Gaskammern 8 und die offen sind zu einer Fluidisierungsregion des fluidisierten Mediums hin.

Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer 6 wird durch eine Anzahl von Düsen 15 definiert in der ersten Diffu sorplatte 2 in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett gelie fert, und zwar mit einer relativ niedrigen Fluidisier gasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Flui disierzone oder -region 18 aus fluidisiertem Medium ober halb der ersten Diffusorplatte 2 gebildet wird. In der schwachen Fluidisierregion 18 erzeugt das Fluidisierme dium eine absteigende Strömung 21. Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer 8 wird über eine Anzahl von Düsen 17 geliefert, die in der dritten Diffusorplatte 4 defi niert sind, und zwar erfolgt die Lieferung in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett mit einer relativ niedrigen Flui disiergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Fluidisierzone oder Fluidisierregion 20 aus fluidisiertem Medium oberhalb der dritten Diffusorplatte 4 gebildet wird. In der schwachen Region 20 des fluidisierten Bettes erzeugt das fluidisierte Medium eine absteigende Strömung 23. Das Fluidisiergas in der Fluidisiergaskammer 7 wird durch eine Anzahl von Düsen 16 geliefert, die in der zweiten Diffusorplatte 3 definiert sind, und zwar erfolgt die Lieferung in den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett mit einer relativ hohen Fluidisiergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine intensive Fluidisiergasregion 19 aus fluidisiertem Medium oberhalb der zweiten Diffusorplatte 3 gebildet wird. In der intensiven Fluidisierregion oder -zone 19 erzeugt das fluidisierte Medium eine aufwärts gerichtete Strömung 22.

Eine thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung zur Wiedergewinnung thermischer Energie aus dem fluidisiertem Bett ist in der schwachen Fluidisierregion 20 oberhalb der dritten Diffusorplatte 4 angeordnet. Die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung weist eine Vielzahl von horizontal beabstandeten plattenartigen Wärmeübertra gungseinheiten 24 auf, die eine jede sich vertikal er strecken. Die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 sind identisch zu denjenigen des ersten Ausführungs beispiels gemäß den Fig. 1 bis 5.

Eine Unterteilungswand 34 ist vertikal zwischen der in tensiven Fluidisierungsregion 19 und der schwachen Flui disierungsregion 20 angeordnet. Verbindungsanschlüsse 36, 35 sind oberhalb und unterhalb der Unterteilungswand 34 definiert, um eine Verbindung vorzusehen zwischen der in tensiven Fluidisierungsregion 19 und der schwachen Flui disierungsregion 20. Die Unterteilungswand 34 unterteilt den Innenraum des Ofens 1 mit fluidisiertem Bett in eine thermische Energiewiedergewinnungskammer R_TH, die plat tenartige Wärmeübertragungseinheiten 24 enthält und eine Hauptverbrennungskammer R_TU, die frei ist von platten förmigen Wärmeübertragungseinheiten 24. Die thermische Energiewiedergewinnungskammer R_TH ist oberhalb der drit ten Diffusorplatte 4 definiert, und zwar zwischen der Seitenwand 33 und der Unterteilungswand 34, und die Hauptverbrennungskammer R_CU ist oberhalb der ersten und zweiten Diffusorplatten 2 und 3 innerhalb der Untertei lungswand 34 definiert.

In der Hauptverbrennungskammer R_CU wird eine absteigende Strömung 21 aus fluidisiertem Medium in der schwachen Fluidisierregion 18 entwickelt und eine Aufwärtsströmung 22 aus fluidisiertem Medium wird in der Intensivfluidi siserungsregion 19 entwickelt. Infolgedessen bewegt sich eine kontinuierliche zirkulierende Strömung nach oben in der Intensivfluidisierungsregion 19 und nach unten in der schwachen Fluidisierungsregion 18, und zwar geschaffen in der Hauptverbrennungskammer R_CU.

In der Nähe des oberen Endes der Unterteilungswand 34 wird die aufwärts gerichtete Strömung aufgeteilt, und zwar in eine zur schwachen Fluidiosierungsregion 18 in der Hauptverbrennungskammer R_CU gerichtete Strömung, und in eine Umkehrströmung 22′ gerichtet über das obere Ende der Unterteilungswand 34 durch den Verbindungsanschluß 36 zur Energiewiedergewinnungskammer R_TH. Da die schwache Fluidisierungsregion 20 in der thermischen Energiewieder gewinnungskammer R_TH durch das Fluidisiergas gebildet wird, welches von der dritten Diffusorplatte 4 geliefert wird, wird das fluidisierte Medium, welche in die ther mische Energiewiedergewinnungskammer R_TH eingeführt wird mit den absteigenden Strömungen 23 absteigen und wird zu rück zirkuliert in der Verbrennungskammer R_CU durch den Verbindungsanschluß 35.

Durch Einstellen der Größe des zirkulierten fluidisierten Mediums und des Koeffizienten der Wärmeübertragung zu den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 durch eine Änderung der Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidi sierten Mediums in der thermischen Energiewiedergewin nungskammer R_TH kann die Wiedergewinnung an thermischer Energie aus dem fluidisierten Medium eingestellt werden.

Wenn ein Verbrennungsmaterial 27 von einem (nicht gezeig ten) Versorgungsanschluß nach unten in die schwache Flui disierregion 18 der Hauptverbrennungskammer R_CU geliefert wird, so wird das brennbare Material 27 in die schwache Fluidisierregion 18 mit der absteigenden Strömung 21 ein geführt und thermisch zerlegt und verbrannt, und zwar in einer reduzierenden Atmosphäre mit einer kleinen Menge an Sauerstoff in den schwachen Fluidisierzonen oder -regio nen 18. Sodann wird das brennbare Material 27 in die in tensive Fluidisierregion 19 mit der zirkulierenden Strö mung eingeführt und hinreichend in einer oxidierenden At mosphäre verbrannt, und zwar mit einer großen Sauerstoff menge, während das verbrennbare Material 27 sich nach oben mit der nach oben gerichteten Strömung 22 in die intensive Fluidisierungszone 18 bewegt. In der Nähe des oberen Endes der Unterteilungswand 34 ist die aufwärts gerichtete Strömung 22 in eine Strömung aufgeteilt, die zu der schwachen Fluidisierungsregion 18 in der Hauptverbrennungskammer R_CU hin gerichtet ist und ferner in eine Umkehrströmung 22′, die über den oberen Endteil der Unterteilungswand 34 gerichtet ist, und zwar durch den Verbindungsanschluß 36 zu der thermischen Energiewie dergewinnungskammer R_TH.

