DE2155898A1

DE2155898A1 - Gasverteiler für Wirbelschichtbetten

Info

Publication number: DE2155898A1
Application number: DE19712155898
Authority: DE
Inventors: Bruce Ronald North Lambton New South Wales Evans (Australien)
Original assignee: Broken Hill Pty Co Ltd
Current assignee: Broken Hill Pty Co Ltd
Priority date: 1970-11-10
Filing date: 1971-11-10
Publication date: 1972-05-18
Also published as: GB1341617A; JPS523336B1; CA962434A; ZA717286B; CS166789B2; DE2155898B2; FR2113737A5; US3792816A; BE775088A

Description

2155898 Patentanwalt Dtpl.-Phys. Gerhard Lied) 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84 62

B 5422

THE BROKEN HILL PROPRIETARY COMPANY LIMITED, 500 Bourke Street, MELBOURNE/Australien

Gasverteiler für Wirbelschichtbetten

Die Erfindung betrifft Gasverteiler für eine Wirbelschichtbettvorrichtung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Wirbelschichtbetten aus heißen Stoffteilchen zur Verkokung von in das Wirbelschichtbett versenkten grubenfeuchten Kohlebriketts.

Damit ein Gasverteiler für intermittierende Wirbelschichtverfahren geeignet ist, muß er so ausgebildet sein, daß der Rückstrom der das Wirbelschichtbett bildenden Stoffteilchen, der die Tätigkeit des Gasverteilers be-

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hindern oder sogar unterbinden würde, vermieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasverteiler für eine Wirbelschichtbettvorrichtung zu schaffen, der die Stoffteilchen zufriedenstellend zerwirbelt und den unerwünschten Rückstrom der Wirbelschichtbetteilchen, der den Gasverteiler zu blockieren sucht, verhindert.

Hierbei bedeutet der Ausdruck "Gas" Luft oder jedes andere strömende Gas oder Dampf, wie Wasserdampf oder Flüssig-Petroleum-Gas.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Gasverteiler für eine Wirbelschichtbettvorrichtung erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß zwei ineinander angeordnete Rohre vorgesehen sind, die zwischen wenigstens einem wesentlichen Teil ihrer einander benachbarten Umfangsflachen einen Zwischenraum aufweisen und von denen das Innenrohr mit Öffnungen zum Auslaß des Gases in den Zwischenraum und das Außenrohr mit Öffnungen zum · Auslaß des Gases vom Zwischenraum zum Wirbelschichtbett versehen ist.

Die Rohre können querschnittlich zylindrisch, polygonal sein oder eine andere geeignete Form aufweisen; sie sind jedoch vorzugsweise zylindrisch. Das Innenrohr kann konzentrisch oder exzentrisch innerhalb des Außenrohres angeordnet sein.

Der Ausdruck "Öffnungen" umfaßt Öffnungen von kreisförmiger, polygonaler oder anderer geeigneter Form.

Um den Rückstiom dar Stoffteilchen in den Zwischenraum zwischen den Rohren zu verringern oder zu verhindern, sind die Öffnungen im Außenrohr vorzugsweise nach unten gerichtet angeordnet, d.h. im unteren Drittel des Außenrohrumfangs, wobei sie bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Umfangsabstand zur untersten Stelle des Außenrohres aufweisen, der 1/8 des Rohrumfangs nicht übersteigt.

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Damit der Gasstrom im Innenrohr die Stoffteilchen durch die Öffnungen im Innenrohr treiben kann, sind diese Öffnungen vorzugsweise an der tiefsten Stelle des Rohres angeordnet, wobei es wünschenswert ist, daß sie sich um unteren Drittel des Rohrumfangs befinden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Öffnungen im Innenrohr und Außenrohr über die Länge der Rohre verteilt in einem im wesentlichen regelmäßigen Muster im Abstand voneinander angeordnet, so daß der Gasstrom von den Öffnungen im Innenrohr zu den Öffnungen im Außenrohr im wesentlichen gleichmäßig entlang der Rohre verteilt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rohre konzentrisch zueinander angeordnet, und es ist eine einzige Reihe von in regelmäßigen Abständen voneinander angeordneten Öffnungen an der tiefsten Stelle des Innenrohres vorgesehen, während sich zwei Reihen von in regelmäßigen Abständen voneinander angeordneten Öffnungen im Außenrohr befinden, wobei jeweils eine Reihe auf hafen Säten des Außenrohres vorgesehen ist und von der tiefsten Stelle des Außenrohres einen Umfangsab-

