DE20213861U1 - Gas nozzle for the formation and maintenance of a fluidized bed - Google Patents
Gas nozzle for the formation and maintenance of a fluidized bedInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasdüse zur Bildung und Aufrechterhaltung einer Wirbelschicht in einem Raum, mit einem zentralen Gaszufuhrrohr, dessen Oberseite eine Anzahl Löcher zum Austritt des Gases aufweist und welches eine am Rohr befestigte Haube umfasst mit einer seitlichen das gelöcherte Rohr umgebende Schürze, um zu verhindern, dass das Bettmaterial in das Rohr dringt.The present invention relates to a gas nozzle for forming and maintaining a fluidized bed in a space, with a central gas supply pipe, the top of which has a number of holes for the gas to escape and which comprises a hood attached to the pipe with a side apron surrounding the perforated pipe to prevent the bed material from penetrating into the pipe.
&iacgr;&ogr; Derartige Düsen werden in Brennkammern oder Einäscherungsanlagen benutzt, um durch den Boden Gas unter Druck einzublasen zur Bildung einer Wirbelschicht des Brennstoffs und des zu verbrennenden Materials. Bis jetzt hatten die Hauben, welche auf den Gaszuleitungsrohren sassen, eine zylindrische Form und ihr unterer Teil war mit einem Gewinde versehen, um auf ein entsprechendes Gewinde des Rohres aufgeschraubt zu werden. Die Hauben hatten ausserdem im unteren Teil oberhalb des Gewindes eine Anzahl einzelner Öffnungen, um den Austritt des Wirbelschichtgases zu ermöglichen. Wegen den abrasiven Eigenschaften des die Wirbelschicht bildenden Bettmaterials, gewöhnlich Sand und dem Durchrühren des Materials, so wie den am Ausgang der Gase entstehenden Wirbeln, hat man einen sehr schnellen Verschleiss an den Gasaustrittsöffnungen festgestellt. Dieser Verschleiss vergrössert die Öffnungen, bis die Trennung zwischen Nachbaröffnungen vollständig verschwindet, was zur Folge hat, dass die Hauben nicht mehr gehalten sind und herausgeschleudert werden. Das Ersetzen verlangt die Stillegung der Brennkammer und eine vollständige Entleerung.&iacgr;&ogr; Such nozzles are used in combustion chambers or incinerators to inject gas under pressure through the floor to form a fluidized bed of fuel and material to be burned. Until now, the caps which sat on the gas supply pipes were cylindrical in shape and their lower part was threaded to screw onto a corresponding thread on the pipe. The caps also had a number of individual openings in the lower part above the thread to allow the fluidized bed gas to escape. Due to the abrasive properties of the bed material forming the fluidized bed, usually sand, and the stirring of the material, as well as the vortices created at the exit of the gases, it has been observed that the gas outlet openings wear out very quickly. This wear enlarges the openings until the separation between adjacent openings disappears completely, with the result that the caps are no longer held in place and are thrown out. Replacing it requires shutting down the combustion chamber and completely emptying it.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer verbesserten Düse mit einer wesentlich längeren Betriebsdauer als die 1 bekannten Düsen.The object of the present invention is to provide an improved nozzle with a significantly longer operating time than the 1 known nozzles.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung eine Düse der eingangs genannten Art vor, welche im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass der untere Rand der Schürze und die Rohrwand eine ringförmige Austrittsöffnung des Druckgases bilden.To solve this problem, the present invention proposes a nozzle of the type mentioned above, which is essentially characterized in that the lower edge of the skirt and the tube wall form an annular outlet opening for the compressed gas.
Die Schürze der Haube hat vorzugsweise eine nach unten divergierende kegelstumpfförmige Form.The skirt of the hood preferably has a frusto-conical shape that diverges downwards.
Die Haube kann durch Schweissen am Rohrkopf befestigt werden.The hood can be attached to the pipe head by welding.
Der Fuss des Rohres ist vorzugsweise von einer ringförmigen Scheibe aus Stahl oder aus feuerfestem Material umgeben, dessen Durchmesser wenigstens so gross ist, wie derjenige des unteren Randes der Haube.The base of the tube is preferably surrounded by an annular disc made of steel or refractory material, the diameter of which is at least as large as that of the lower edge of the hood.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the claims and the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:
- Figur 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine bekannte &iacgr;&ogr; Düse.- Figure 1 is a schematic axial section through a known &iacgr;&ogr; nozzle.
- Figur 2 einen schematischen Axialschnitt durch eine erfindungsgemässe Düse.- Figure 2 shows a schematic axial section through a nozzle according to the invention.