In der thermischen Energiewiedergewinnungskammer R_TH steigt das auf eine hohe Temperatur erhitzte fluidisierte Medium in einer absteigenden Strömung 23 ab und überträgt Wärme an die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24. Nachdem das fluidisierte Medium Wärme auf die plat tenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 übertragen hat, wird das fluidisierte Medium, das abgestiegen ist, hori zontal geleitet und zurück zur Hauptverbrennungskammer R_CU zirkuliert, und zwar über den Verbindungsanschluß 35.

Die schwache Fluidisierungsregion 20, in der die plat tenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 vorgesehen sind, besitzt eine Oxidationsatmosphäre, da das fluidisierte Medium, in der das brennbare Material hinreichend in der intensiven Fluidisierungszone 19 hinreichend verbrannt ist, in die schwache Fluidisierungszone 20 fließt. Daher sind die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 nicht der Korrosion in einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt. Da die plattenartigen Wärmeübertragungsein heiten 24 in der schwachen Fluidisierungszone 20 vorgese hen sind, sind sie nicht übermäßig dem Abrieb ausgesetzt, der ansonsten dadurch hervorgerufen würde, daß diese der intensiven Fluidisierungsregion 19 ausgesetzt sind.

Da jede der plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 eine ebene Gestalt besitzt, wie dies oben beschrieben wurde, besteht keine Gefahr, daß das in dem brennbaren Material 27 enthaltene nicht-brennbare Material, welches auch die Form von Drähten annehmen kann, sich mit den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 verwickelt oder verfängt. Daher kann der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett kontinuierlich ohne Fehlfunktion arbeiten.

Die Fig. 7A und 7B zeigen eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß einem dritten Ausführungs beispiel der Erfindung.

Die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 insofern, als eine Unterteilungswand 34′ aus feuerfestem Material inte gral mit den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24′ kombiniert ist. Die Unterteilungswand 34′ wird durch die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24′ getra gen, die fest auf einer Seitenwand 33 angebracht sind. Andere bauliche Einzelheiten der Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel sind identisch zu denjenigen der Verbrennungsvor richtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 6. Da die plattenartigen Wär meübertragungseinheiten 24′ die Unerteilungswand 34′ tra gen, gibt es kein Hindernis in einem Verbindungsanschluß 35 unterhalb der Unterteilungswand 34′. Daher kehrt das nicht-brennbare Material, das in die thermische Energie wiedergewinnungskammer R_TH eingetreten ist, und zwar Ver brennungskammer R_CU über den Verbrennungsanschluß 35 zu rück, ohne daß eine Versperrung aufträte. Demgemäß kann die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett ohne jedwede Fehlfunktion arbeiten.

Fig. 8 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie in Fig. 8 gezeigt, weist die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem vierten Ausführungs beispiel einen Ofen 1 mit fluidisiertem Bett auf, der eine zweite Diffusorplatte 3 enthält, um einen Fluidi sierungsmedium eine beträchtlich hohe Fluidisierungsge schwindigkeit aufzuprägen und ferner ist eine dritte Dif fusorplatte 4 vorgesehen, um einem Fluidisierungsmedium eine wesentlich niedrige Fluidisierungsgeschwindigkeit aufzuprägen. Die dritte Diffusorplatte 4 ist mit der zweiten Diffusorplatte 3 verbunden. Eine Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material ist zwischen der zweiten Diffusorplatte 3 und einer Seitenwand 33 des Ofens 1 mit fluidisiertem Bett definiert. Die dritte Diffusorplatte 4 und die zweite Diffusorplatte 3 sind zu der Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material geneigt. Fluidisiergas kammern 7 und 8 sind unterhalb der zweiten und dritten Diffusorplatten 3 bzw. 4 vorgesehen. Verbindungen 10 und 11 stehen mit den Fluidisiergaskammern 7 und 8 über den Verbindungen, und zwar zum Einführen von Fluidisiergas 13 und 14 dahindurch in Fluidisiergaskammern 7 bzw. 8.

Die zweite Diffusorplatte 3 besitzt eine Vielzahl von Dü sen 16 definiert darinnen, die in Verbindung stehen mit den Fluidisiergaskammern 7 und die offen sind zu einer Fluidisierregion des fluidisierten Mediums hin. Die dritte Diffusorplatte 4 besitzt eine Vielzahl von Düsen 17 darin definiert, die in Verbindung stehen mit der Fluidisiergaskammer 8 und die offen sind zu einer Flui disierregion des fluidisierten Mediums hin.

In den Ofen 1 mit fluidisiertem Bett wird Fluidisierungs gas 14 von der Fluidisiergaskammer 8 geliefert, und zwar durch die Düsen 17 in der dritten Diffusorplatte 4 in das Fluidisierungsbett hinein, und zwar mit einer relativ niedrigen Fluidisiergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine schwache Fluidisierungsregion 20 aus fluidisiertem Medium oberhalb der dritten Diffusorplatte 4 in dem Ofen 1 mit fluidisiertem Bett gebildet wird. Das Fluidisie rungsgas 3 wird von der Fluidisierungsgaskammer 7 gelie fert, und zwar durch die Düsen 16 in der zweiten Diffu sorplatte 3 in das fluidisierte Bett mit einer relativ hohen Fluidisiergasgeschwindigkeit, auf welche Weise eine intensive Fluidisierungsregion 19 oberhalb der zweiten Diffusorplatte 3 in dem Ofen 1 mit fluidisiertem Bett ge bildet wird. Zu dieser Zeit wird eine absteigende Strö mung 23 aus Fluidisierungsmedium in der schwachen Fluidi sierungsregion 20 gebildet oder entwickelt und eine nach oben gerichtete Strömung 22 aus fluidisiertem Medium wird in der intensiven Fluidisierungsregion 19 entwickelt. Infolgedessen wird eine zirkulierende Strömung in dem fluidisiertem Bett geschaffen, und zwar in Strömung, in der das fluidisierte Medium sich nach oben in der inten siven Fluidisierungsregion 19 und nach unten in der schwachen Fluidisierungsregion 20 bewegt.