stand aufweist, der etwa 1/8 des Außenrohrumfangs entspricht; hierbei befindet sich in Längsrichtung an jeder Stelle genau zwischen den Öffnungen im Innenrohr entweder ein Paar Öffnungen oder abwechselnd auf jeder Seite des Außenrohres eine einzige Öffnung.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, da noch andere mögliche Ausführungsformen gegeben sind. So kann der Rückstrom in den Zwischenraum zwischen den Rohren während der Ruhephase, in der kein Strömungsvorgang stattfindet, zugelassen werden, wobei dafür Sorge getragen wird, daß der Gasstrom während der nächsten Zerwirbelungsperiode die Teilchen in ausreichendem Ausmaß aus dem Zwischenraum treibt, so daß der gewünschte Gasauslaß

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durch die Öffnungen im Außenrohr ermöglicht wird. Aus diesem Grund können die Öffnungen im Außenrohr sogar horizontal oder nach oben gerichtet angeordnet werden, wenn der Gasstrom aus den Öffnungen im unteren Teil des Innenrohres stark genug ist, um den Zwischenraum zwischen den Rohren zufriedenstellend zu säubern. In gleicher Weise können die Öffnungen im Innenrohr höher als bei der bevorzugten Ausführungsform angeordnet werden, wenn dafür Sorge getragen wird, daß die Stoffmenge, die sich innerhalb des unteren Teils des Rohres ansammeln kann, die ungestörte Arbeitsweise des Gasverteilers nicht beeinträchtigt.

Diejenige Ausbildung, bei der sich die Öffnungen im obersten Teil beider Rohre decken, sollte vermieden werden, da sie während der Ruhephase, in der keine Zerwirbelung stattfindet, den direkten Zustrom von Stoffteilchen in das Innenrohr und in den Zwischenraum zuläßt. Eine Ausbildung, bei der die Öffnungen im obersten Teil des Außenrohres angeordnet sind, ist jedoch funktionsfähig, vorausgesetzt, daß sich diese Öffnungen nicht mit Öffnungen im Innenrohr decken und daß insbesondere der Abstand zwischen den einander benachbarten Umfangsflächen der Rohre an dieser Stelle im Verhältnis zur gesamten Größe ausreichend klein ist, so daß der Rückstrom der Teilchen aufgrund der Anordnung kleiner Rippen auf dem Innenrohr verhindert wird.

Um die Anhäufung von Material in den äußeren Enden des Zwischenraumes zwischen den Rohren zu verringern, sind die Endöffnungen im Innenrohr vorzugsweise weiter außen als die Endöffnungen im AuiJenrohr angeordnet, d.h. das Außenrohr weist in Längsrichtung gesehen eine Öffnung weniger auf als das Innenrohr.

Die Innenrohre und die Außenrohre können mittels Abstandsstücken in ihrer Stellung gehalten und miteinander verbunden sein, wobei die Abstandsstücke am Innenrohr befestigt und in Umfangs- und Längsrichtung im Ab-

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stand voneinander angeordnet sind. Diese Abstanclsstücke sind nicht erforderlich, wenn die Rohre relativ kurz sind.

Der Gasverteiler weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mehrere Doppelrohre auf, die waagrecht und parallel zueinander angeordnet sind sowie einen entsprechenden Abstand voneinander aufweisen. Die den Gasverteiler bildenden Rohre erstrecken sich über den Bereich der Wirbelschichtkammer, d.h. über deren unteren Bereich oder Boden, und sind an eine Quelle von Druckwirbelgas angeschlossen.

Wenn bei Anwendung intermittierender Gaszufuhr irgendwelche Stoff (eilchen, beispielsweise Sand, in den Zwischenraum zwischen die Rohre zurückströmen, werden sie beim nächsten Wirbelungszyklus in das Wirbelschichtbett zurückgeblasen. Ebenso werden kleine Teilchen im C/aszustrom durch das Doppelrohrverteilersystem vollständig hindurchgebhtsen.

Um einen im wesentlichen gleichmäßigen Gasstrom durch die öffnungen im Außenrohr zu erreichen, ist der Druckverlust des durch ύ\υ Öffnungen im Innenrohr strömenden Gases gegenüber dem Druckverlttwt iän^s des Innenrohres relativ groß; ebenso ist der Druckverlust des durch die Öffnungen im Außenrohr strömenden Gases relativ groß gegenüber dem Druckverlust des durch den Zwischenraum zwischen den Rohren strömenden Gases.

