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Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Preßlingen mit heißem fluidisierten
Teilchenmaterial Die Erfindung betrifft die thermische Behandlung von Preßt lingen
in Betten aus heißem Teilchenmaterial, welche kontinuielich oder intermittierend
fluidisiert sind. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Verbesserung
der thermischen und betrieblichen Wirksamkeit solcher Vorgangs.
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In der nachstehenden. Beschreibung ist unter der Bezeichnung Preßling
ein geformter Klumpen zu verstehen, der durch Zuk sammenpressen von Teilihenmaterlal
gebildet ist, Bekannte Beispiele von Preßlingen sind Briketts und Würfel.
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Dle Verfahren, welche in erster Linie in Frage kommen, sind jene,
bei welchen Preßlinge, die håuptsSchlich aus Kohle oder Kohlenmischungen bestehen,
erhitzt werden, um volle ständig oder teilweise verkokte Brennstoffe für verschiedene
Zwecke zu bilden. Die thermische Behandlung von Kohlepreß" lingen in im wesentlichen
waagerechten Betten aus heißem fluidisierten Telichenmaterial, wie z. B. Silikasand,
ist bekannt und wird in einer Anzahl betriebsmäßiger Vorgänge verwendet. Bei solchen
Verfahren kann der Sand intern mittierend - fluidisiert werden, um abwechselnd fluidisierte
und statische Periöden zu erhalten. Die Fluidisierung wird bew wirkt, indem ein
entsprechendes Gas bei angemessener Temperatur unter angemessenem Druck und mit
angemessener Geschwindigkeit durch einen Verteiler im Boden des Bettes zugeführt
wird. Der Verteiler kann aus pordsen oder gelochten Platten aus verschiedenen Materialien,
sowie aus Blaserohren oder Gitterrosten bestehen. Gewöhnlich ist der Raum unterhalb
des Verteilers umschlossen, um eine Kammer zu bilden, in welche das Gas eingeführt
wird, bsevor danselbe durch den Verteiler hindurchgeht
Bei solchen
Verfahren können die Preßlinge am einen Ende eines Kanals, der das fluidisierte
Bett enthält, eingerührt und am anderen Ende abgeführt werden. Das heiße Teilchenmaterial
kann zusammen mit den Preßlingen eingeführt werden und in manchen Fällen können
zusätzliche Mengen heißen Teilchenmaterials an anderen Stellen langs des Kanals
zugeführt werden.
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Bei den meisten Verfahren werden die Preßlinge am Auslaß ende des
Kanals zusammen mit dem Teilchenmaterial abgeführt.
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Bemerkenswerte Merkmale solcher Verfahren, die als unerwünscht angesehen
werden können, sind folgende: a) Wenn die Fluidisierung unterbrochen wird, kann
ein Teil des Teilchenmaterials durch die Öffnungen des Verteilers fließen oder sich
in denselben festsetzen, wodurch eine spätere zufriedenstellende Fluidisierung gestört
oder verhindert wird.
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b) Wenn Teilchenmaterial, das als ein Wärmeträger dient, mit den Preßlingen
abgeführt wird, werden sowohl die auf die Preßlinge übertragene Wärmemenge als auch
die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung begrenzt. Bei manchen Anwendungen wäre
das Verfahren thermisch viel wirksamer, wenn zusätzliche Mengen heißen Teilchenmaterials
an verschiedenen Stellen längs der Oberseite des Bettes zugeführt werden könnten.
Um eine maximale Wirksamkeit zu erzielen» soll Teilehenmaterial, das bereits einen
Teil seiner Wärme an die Preßlinge abge geben hat, ebenfalls aus dem Bett entfernt
werden. Ein solches System würde auch eine erhöhte Kontrolle über die Geschwindigkeit
der Wärmeübertragung an die Preßlinge an verw schiedenen Stellen längs des Kanals
ergeben.
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Die nachstehende Beschreibung beschreibt Vorrichtungen, welche bei
der therr schen Behandlung von Preßlingen in Betten aus heißem Teilohematerial verwendet
werden können Sie beschreibt Verteiler, durch welche Gas eingerührt werden kann,
um das Bett zu fluidisieren und auch Systsne, welche die Entfernung des Teilchenmaterials
vom Boden des Bettes ermöglichen.
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Die besonderen Vorteile, welche für die Erfindung beansprucht werden,
sind folgende: a) Der beschriebene Verteiler ist unter intermittierenden Fluidisierungsbedingungen
zuverlässig.
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b) Die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung auf die Preßlinge kann
vergrößert werden, indem Teilchenmaterial vom Boden des Bettes entfernt, wieder
erhitzt und an der Oberseite des Bettes wieder eingeführt wird. Dies kann kontinuierlich
oder an einer Anzahl von Stellen längs des Bettes geschehen.
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c) Die Erfindung bringt keine ernstlichen Abdichtungsprobleme mit
sieh.
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d) Teilchenuaterial kann wirksam und in einem einzigen Vorgang entfernt,
wieder erhitzt und zur Oberseite des Bettes get fördert werden.
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Im Gegensatz zu bekannten Ausbildungen des Verteilers, der den Boden
des Bettes bildet, besteht der Verteiler gemäß der Erfindung aus einem Netz von
Rohren oder Leitungen, das im Grundriß im wesentlichen offen ist Das Bett des Teilchen
materials kann sich daher unterhalb des Verteilernetzes nach unten fortsetzen, obwohl
die Flüldisierung nur aufwärts vom Verteiler erfolgen kann. Ein Gitterrost oder
ein Sieb aus entsprechendem Material unmittelbar oberhalb des Verteilers verhindern,
daß Preßlinge nach unten absinken, während dies dem Telicheniaterial erodglicht
wird. Eine solche Anordnung hat die wertvolle Eigenschaft, daß Teilchenmaterial
leicht aus den unteren Teilen des Bettes entfernt werden kann, ohne daß koiplizlerte
Abdichtungseinrichtungen erforderlich sind.