Eine thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung zur Wiedergewinnung von thermischer Energie aus dem fluidi sierten Bett ist in der schwachen Fluidisierungsregion 20 angeordnet, und zwar oberhalb der dritten Diffusorplatte 4. Die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung weist eine Vielzahl von horizontal beabstandeten paralle len plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 auf, de ren jede sich vertikal erstreckt.

Das Fluidisierungsgas 13 wird von der Fluidisierungsgas kammer 7 durch Düsen 39 eingeführt, die in einer Seiten wand der Fluidisierungsgaskammer 7 definiert sind, und zwar erfolgt die Einführung in die Verbrennungsmaterial abgabeöffnung 28, die benachbart zu der zweiten Diffusor platte 3 vorgesehen ist. Das Fluidisierungsgas 13, wel ches durch die Düsen 39 in die Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material eingeführt wird, dient dazu, ei ne schwache Fluidisierungsregion 38 aus dem fluidisierten Medium zu bilden, und zwar oberhalb der Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material.

Wenn brennbares Material 27 von einem (nicht gezeigten) Versorgungsanschluß geliefert wird, und zwar nach unten in die schwache Fluidisierungsregion 38 hinein, so wird das Verbrennungsmaterial 27, welches in die schwache Fluidisierungszone oder -region 38 mit der absteigenden Strömung 21 eingeführt wird, thermisch zerlegt und ver brannt, und zwar in einer reduzierenden Atmosphäre mit einer kleinen Menge Sauerstoff der schwachen Fluidisie rungszone 18. Sodann wird das brennbare Material 27 in die intensive Fluidisierungszone 19 mit der zirkulie renden Strömung eingeführt und hinreichend verbrannt in einer oxidierenden Atmosphäre mit einer großen Sauersto ffmenge, während das brennbare Material 27 sich nach oben mit der aufwärts gerichteten Strömung 22 in der in tensiven Fluidisierungsregion 19 bewegt. Das brennbare Material 27 wird in einer Kombination derartiger redu zierender und oxidierender Atmosphären verbrannt, auf welche Weise Emissionsgase mit verbesserten Qualitäten abgegeben werden, beispielsweise mit reduzierter Menge an NOx. In einer oberen Zone der intensiven intensiven Flui disierungsregion 19 wird ein Teil des fluidisierten Medi ums, welches auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, zu der schwachen Fluidisierungsregion 20 hin gewendet, wo das fluidisierte Medium mit der absteigenden Strömung 23 ab steigt und daher Wärme auf die plattenartigen Wärmeüber tragungseinheiten 24 überträgt.

Nachdem das fluidisierte Medium Wärme auf die platten artigen Wärmeübertragungseinheiten 24 überträgt, wird das fluidisierte Medium, welches abgestiegen ist, horizontal geleitet und zurück in die intensive Fluidisierungsregion 19 zirkuliert. Zu dieser Zeit ist der größte Teil des nicht-brennbaren Materials enthalten im fluidisierten Medium abgesetzt und durch die Abgabeöffnung 28 für ein nicht-brennbares Material abgegeben.

Die schwache Fluidisierungszone oder -region 20, in der die plattenförmigen Wärmeübertragungseinheiten 24 vorge sehen sind, besitzen eine oxidierende Oxidationsatmo sphäre und tragen das fluidisierte Medium, in dem das brennbare Material hinreichend in der intensiven Fluidi sierungsregion 19 verbrannt ist, in die schwache Fluidi sierungsregion 20 fließt. Daher sind die plattenförmigen Wärmeübertragungseinheiten 24 keiner Korrosion in einer reduzierenden Atmosphäre ausgesetzt. Da die plattenarti gen Wärmeübertragungseinheiten 24 in der schwachen Flui disierungszone 20 vorgesehen sind, sind sie keinem über mäßigen Abrieb ausgesetzt, der ansonsten hervorgerufen würde, durch das Aussetzen gegenüber der intensiven Fluidisierungsregion 19.

Da jede der plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 eine ebene Gestalt besitzt, wie dies oben beschrieben wurde, besteht keine Gefahr, daß das nicht-brennbare Ma terial enthalten in dem brennbaren Material 27, welches auch die Form von Drähten annehmen kann, sich mit den plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 verheddert. Der Ofen 1 mit fluidisiertem Bett kann daher kontinuier lich ohne Fehlfunktion arbeiten.

Fig. 9 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar wie derum mit fluisiertem Bett.

Die Verbrennungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausfüh rungsbeispiel mit fluidisiertem Bett besitzt eine Struk tur bzw. einen Aufbau derart, daß ein Paar von Öfen 1 mit fluidisiertem Bett vorgesehen ist, deren jeder eine Struktur gemäß Fig. 9 besitzt, und zwar sind diese mit einander symmetrisch verbunden bezüglich der Abgabeöff nung 28 für nicht-verbrennbares Material positioniert in der Mitte des Ofens.