Die Wirbelgasgeschwindigkeiten im innenrohr sollten so groß gehalten werden, daß ein horizontaler Tränsport der Schwebeteilchen, beispielsweise Sand, die in die Rohre zurückgeströmt sind, ermöglicht wird»

Der Gasverteiler gemäß der Erfindung weist folgende Vorteile auf: 1. Er besitzt keine beweglichen Teile.

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2. Der Gasverteiler kann in Betrieb gesetzt oder abgestellt werden, ohne daß es erforderlich ist, das System vorher von den Feststoffen zu reinigen, d.h. zusätzlich zu kontinuierlichen Prozessen können inleiniit tierende Wirbeln hichtprozesse durchgeführt werden,

3. Der "natürliche" Rückstrom der zerwirbelten Teilchen, der sich bei den üblichen plattenförmigen Gasverteilern ergibt, wird weitgehend vermieden.

4. Wenn ein "unnatürlicher" Rückstrom der zerwirbelten Teilchen stattfindet, so reinigt sich das System selbst, wenn das Wirbelmednim wieder durch den Gasverteiler in das Wirbelschichtbett strömt. Dieser Wirbelstrom zwingt die Teilchen wieder zurück in das Beit.

5. Der Gasverteiler kann aus einem Rohr jeden geeigneten Queis.-huHtes und aus jedem geeigneten Material in Abhängigkeit von-den Arbtiitsbe dingungen, insbesondere der Temperaüir, hergestellt werden.

6. Der Gasverteiler arbeitet zufriedenstellend bis zu hohen Teinperat irren ohne Verziehen oder Verkrümmen. Dieses Verziehen begrenzt in einschneidendem Maße die Betriebsbedingungen bei bekannten Lochplattenverteilern.

7. Der Gasverteiler gemäß der Erfindung ist leichter herzustellen und · zu montieren als bekannte Lochplatten- oder Glockenbodenverteiler. Er kann zum Einführen verschiedener Fluide auf unterschiedlichen Höhen in einem Wirbelschichtbett angeordnet werden; so kann beispielsweise eine untere Reihe von Doppelirohrverteilern Luft oder Sauerstoff liefern und eine obere Reihe Gas für die Wirbelschichtbettvei brennung zuführen. Andererseits können auch Gase in verschiedenen Höhen für vorzunehmende chemische Reaktionen eingeführt werden.

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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsiormen anhand der Zeichnung. Diese zeigt in;

Fig. 1 im Schnitt eine Teilansicht einer Wirbelschichtbettvorrichtung mit einem Gasverteiler;

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab gemäß Linie 3-3 in

Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 in Fig. 3 und

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

Eine Wirbelschichtkammer 10 oder ein Wirbelschichtbehälter weist senkrechte Seitenwände 11 und eine Bodenwand oder -platte 12 auf. Die Wände 11 und 12 sind mit einem hitzebeständigen Futter 11a, 12a und einem metallenen Außengehäuse lib, 12b versehen.

Im unteren Teil der Wirbelschichtbellkammer 10 ist eine Reihe Doppelrohre 14 horizontal und parallel zueinander angeordnet. Die Doppolrohre 14, die den Verteiler für das Wirbelgas bilden, können in jeder gewünschten Höhe in der Wirbelschichtkammer 10 angeordnet werden, und nach Wunsch kann auch eine Vielzahl von Gasverteilern, die jeweils eine Reihe Doppclrohre 14 aufweisen, auf unterschiedlichen Höhen in der Wirbelsrhichtkammer 10 vorgesehen werden.

Jedes DoppeIi ohr 14, das aus Fig. 3 und 4 in größerem Maßstab ersichtlich ist, ist so angeordnet, daß ein Ende durch eine Öffnung in der Wand

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der Kammer 10 ragt, während das Innenrohr jedes Doppelrohres 14 außerhalb der Kammer 10 mit einer Quelle von Wirbelgas, beispielsweise Druckluft, verbunden ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist jedes Doppelrohr 14 ein Innenrohr 15 und ein Außenrohr 16 auf, wobei das Innenrohr 15 in der aus Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Form konzentrisch innerhalb des Äußenrohres 16 angeordnet ist. Die Rohre 15,16 werden in ihrer Relativstellung: zueinander mittels Abstandsstticken 17 gehalten, die zweckmäßigerweise im Umfangsabstand von 120 voneinander entfernt und längs der Rohre 15, 16 ebenfalls im Abstand voneinander angeordnet sowie normalerweise am Innenrohr 15 befestigt sind.