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Überdies können solche Entnahmen an irgendwelchen Stellen oder längs
ausgewählter Abschnitte des Kanals vorgenommen werden.
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In der Zeichnung zeigt: Figur l eine beispielsweise Ausführungsform
eines
Verteilers gemäß der Erfindung und Figur 2 eine abgeänderte
Ausführungsform des Verteilers.
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Das Netz der Rohre oder Leitungen, welche den Verteiler bilden, hat
die Aufgabe, das aus einer oder mehreren Quellen zugeb führte Fluidisierungsmedium
auf eine größere Anzahl von Stellen zu verteilen, an welchen das Fluidisierungsmedium
in das Bett freigegeben wird Eine richtige Ausbildung des Verteilers gemäß der Erfindung
gibt Gelegenheit zu den folgenden Ert wägungen: Die Stellen, an welchen das Fluidisierungsmedium
freigegeben wird, sollen in einem regelmäßigen Muster über eine ebene oder nahezu
ebene Oberfläche verteilt sein, die zur oberen Oberfläche des eine dichte Phase
aufweisenden fluidisierten Bettes annähernd parallel ist.
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Die tatsächlichen Freigabestellen im Verteiler haben die Form von
Öffnungen oder Schlitzen, welche in der Beschreibung allgemein als Düsen bezeichnet
werden, durch welche das Fluidisierungsmedium unter dem Einfluß von Druck in das
Bett austritt. Es ist von Personen, die mit den Erscheinungen der Fluidisierung
vertraut sind, weitgehend anerkannt, daß die Düsen bei den beträchtlichen Strömungsgeschwindigkeiten
einen Druckunterschied erzeugen werden, d. h. dne Abnahme des statischen Drucks
längs des Strömungsweges des Mediums, gemessen unmittelbar stromaufwärts und unmittelbar
stromabwärts von der Düse. Dieser Druckunterschied an der Düse soll von der gleichen
Größenordnung sein wie der Druckunterschied durch das fluidisierte Bett. Aus der
Bezeichnung 11gleiche Größenordnung" ist zu folgern, daß das Verhältnis des größeren
zum kleineren weniger als 5 beträgt.
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Die genaue Form und Anordnung der Düsen bildet keinen Teil der Erfindung.
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Die Querschnittsabmessungen der Rohre des Verteilers gemäß der
Erfindung
sollen so ausgebildet sein daß die Drücke unmittelbar stromaufwärts von den Düsen
unter den gewUnechbn Betrlebsw bedingungen im wesentlichen konstant sind, d0 h.
die gesamte Veränderung des Drucks soll kleiner sein als 1/2 und vorzugsz weise
kleiner als l/lo des Druckunterschiedes durch das fluidisierte Bett. Verteilernetze,
welche diesem Erfordernis nicht entsprechen, ergeben eine unregelmäßige und a unausge
glichene Leistung.
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Eine besondere Ausbildung, die eine Ausführungsform der Erfindung
darstellt, ist insbesondere zu empfehlen, wenn intern mittierende Fluidisierung
verwendet werden soll. Bei dieser Ausbildung befindet sich jede Düse am oberen Ende
eines senkrechten oder nahezu senkrechten Rohres oder einer Leitung, in welche das
Medium durch ein waagerechtes oder nahezu waagerechtes Rohr oder eine Leitung eintritt,
die einen Teil des Verteilernetzes bildet. Ein Beispiel dieser Ausbildung ist in
Figur 2 gezeigt. Die Länge der senkrechten Leitung unterhalb der waagerechten Leitung
soll genügend groß sein, um den Durch gang wesentlicher Mengen des Mediums auf andere
Weise als durch den Verteiler zu verhindern. Je nach der Art des verwendeten Verteilers
kann nach Beendigung jeder Fluidisierungsperiode eine Menge des Teilchenmaterials
in das Verteilernetz zurückfallen. Bei einer gemäß der Erfindung entsprechend ausgebildeten
Vorrichtung wird dieses Teilohenmaterial an der waagerechten Einlaßleitung vorbei
in der im wesentlichen senkrechten Leitung nach unten fallen und ggfs. das untere
Ende der senkt rechten Leitung erreichen, von wo dasselbe in zurrledenstellender
Weise abgeführt werden kann. Eine solche Vorrichtung wird während der intermittierenden
Fluidisierung ohne Verstopfung unbegrenzt arbeiten.
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Gemäß der Erfindung kann irgendeine entsprechende Einrichtung zum
Entfernen von Teilchenmaterial vom Boden des Bettes, sowie zum Wiedererhitzen und
Fördern desselben verwendet werden. Eswurde jedoch gefunden, daß die Verwendung
einerorrichtung, wie sie in der Patentanmeldung Nr. ...................... beschrieben
ist, für die Mitnahme und die Förderung von Teil¢henw material durch ein Medium
sehr geeignet ist. -Wenn das für diese
Vorrichtung verwendete Medium
ein heißes Gas von enssprecnénder Zusammensetzung und Temperatur ist, kann das Teilchenmaterial
in wirksamer Weise vom fluidisierten Bett entfernt, wieder erhitzt und auf die Oberseite
des Bettes angehoben werden.
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P a t e nta n s p r ü c h e :