Fig. 9 zeigt insbesondere, daß die Verbrennungsvorrich tung mit fluidisierten Bett dritte Diffusions- oder Ver teilerplatten 4 besitzt und zweite Diffusions- oder Ver teilerplatten 3 verbunden mit den dritten Diffusorplatten 4. Eine Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material ist zwischen den zweiten Diffusorplatten 3 definiert. Die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung weist eine Vielzahl von horizontal beabstandeten parallelen plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 auf, und zwar angeordnet in den schwach fluidisierten Regionen 20 oberhalb der dritten Diffusorplatte 4. Brennbares Mate rial 27 wird von einer (nicht gezeigten) Versorgungsöff nung geliefert, und zwar in die schwach fluidisierte Re gion 38 oberhalb der Abgabeöffnung 28 für nicht-brenn bares Material.

Die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel arbeitet in der gleichen Art und Weise wie die Verbrennungsvorrichtung mit flui disiertem Bett gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ge mäß Fig. 8.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 9 sind die ersten, zweiten und dritten Diffusorplatten 2, 3 und 4 als nach unten geneigt dargestellt, und zwar zu der Abga beöffnung 28 für nicht-brennbares Material hin, wobei be merkt sei, daß die ersten, zweiten und dritten Diffusor platten 2, 3 und 4 auch horizontal angeordnet sein kön nen.

Fig. 10 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Verbrennungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß eine nach oben gerichtete Strömung in einer Region oder Zone entwickelt wird, wo die plattenartigen Wärme übertragungseinheiten 24 vorgesehen sind.

Speziell wird wie in Fig. 10 gezeigt, das Fluidisiergas von den Fluidisiergaskammern 7 und 8 durch Düsen 40 ein geführt, und zwar definiert in Seitenwänden der Fluidi siergaskammern 7 und 8, und zwar in die Abgabeöffnung 28 für das nicht-brennbare Material, wodurch eine schwache Fluidisierungsregion 41 aus fluidisiertem Medium gebildet wird, indem das fluidisierte Medium mit einer im wesent lichen geringen Fluidisiergeschwindigkeit fluidisiert wird. Eine geneigte Wand 43 erstreckt sich nach innen von der Seitenwand 33 in einer überhängenden Beziehung zu der dritten Diffusorplatte 4 und der Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material, und zwar zu einer Position oberhalb der zweiten Diffusorplatte 3. Die geneigte Wand 43 dient zur Ablenkung des fluidisierten Mediums, welches sich nach oben bewegt zu der schwachen Fluidisierungsre gion 41 oberhalb der Materialabgabeöffnung 28 für nicht brennbares Material.

Speziell sind die plattenartigen Wärmeübertragungseinhei ten 24 in einer Region, in der das fluidisierte Medium in einer höheren Fluidisiergeschwindigkeit fluidisiert ist, als das für das Medium in der schwachen Fluidisierungsregion 41 gilt, wodurch eine nach oben gerichtete Strömung 42 aus dem fluidisierten Medium gebildet wird, welches durch die geneigte Wand 43 zu der schwachen Fluidisierungsregion 41 hin geleitet wird. In der schwachen Fluidisierungsregion 41 wird eine absteig ende Strömung 44 aus fluidisiertem Medium entwickelt. Die absteigende Strömung 44 aus fluidisiertem Medium besitzt die niedrigste Fluidisierungsgeschwindigkeit, die nach oben gerichtete Strömung 42 aus fluidisiertem Medium be sitzt eine zwischenliegende Fluidisierungsgeschwindigkeit und die nach oben gerichtete Strömung 42 des fluidi sierten Mediums besitzt eine höchste Fluidisierungsge schwindigkeit.

Fig. 11 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung be sitzt die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett eine Struktur derart, daß ein Paar von Öfen mit fluidi siertem Bett verwendet wird, deren jeder eine Struktur gemäß Fig. 10 besitzt, und zwar verbunden miteinander symmetrisch bezüglich der Fluidisiergaskammer 6 positio niert in der Mitte des Ofens. Die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem siebten Ausfüh rungsbeispiel ist funktionell identisch mit der Verbren nungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem sech sten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 und braucht daher hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Fig. 12 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem achten Ausführungsbeispiel besitzt eine dritte Dif fusorplatte 4 angeordnet benachbart zu und sich weg er streckend von einer Seitenwand 33, eine zweite Diffusor platte 3 verbunden mit der dritten Diffusorplatte 4 und eine erste Diffusorplatte 2 horizontal beabstandet von der zweiten Diffusorplatte 3. Eine Abgabeöffnung 28 für nicht-verbrennbares Material ist zwischen den ersten und zweiten Diffusorplatten 2 und 3 definiert. Die Fluidi siergaskammern 6, 7 und 8 sind unterhalb der ersten, zweiten und dritten Diffusorplatten 2 bzw. 3 bzw. 4 defi niert. Fluidisiergas wird von den Fluidisiergaskammern 6 und 7 durch Düsen 39, eingeführt, und zwar sind diese Dü sen in Seitenwänden der Fluidisiergaskammern 6 und 7 de finiert und die Einführung erfolgt an die Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material. Andere Einzelheiten der Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem achten Ausführungsbeispiel sind identisch denjenigen der Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäßig. 1.

Wenn ein brennbares Material 27 von einem (nicht gezeig ten) Versorgungsanschluß nach unten in die schwache Flui disierregion 18 geliefert wird, so wird brennbares Mate rial 27 in die schwach fluidisierte Region 18 mit der ab steigenden Strömung 21 eingeführt und thermisch zerlegt und verbrannt in einer reduzierenden Atmosphäre mit einer kleinen Sauerstoffmenge in der schwach fluidisierten Re gion 18. Sodann wird das brennbare Material 27 mit der zirkulierenden Strömung zu einer oberhalb der Abgabeöff nung 28 für nicht-brennbares Material gelegenen Position geführt. Da eine intensive Fluidisierzone oder -region oberhalb der Abgabeöffnung 28 für nicht-verbrennbares Material durch das Fluidisierungsgas gebildet wird, wel ches von den Düsen 38 eingeführt wird, fällt das nicht brennbare Material enthalten im brennbaren Material 27 in die Abgabeöffnung 28 für das nicht-brennbare Material und es wird von dort aus abhegen. Wenn das fluidisierte Medium, welches eine verminderte Konzentration des nicht brennbaren Materials enthält, die intensive Fluidisie rungsregion 19 oberhalb der zweiten Diffusionsplatte 3 erreicht, so bewegt sich das fluidisierte Medium nach oben mit der Aufwärtsströmung 22 und wird sodann zu der schwachen Fluidisierungszone 20 hin gewendet, in der die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 vorgesehen sind. Da die Konzentration des nicht-brennbaren Materials in dem fluidisierten Medium reduziert wurde, sind die plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten 24 weniger emp findlich gegen eine Verstopfung hervorgerufen durch das nicht-brennbare Material, als dies der Fall ist bei der Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1.