Das Ende jedes Doppelrohres 14 ragt durch eine Öffnung 19 in der Seitenwand 11 der Kammer 10, während das Außenrohr 16 eine Büchse 20 durchsetzt, die einen der Außenseite des Gehäuses 11b anliegenden Außenflansch 21 aufweist. Das Außenende 22 des Außenrohres 16 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das eine mit einem Innengewinde versehene Muffe 23 aufgeschraubt ist. Am Flansch 21 der Büchse 20 ist mittels Stiftschrauben 25 ein an der Muffe 23 angeordneter Innenflansch 24 befestigt. Auf das herausragende Außenende des Innenrohres 15 ist ein Verschlußstopfen 26 aufgesetzt und mittels Verschweißen befestigt; außerdem ist dieser Verschlußstopfen 26 in das Außenende der Muffe 23 eingeschraubt. Dem Außenende der Muffe 23 liegt ein am Verschlußstopfen 26 angeordneter Flansch an. Die Innenenden der Rohre 15 und 16 innerhalb der Kammer 10 sind mittels Platten 28b bzw. 28a verschlossen.

Aufgrund dieser Ausbildung werden das Innenrohr 15 und das Außenrohr in ihrer korrekten Relativstellung zueinander gehalten; außerdem sind sie fest in ihrer Lage in der Wirbelkammer 10 gehalten. Auf diese Weise kann der Gasverteiler bei Bedarf leicht auseinandergenommen werden.

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Die Außenenden der Innenrohre 15 sind an eine nicht dargestellte Quelle von Druckwirbelgas angeschlossen.

Jedes Innenrohr 15 ist mit mehreren Gasöffnungen 30 versehen, die nach unten gerichtet und zweckmäßigqrweise im Abstand voneinander längs der tiefsten Umfangslinie des Innenrohres 15 angeordnet sind.

Jedes Außenrohr 16 isjt mit mehreren Gasauslaßöffnungen 31, 32 versehen, die sich an jeder Umfangsstelle des Außenrohres 16 befinden können, jedoch bevorzugt paarweise an Stellen angeordnet sind, deren Umfangsabstand von der tiefsten Stelle des Außenrohres 16, wie aus Fig. 4 ersichtlich, jeweils etwa 1/8 des Außenrohrumfangs beträgt. Die öffnungen 31, im Außenrohr 16 sind gegenüber den öffnungen 30 im Innenrohr 15 sowohl in Umfangs- als auch in Längsrichtung versetzt. Die Öffnungen 30, 31, 32 können jede geeignete Form aufweisen; sie sind jedoch vorzugsweise kreisförmig.

Bei Inbetriebnahme wird Druckwirbelgas zu den Außenenden der Innenrohre 15 geleitet und strömt durch die Öffnungen 30 jedes Innenrohres 15 in den kreisringförmigen Zwischenraum 33 zwischen jedem Innenrohr 15 und Außenrohr 16. Das Wirbelgas strömt sodann durch diesen kreisringförmigen Zwischenraum 33 zu den Öffnungen 31, 32 im Außenrohr 16 und sodann nach außen durch die öffnungen 31, 32 in die Wirbelkammer 10, wo es in das nicht dargestellte Wirbelschichtbett verteilt wird und dieses aufrechterhält.

Bei der Doppelrohranordnung gemäß Fig. 5 ist das Innenrohr 15 exzentrisch innerhalb des Außenrohres 16 angeordnet, wobei sich die Rohre 15,16 an ihrer höchsten Stelle berühren und an ihrer tiefsten Stelle den größten Abstand voneinander aufweisen. Die Öffnungen 30 im Innenrohr 15 und die öffnungen 31, 32 im Außenrohr 16 sind auf gleiche Weise angeordnet wie

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die entsprechenden Öffnungen bei der Doppelrohranordnung gemäß Fig. 4.

Um eine zufriedenstellende Gasverteilung zu erhalten, sollte der Gasstrom durch die Öffnungen 31, 32 längs des Außenrohres 16 weitgehdnd gleichmäßig erfolgen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Druckabfall im Gasverteiler so wie zuvor beschrieben beibehalten wird.