Figur 1 zeigt eine bekannte Düse, welche benutzt wird, um im Boden von Brennkammern oder Abfallverbrennungsanlagen angebracht zu werden, um durch Einschleusen von Druckgas die Wirbelschicht aufrecht zu erhalten. Die Düse umfasst im wesentlichen ein Rohr 10, das sich aus dem Brennkammerboden herausstreckt. Der Kopf des Rohres 10 ist geschlossen aber der obere Teil des Rohres besitzt eine Reihe seitlicher Öffnungen 12, welche den Austritt des Wirbelschichtgases ermöglichen.Figure 1 shows a known nozzle which is used to be placed in the bottom of combustion chambers or waste incineration plants in order to maintain the fluidized bed by introducing pressurized gas. The nozzle essentially comprises a tube 10 which extends from the bottom of the combustion chamber. The head of the tube 10 is closed but the upper part of the tube has a series of lateral openings 12 which allow the fluidized bed gas to escape.
Um zu verhindern, dass das aufgewirbelte Bettmaterial in die Öffnungen dringt, sitzt eine hülsenförmige Haube 14 auf dem Rohr 10. Diese Haube 14 besitzt am offenen Unterteil ein inneres Gewinde 16, welches auf ein entsprechendes Gewinde des Rohres 10 geschraubt werden kann. Um den Austritt des Wirbelschichtgases zu ermöglichen, hat die Haube im unteren Bereich oberhalb des Gewindes 16 eine Reihe Austrittsöffnungen 18.To prevent the fluidized bed material from entering the openings, a sleeve-shaped hood 14 is placed on the pipe 10. This hood 14 has an internal thread 16 on the open lower part, which can be screwed onto a corresponding thread of the pipe 10. To allow the fluidized bed gas to escape, the hood has a row of outlet openings 18 in the lower area above the thread 16.
Wie in der Einleitung erwähnt, entsteht im Bereich dieser Öffnungen 18 ein sehr starker durch Abrasion hervorgerufenen Verschleiss. Dieser Verschleiss führt sehr schnell zum Verschwinden der Trennung zwischen den benachbarten Öffnungen, um den oberen Teil der Haube demgemäss zu befreien.As mentioned in the introduction, very strong wear due to abrasion occurs in the area of these openings 18. This wear leads very quickly to the disappearance of the separation between the adjacent openings, thus freeing the upper part of the hood.
Zur Verhinderung dieses Vorgangs schlägt der Erfindung eine Düse vor, wie sie in Figur 2 gezeigt ist. Diese Düse umfasst ebenfalls ein Rohr 20 ähnlich, wie das Rohr 10 von Figur 1 mit einer Anzahl Gasaustritts-Öffnungen 22. Das Rohr 20 ist mit einer Haube 24 bedeckt, welche diesmal glockenförmig ist, mit einer Kuppel 26 und einer seitlichenTo prevent this process, the invention proposes a nozzle as shown in Figure 2. This nozzle also comprises a tube 20 similar to the tube 10 of Figure 1 with a number of gas outlet openings 22. The tube 20 is covered with a hood 24, which this time is bell-shaped, with a dome 26 and a lateral
kegelstumpfförmigen nach unten divergierenden Schürze 28. Die Haube 24 ist fest mit dem Rohr 20 z.B. mittels einer Schweissverbindung zwischen der Haube 26 und dem Rohrkopf 20 oder durch Verschraubung verbunden. Die divergierende Schürze 28 bildet demgemäss mit dem Rohr 20 eine ringförmige Öffnung, durch welche die Gase nach unten ausweichen können und welche gleichzeitig verhindert, dass das Bettmaterial in das Rohr 20 dringt. Die Divergenz der Schürze ist dem Gasdurchfluss angepasst. Da das Gas senkrecht unter Druck auf den Raumboden gerichtet ist, ist vorzugsweise unter der Haube 28, um dasfrustoconical downwardly diverging apron 28. The hood 24 is firmly connected to the pipe 20, e.g. by means of a welded connection between the hood 26 and the pipe head 20 or by screwing. The diverging apron 28 accordingly forms an annular opening with the pipe 20 through which the gases can escape downwards and which at the same time prevents the bed material from penetrating into the pipe 20. The divergence of the apron is adapted to the gas flow. Since the gas is directed vertically under pressure to the floor of the room, preferably under the hood 28 in order to
&iacgr;&ogr; Rohr 20 eine Schutzscheibe aus feuerfestem Stahl oder aus Keramik vorgesehen, wie mit 30 angedeutet.β ...
Eine erfindungsgemässe Düse ermöglicht eine Betriebsdauer, die etwa zwei bis vier mal länger ist, als jene herkömmlicher Düsen.A nozzle according to the invention enables an operating time that is approximately two to four times longer than that of conventional nozzles.
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