Die Fig. 13 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit flui disiertem Bett gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie in Fig. 13 gezeigt, weist die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem neunten Ausführungsbei spiel einen Ofen 1 mit fluidisiertem Bett auf, der eine erste Diffusions- oder Diffusorplatte 2 aufweist, um eine im wesentlichen niedrig liegende Fluidisierungsgeschwin digkeit dem fluidisierten Medium aufzuprägen, und ferner ist eine zweite Diffusions- oder Diffusorplatte 3 vorge sehen, um eine wesentlich höhere Fluidisierungsgeschwin digkeit im fluidisierten Medium aufzuprägen. Die erste Diffusions- oder Diffusorplatte 2 ist mit der zweiten Diffusionsplatte 3 verbunden, die horizontal beabstandet gegenüber einer Seitenwand 33 vorgesehen ist. Eine Abga beöffnung 28 für nicht-brennbares Material ist zwischen der zweiten Diffusionsplatte 3 und der Seitenwand 33 de finiert. Die ersten und zweiten Diffusionsplatten 2 und 3 sind nach unten zur Abgabeöffnung 28 für nicht-ver brennbares Material geneigt. Die Fluidisiergaskammern 6 und 7 sind unterhalb der ersten und zweiten Diffusorplat ten 2 bzw. 3 definiert. Düsen 45 sind in der Seitenwand 33 definiert und öffnen sich in einem oberen Teil der Ab gabeöffnung 28 für nicht-brennbares Material, um Fluidi siergas in die Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Ma terial auszustoßen. Eine Verbindungsvorrichtung oder Ver bindungsmittel 9 verbinden die Fluidisiergaskammer 6 zur Einführung von Fluidisiergas 12 in die Fluidisiergaskam mer 8 und eine Verbindungsvorrichtung oder Verbindungs mittel 10 verbinden die Fluidisierkammern 7 zum Einführen von Fluidisiergas 13 durch das Ventil V1 in die Fluidi siergaskammer 7. Das Fluidisiergas 13 wird auch an die Düsen 45 über ein Ventil V2 geliefert.

Das Fluidisiergas 12 wird von der Fluidisiergaskammer 6 durch die Düsen 15 definiert in der ersten Diffusions platte 2 in das fluidisierte Bett eingeführt, und zwar mit einer relativ niedrigen Fluidisiergasgeschwindigkeit, wodurch eine schwach fluidisierte Region 18 aus fluidi siertem Medium oberhalb der ersten Diffusionsplatte 2 ge bildet wird. Das Fluidisiergas 13 wird von der Fluidi siergaskammer 7 durch Düsen 16 definiert in der zweiten Diffusionsplatte 3 in das fluidisierte Bett eingeführt, und zwar mit einer relativ hohen Fluidisiergasgeschwin digkeit, wodurch eine intensive Fluidisierungszone oder -region 19 oberhalb der zweiten Diffusionsplatte 3 gebil det wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein absteigender Fluß oder eine absteigende Strömung 21 aus fluidisiertem Me dium in der schwachen Fluidisierungszone oder -region 18 gebildet und eine Aufwärtsströmung oder ein Aufwärtsfluß 22 aus dem fluidisiertem Medium wird in der intensiven Fluidisierungszone oder -region 19 entwickelt. Die Auf wärtsströmung 22 aus fluidisiertem Medium wird durch die geneigte Wand 43 abgelenkt, und zwar zu der schwachen Fluidisierungszone 18 hin. Infolgedessen wird ein Zirku lationsfluß oder eine Zirkulationsströmung entwickelt, in der sich das fluidisierte Medium nach oben in die inten sive Fluidisierungsregion 19 und nach unten in die schwa che Fluidisierungsregion 18 bewegt, und zwar wie dies in dem fluidisierten Bett erzeugt.

Das Fluidisiergas 13 wird auch von den Düsen 45 in den oberen Teil der Abgabeöffnung 28 für nicht-brennbares Ma terial eingeführt, auf welche Weise eine Aufwärtsströmung des fluidisierten Mediums in der intensiven Fluidi sierungsregion 19 gebildet wird. Eine plattenförmige Wär meübertragungseinheit 46 wird aus einer Wandoberfläche der Seitenwand 33 entlang der intensiven Fluidisierungs region 19 gebildet.

Da die plattenförmige Wärmeübertragungseinheit 46 eine planare oder ebene Gestalt besitzt und als eine Wandober fläche dient, ohne einen nach innen ragenden Vorsprung in die intensive Fluidisierungsregion 19, ist das in dem brennbaren Material 27 enthaltene nicht-brennbare Mate rial, welches beispielsweise in der Form von Drähten vor liegt, daran gehindert, sich mit den plattenartigen Wär meübertragungseinheiten 46 zu verwickeln oder zu ver schlingen. Die erfindungsgemäße Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett kann daher ohne jedwede Fehlfunk tion arbeiten.

Fig. 14 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit einem fluidisiertem Bett gemäß einem zehnten Ausführungsbeisp iel der Erfindung.

Gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung be sitzt die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett eine Struktur derart, daß ein Paar von Öfen mit fluidi siertem Bett vorgesehen ist, wobei jeder eine Struktur gemäß Fig. 13 besitzt und wobei diese Öfen miteinander symmetrisch bezüglich der Fluidisiergaskammer 6 positio niert in der Mitte des Ofens verbunden sind. Die Verbren nungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel ist funktionell identisch zu der Ver brennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Fig. 13 und wird daher weiter unten nicht beschrieben.

Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verbrennungsvorrichtung mit fluidisiertem Bett als eine solche mit einem Reaktor mit fluidisiertem Bett be schrieben wurde, ist die Erfindung doch auch bei Verga sungsvorrichtungen anwendbar zur Erzeugung von Gas aus festem Material, welches brennbares Material und nicht- brennbares Material enthält. In diesem Falle ist der Auf bau der Struktur der Vorrichtung identisch zu denjenigen der Fig. 1 bis 14 mit der Ausnahme, daß die Sauer stoffströmungsrate in dem Fluidisierungsgas kleiner ist als eine stöchiometrische Sauerstoffströmungsrate notwen dig zur Verbrennung von an den Ofen geliefertem verbrenn baren Material.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorlie gende Erfindung die folgenden Vorteile besitzt:

(1) Bei der konventionellen Vorrichtung wird nicht-brenn bares Material in der Form von Drähten im Abfallmaterial tendentiell in dem fluidisierten Bett abgeschieden und verwickelt sich mit den Wärmeübertragungsrohren und somit wird die Fluidisierung des fluidisierten Mediums nicht störungsfrei ausgeführt, was die Fehlfunktion des Ofens zur Folge hat. Kein effektives Verfahren zur Wiederge winnung von Energie war bislang verfügbar für industriel le Abfälle einschließlich nicht-brennbarem Material in der Form von Drähten, wie beispielsweise Altreifen. Gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch ist folgendes möglich: Durch die Verwendung der plattenförmigen Wärmeübertra gungseinheit zur Wiedergewinnung von thermischer Energie aus dem fluidisiertem Bett kann brennbares Material, wel ches nicht-brennbares Material in der Form von Drähten enthält, oxidiert werden und thermische Energie kann ohne jedwede Störung daraus wieder gewonnen werden. Es ist so mit möglich, aus industriellen Abfällen Energie wieder zugewinnen, was bislang nicht möglich war.
(2) Das brennbare Material wird in die Zone oder Region mit einer reduzierenden Atmosphäre geliefert, in der eine relativ niedrige Fluidisierungsgeschwindigkeit herrscht und diese wird dem fluidisierten Medium aufgeprägt, wobei die Verbrennung in der reduzierenden Atmosphäre erfolgt, und sodann erfolgt die Verbrennung in einer Zone oder Region mit einer oxidierenden Atmosphäre, in der eine re lativ hohe Fluidisierungsgeschwindigkeit dem fluidisier ten Medium aufgeprägt wird. Das bedeutet, daß das br ennbare Material in einer Kombination aus derartigen re duzierenden oder oxidierenden Atmosphären verbrannt wird, auf welche Weise Abgase abgegeben werden, die verbesserte Eigenschaften besitzen, d. h. reduzierte NOx-Werte. Da ferner eine weitere schwache Fluidisierungsregion mit einer Oxidationsatmosphäre vorgesehen ist, in der die thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung vorgesehen ist, ist die thermische Energiewiedergewinnungsvorrich tung keiner Korrosion in der reduzierten Atmosphäre ausgesetzt.
(3) Das in dem brennbaren Material enthaltene nicht-brenn bare Material wird von der Materialabgabeöffnung für nicht-brennbares Material abgegeben, bevor es die thermi sche Energiewiedergewinnungsvorrichtung erreicht, da die intensive Fluidisierungsregion und die Abgabeöffnung für nicht-brennbares Material zwischen der thermischen Ener giewiedergewinnungsvorrichtung und der Versorgungsöffnung für brennbares Material angeordnet ist. Selbst wenn etwas nicht-brennbares Material die thermische Energiewiederge winnungsvorrichtung erreicht, da die thermische Energie wiedergewinnungsvorrichtung von planarer Gestalt ist, ist keine Gefahr vorhanden, daß das nicht-brennbare Material sich mit der thermischen Energiewiedergewinnungsvorrich tung verwickelt oder verheddert. Somit kehrt das nicht brennbare Material zu der Abgabeöffnung für nicht-brenn bares Material mit der zirkulierenden Strömung zurück und wird dort abgegeben.
(4) Die plattenartige Wärmeübertragungeinheit weist eine Vielzahl von benachbarten Wärmeübertragungsrohren auf, die sich in Windungen parallel zueinander erstrecken und die durch Flossen oder Stege miteinander verbunden sind. Die plattenartigen Wärmeübertragungseinheit ist somit als eine breite für die Wärmeübertragung verfügbare Oberflä che konstruiert. Da die Wärmeübertragungsrohre eine rela tiv kleine Länge besitzen können, ist jedweder Druckver lust darinnen relativ klein. Wenn eine Oberfläche verfüg bar für die Wärmeübertragung konstant bleibt und eine Zirkulationspumpe mit der plattenförmigen Wärmeübertra gungseinheit verwendet wird, die die gleiche Ausgangs leistung besitzt, dann kann die Anzahl der plattenartigen Wärmeübertragungseinheiten reduziert werden, die ein Oberflächengebiet vorsieht. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, aus Abfällen wiedergewinnbare Energie zu erhal ten, wie beispielsweise aus Abfall oder Altreifen, wobei dieses Abfallmaterial nicht-brennbares Material enthält, beispielsweise in der Form von Drähten, die ansonsten die Fehlfunktion von Öfen hervorrufen.