Beim Betrieb des Gasverteilers hat sich gezeigt, daß der Rückstrom von Wirbelteilchen, beispielsweise Sand, in die Innenrohre 15 weitgehend unterbunden wird und daß jedes Medium, das bei abgestelltem Gasstrom gegebenenfalls in die Außenrohre 16 zurückgeströmt ist, auf wirkungsvolle Weise wieder daraus entfernt wird, wenn die Gaszufuhr wieder erfolgt.

Gasverteiler zum Zerwi rbeln eines vorgegebenen Bettes unter Anwendung eines vorgegebenen Gases können nach folgendem Verfahren ausgelegt wenden, wobei eine bekannte Methode sur Anwendung gelangt:

3 · 2

a) Die gewünschte Wirbelgasmenge in m /h auf Im Wirbelschichtbett

wird experimentell oder rechnerisch bestimmt;

b) aufgrund der bekannten Wirbelschichtarbeitsweise wird ein angemessener Abstand der Gasverteiler untereinander und daraus deren Anzahl. ausgewählt, und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten Anzahl Gas

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auslaßöffnungen pro Im eines Wirbelschichtbettes; hieraus ergibt sich die Strömungsmenge für den Gasverteiler in m /h;

c) der Innendurchmesser des Innenrohres wird in mm aus der Formel V 11, 8 χ Strömungsmenge errechnet, wodurch sich eine Gasgescfav/indigkeit von 30 m/s ergibt, welche ausreicht, Stoffieiiehei^ beispielsweise Sand, zu befördern und aus dem Innenrohr herauszutragen;

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d) eine verfügbare Rohrgröße, die so nahe wie möglich an den berechneten Innendurchmesser herankommt, wird ausgewählt, und ebenso werden der Werkstoff des Rohres und dassen Wanddicke in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen festgelegt;

e) ein Außenrohr wird mit einem solchen Innendurchmesser ausgewählt, daß genügend Raum für das leichte Zusammenbauen und Auseinanderbauen verbleibt, auch wenn sich die Rohre aufgrund hoher Betriebstemperatur verzogen haben sollten. Wenn die vorerwähnten Anforderungen erfüllt werden, wird beim Betrieb auch dem weiteren Erfordernis eines geringen Druckverlustes im Zwischenraum zwischen den Rohren Genüge getan;

f) für die öffnungen wird ein zweckmäßiger Abstand bestimmt, und es wird festgelegt, ob ein Öffnungspaar oder lediglich eine öffnung an jeder Längsstelle im Außenrohr verwendet werden soll;

g) aus b) und f) wird die Gasströmungsmenge pro öffnung bestimmt;

h) es wird der Druckabfall in den öffnungen des Außenrohres bestimmt, und zwar unter Verwendung der Gleichung 34 auf Seite 87 des Buches "Fluidization Engineering", herausgegeben von John Wiley & Sons, 1969. Der Druckabfall in den Öffnungen des Innenrohres wird üblicherweise so bestimmt, daß er etwa 3/4 des Druckabfalls in den Öffnungen des Außenrohres beträgt;

i) aus den Ergebnissen von g) und h) wird die Größe der Rohröffnungen berechnet, und zwar unter Verwendung der Gleichungen 34 bis 37 auf Seite 87 bis 89 der obenerwähnten Literaturstelle oder mittels der Gleichung 98 auf Seite 129 des Buches "North American Combustion Handbook¹¹, erste Auflage. Die berechneten Größen der Öffnungen*in

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den Innen- und Außenrohren können fast einen übereinstimmenden Wert aufweisen, so daß in der Praxis bei beiden Rohren eine gleiche Öffnungsgröße verwendet wird.

Bei den folgenden drei praktischen Durchführungsbeispielen wurde das zuvor beschriebene Verfahren zur konstruktiven Auslegung der Gasverteiler angewendet. Diese Ausführungsbeispiele beschreiben Gasverteiler, die nach der Erfindung konstruiert wurden und in der Praxis zufriedenstellend arbeiteten.

Bei jedem Beispiel sind die Öffnungen im Innenrohr längs der tiefsten Stelle des Rohres in regelmäßigem Abstand voneinander angeordnet. Die Öffnungen im Außenrohr sind in Längsrichtung gesehen mittig zwischen den Öffnungen im Innenrohr angeordnet und weisen in Umfangsrichtung einen Abstand von der tiefsten Stelle des Außenrohres auf, der 1/8 des Umfangs entspricht; hierbei befand sich eine öffnung an jeder Längsstelle, und die öffnungen waren insgesamt abwechselnd auf einer von beiden Seiten in bezug auf die tiefste Stelle des Außenrohres angeordnet. Die Öffnungen in beiden Rohren wiesen den gleichen Durchmesser auf.