Abwandlungen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der obigen Beschreibung.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Einen Reaktor der fluidisierten Bettbauart geeignet zur gleichförmigen Oxidierung, d. h der Verbrennung oder Ga sifikation von festem Material, welches brennbares Mate rial und nicht brennbares Material enthält, und zur sta bilen Wiedergewinnung von thermischer Energie aus dem oxidierten verbrannten Material, wobei das nicht-brenn bare Material glatt und ungestört abgegeben wird. Der Re aktor mit fluidisiertem Bett weist eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrichtungen auf, und zwar ange ordnet am Boden des Ofens mit fluidisiertem Bett zum Auf prägen unterschiedlicher Fluidisierungsgeschwindigkeiten auf das fluidisierte Medium in einem fluidisierten Bett in dem Ofen mit fluidisiertem Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung aus fluidisiertem Medium in ei ner Fluidisierungsregion mit einer beträchtlich hohen Fluidisierungsgeschwindigkeit aus dem fluidisierten Me dium und mit einer absteigenden Strömung des fluidisier ten Mediums in einer Fluidisierungsregion mit einer be trächtlich geringen Fluidisierungsgeschwindigkeit des Fluidisierungsmediums und wobei ferner eine plattenför mige thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung vorge sehen ist, und zwar angeordnet in der Fluidisierungsre gion mit sehr beträchtlich niedrigen und im wesentlichen niedrig liegenden Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidisierten Mediums und mit einer Wärmewiedergewin nungsoberfläche, die sich vertikal erstreckt.

Claims

1. Reaktor mit fluidisiertem Bett zum Oxidieren brenn baren Materials, welches nicht-brennbares Material enthält, und zwar in einem Ofen mit fluidisiertem Bett, der ein fluidisiertes Medium darinnen enthält, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrich tungen, angeordnet am Boden des Ofens mit fluidi siertem Bett zum Liefern von Fluidisiergas und zum Aufprägen unterschiedlicher Fluidisiergeschwindig keiten auf das fluidisierte Medium in einem fluidi sierten Bett in dem Ofen mit fluidisierten Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung des fluidisierten Mediums in einer Fluidisierungsregion mit einer im wesentlichen hohen Fluidisierungsge schwindigkeit des fluidisierten Mediums und mit ei ner absteigenden Strömung des fluidisierten Mediums in einer Fluidisierungsregion mit einer im wesentli chen niedrigen Fluidisierungsgeschwindigkeit des Fluidisierungsmediums, und
eine vorzugsweise plattenförmige thermische Energie wiedergewinnungsvorrichtung angeordnet in der Fluidisierungsregion mit der im wesentlichen nied rigen Fluidisierungsgeschwindigkeit des Fluidi sierungsmediums, wobei die plattenartige thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung eine Wärmewie dergewinnungsoberfläche aufweist, die sich vorzugs weise vertikal erstreckt.

2. Reaktor mit fluidisiertem Bett insbesondere nach An spruch 1, wobei die plattenartige thermische Ener giewiedergewinnungsvorrichtung mindestens eine plat tenartige Wärmewiedergewinnungseinheit aufweist mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren, die in einer Ebene liegen und verbunden sind miteinander durch Flossen oder Platten, und wobei die Wärmeüber tragungsrohre gemeinsam die erwähnte Wärmewiederge winnungsoberfläche bilden.

3. Ein Reaktor mit fluidisiertem Bett zum Oxidieren von brennbarem Material, welches nicht-brennbares Mate rial enthält, und zwar in einen Ofen mit fluidisier tem Bett, der ein fluidisiertes Medium darin ent hält, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrich tungen, angeordnet am Boden des Ofens mit fluidi siertem Bett zum Liefern von Fluidisiergas und zum Aufprägen unterschiedlicher Fluidisierungsgeschwin digkeiten auf das fluidisierte Medium in einem flui disierte Bett in dem Ofen mit fluidisiertem Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung aus dem fluidisierten Medium in eine Fluidisierungsregion mit im wesentlichen hoher Fluidisierungsgeschwindig keit des fluidisierten Mediums und mit einer abstei genden Strömung aus dem fluidisierten Medium in einer Fluidisierungsregion mit einer im wesentlichen niedrigen Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidi sierten Mediums;
eine geneigte Wand positioniert an einem oberen Teil der nach oben gerichteten Strömung aus dem fluidi sierten Medium zum Ablenken der Strömung des fluidi sierten Mediums zur Bildung einer absteigenden Strömung des fluidisierten Mediums in der Fluidi sierungsregion mit der niedrigsten Fluidisierungs geschwindigkeit des fluidisierten Mediums, und mit einer nach oben gerichteten Strömung des fluidi sierten Mediums in einer Fluidisierungsregion mit einer dazwischenliegenden oder mittleren Fluidisie rungsgeschwindigkeit des fluidisierten Mediums der art, daß eine mäßige Aufwärtsströmung gebildet wird; und
eine plattenartige thermische Energiewiedergewin nungsvorrichtung, angeordnet in der Fluidisie rungsregion mit der mittleren Fluidisierungsge schwindigkeit des fluidisierten Mediums, wobei die plattenartige thermische Energiewiedergewinnungsvor richtung mindestens eine Wärmewiedergewinnungsober fläche besitzt, die sich vertikal erstreckt.

4. Reaktor mit fluidisiertem Bett gemäß Anspruch 3, wo bei die plattenartige thermische Energiewiederge winnungsvorrichtung mindestens eine plattenartige Wärmewiedergewinnungseinheit aufweist mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren, die in einer Ebene liegen und miteinander durch Flossen oder Platten verbunden sind, wobei die Wärmeübertra gungsrohre gemeinsam die erwähnte Wärmewiedergewin nungsoberfläche vorsehen.

5. Reaktor mit fluidisiertem Bett zum Oxidieren von brennbarem Material, welches nicht-brennbares Mate rial enthält, und zwar in einem Ofen mit fluidi siertem Bett, welcher fluidisiertes Medium darinnen enthält, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Unterteilungswand, die den Innenraum des Ofens mit fluidisiertem Bett unterteilt, und zwar in einer Vielzahl von Regionen oder Zonen zur Erzeugung einer Vielzahl von fluidisierten Betten darin, und wobei die fluidisierten Betten miteinander oberhalb und unterhalb der Unterteilungswand in Verbindung ste hen;
eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrichtun gen angeordnet am Boden des Ofens mit fluidisiertem Bett zur Lieferung von Fluidisierungsgas und zum Auf prägen unterschiedlicher Fluidisierungsgeschwindig keiten auf das fluidisierte Medium in einem fluidi siertem Bett in dem Ofen mit fluidisiertem Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung aus dem fluidisierte Medium in eine Fluidisierungsregion mit einer im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwindig keit aus dem fluidisiertem Medium und mit einer ab steigenden Strömung aus dem fluidisierten Medium in einer Fluidisierungsregion mit einem im wesentlichen niedrigen Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidisierten Mediums und wobei ferner ein Teil der nach oben gerichteten Strömung des fluidisierten Me diums oberhalb des oberen Endes der erwähnten Unter teilungswand in eines der fluidisierten Betten ein geführt wird, welches ein bewegendes Bett bildet, um so zu bewirken, daß das fluidisierte Medium mäßig oder moderat absteigt, und Rückführung über eine ge meinsamen Anschluß unterhalb der Unterteilungswand zu dem anderen der fluidisierten Betten mit der we sentlich höheren Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidisierten Mediums für die Zwecke der Zirkulati on; und
eine plattenförmige Energiewiedergewinnungsvorrich tung angeordnet in dem fluidisierten Bett, welches das erwähnte absteigende bewegende Bett bildet.

6. Reaktor mit fluidisiertem Bett gemäß Anspruch 5, wo bei die plattenförmige thermische Energiewiederge winnungsvorrichtung mindesten eine plattenförmige Wärmeübertragungseinheit aufweist mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren, die in einer Ebene lie gen und die miteinander durch Flossen oder derglei chen verbunden sind, wobei die Wärmeübertragungs rohre gemeinsam eine einzige Wärmewiedergewinnungs oberfläche bilden.

7. Reaktor mit fluidisiertem Bett nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Unterteilungswand und die plattenartige thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung inte gral miteinander verbunden sind.

8. Ein Reaktor mit fluidisiertem Bett zum Oxidieren brennbaren Materials, welches nicht-brennbares Mate rial enthält, und zwar in einem Ofen mit fluidi siertem Bett, der fluidisiertes Medium darinnen ent hält, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Vielzahl von Fluidisiergasdiffusionsvorrichtung angeordnet am Boden des Ofens mit fluidisiertem Bett zum Liefern von Fluidisierungsgas und zum Aufprägen unterschiedlicher Fluidisierungegeschwindigkeiten auf das fluidisierte Medium in einem fluidisierten Bett in dem Ofen mit fluidisiertem Bett zur Bildung einer nach oben gerichteten Strömung aus dem flui dierten Medium in einer Fluidisierungsregion mit ei ner im wesentlichen hohen Fluidisierungsgeschwin digkeit des fluidisierten Mediums und mit einer ab steigenden Strömung des fluidisierten Mediums in einer Fluidisierungsregion mit einer im wesentlichen niedrigen Fluidisierungsgeschwindigkeit des fluidi sierten Mediums;
eine geneigte Wand positioniert an einem oberen Teil der nach oben gerichteten Strömung des fluidisierten Mediums zum Ablenken der Strömung des fluidisierten Mediums; und
eine plattenförmige Wärmeübertragungsoberfläche vor gesehen an einer Seitenwand des Ofens mit fluidi siertem Bett und sich zu einem unteren Ende der ge neigten Wand erstreckend.

9. Reaktor oder Verbrennungsvorrichtung mit fluidi siertem Bett zum Oxidieren von brennbarem Material, welches nicht-brennbares Material enthält, und zwar in einem Ofen mit fluidisiertem Bett, der ein flui disiertes Medium darinnen enthält, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Fluidisiergasdiffusionsvorrichtung angeordnet am Boden dem Ofens mit fluidisiertem Bett zur Lie ferung von Fluidisierungsgas und zum Aufprägen einer im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwindigkeit auf das fluidisierte Medium zur Bildung einer intensiven Fluidisierregion oder -zone;
Fluidisiergasdiffusionsvorrichtung angeordnet am Bo den des Ofens mit fluidisiertem Bett zur Lieferung eines Fluidisiergases, und zwar angeordnet auf jeder Seite der Fluidisiergasdiffusionsvorrichtung zum Aufprägen einer im wesentlichen niedrigen Fluidi siergeschwindigkeit auf das fluidisierte Medium zur Bildung von schwachen Fluidierzonen oder -regionen; eine thermische Energiewiedergewinnungsvorrichtung angeordnet in einer der schwachen Wärmefluidisierre gionen;
einen Lieferanschluß zur Lieferung von brennbarem Material in die andere der erwähnten schwachen Flui disierregionen; und
eine Abgabeöffnung für nicht-brennbares Material an geordnet zwischen der Fluidisiergasdiffusionsvor richtung zum Aufprägen der im wesentlichen hohen Fluidisiergeschwindigkeit auf das fluidisierte Me dium ,und wobei die Fluidisiergasdiffusionsvorrich tung die im wesentlichen niedrige Fluidisierge schwindigkeit im fluidisiertem Medium aufprägt.

10. Reaktor mit fluidisiertem Bett nach Anspruch 9, wo bei die Menge an Sauerstoff enthalten in dem Fluidi sierungsgas derart eingestellt wird, daß die erwähn te schwache Fluidisierregion, an die das brennbare Material geliefert wird, eine reduzierende Atmosphä re besitzt und daß intensive Fluidisierungsregion eine oxidierende Atmosphäre besitzt.

11. Reaktor mit fluorisiertem Bett nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Wiedergewinnungsvorrichtung für ther mische Energie eine plattenartige thermische Ener giewiedergewinnungsvorrichtung aufweist.

12. Reaktor mit fluidiziertem Bett nach Anspruch 11, wo bei die plattenförmige thermische Energiewiederge winnungsvorrichtung mindestens eine plattenförmige Wärmeübertragungseinheit aufweist mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren, die in einer Ebene lie gen, und die miteinander verbunden sind, und zwar insbesondere durch Flossen oder Lamellen, und wobei die Wärmeübertragungsrohre gemeinsam eine einzige Wärmewiedergewinnungsoberfläche vorsehen.