Beispiel 1

Abmessungen der Wirbelkammer Im χ 0, 6m χ 2m Höhe

Wirbelschichtbett Sand, 0, 7m tief, Schüttgewicht

1400 kg/m³, d. h. 600 kg Sand im

Bett.

Temperatur 85O⁰C

Wirbelgas Luft, zugeführt in einer Menge von

340 m /h mittels sechs am Boden des Bettes angeordneten Gasverteilern aus rostfreiem Stahl.

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3
Brenngas, verbrannt im Wirbel- 14 m /h Flüssig-Petroleum-Gas,

schichtbett zugeführt mittels eines oberhalb

der Luftverteiler angeordneten Verteilers aus rostfreiem Stahl,

Luftverteiler Innenrohr 28 mm Innendurchmesser

χ 32 mm Außendurchmesser, 36 Öffnungen mit 4 mm Durchmesser im Abstand von 25 mm;
Außenrohr 38 mm Innendurchmesser χ 42 mm Außendurchmesser, 35 Öffnungen mit 4 mm Durchmesser im Abstand von 25 mm.

Beispiel 2

Wirbelschichtbett 3m χ Im χ Im Tiefe mit einer an

fänglichen Wirbelschichtgeschwindigkeit von 110 m³/h auf Im² Bett.

Temperatur Umgebungstemperatur

Wirbelgas Luft, zugeführt mittels 24 Verteilern

aus Flußstahl, die am Boden des Bettes parallel zu der Im-Wand der Kammer angeordnet waren, in vierfacher Menge der anfänglichen Wirbelgeschwindigkeit, d. h. pro Verteiler 55 m³/h.

Verteiler Innenrohr 12 mm Durchmesser

χ 18 mm Außendurchmesser, 35 Öffnungen mit 3 mm Durchmesser in Abständen von 25 mm. Außenrohr 25 mm Innendurchmesser χ 31 mm Außendurchmesser, 34 Öffnungen

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mit 3 mm Durchmesser im Abstand von 25 mm.

Beispiel 3

Abmessungen der Wirbelkammer Wirbelschichtbett

Wirbelgas

Verteiler 5m χ Im χ 2, 3m Höhe Sand, 1, 5m tief mit einer anfänglichen Wirbelgeschwindigkeit von 30 kg/h Dampf auf 1 m² Bett, überhitzter Dampf bei 35 kPa ( kilopascal) Manometerdruck und 550°C, zugeführt mittels 49 am Boden des Bettes angeordneten Verteilemaus rostfreiem Stahl. Innenrohr 18, 8mm Innendurchmesser χ 26, 8mm Außendurchmesser, 18 Öffnungen mit 2,4mm Durchmesser im Abstand von 50mm. Außenrohr 32, 5mm Innendurchmesser χ 42, 5mm Außendurchmesser, 17 Öffnungen mit 2, 4mm Durchmesser im Abstand von 50mm.

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Claims

- 15 Patentansprüche

1. Gasverteiler für eine Wirbelschichtbettvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ineinander angeordnete Rohre (15,16) vorgesehen sind, die zwischen wenigstens einem wesentlichen Teil ihrer einander benachbarten Umfangsflachen einen Zwischenraum (33) aufweisen und von denen das Innenrohr (15) mit Öffnungen (30) zum Auslaß des Gases in den Zwischenraum und das Außenrohr (16) mit Öffnungen (31, 32) zum Auslaß des Gases vom Zwischenraum zum Wirbelschichtbett versehen ist.

2. Gasverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (15,16) im wesentlichen waagrecht angeordnet sind.

3. Gasverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31, 32) des Außenrohres (16) gegenüber denen (30) des Innenrohres (15) in Umfangs- und/oder Längsrichtung versetzt und die Öffnungen über die Länge der Rohre in einem im wesentlichen gleichmäßigen Muster im Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Gasverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (30, 31, 32) der Rohre (15,16) symmetrisch längs der Rohre angeordnet sind.

5. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31, 32) des Außenrohres (16) im unteren Drittel dessen Umfangs vorgesehen sind.

6. Gasverteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (31, 32) des Außenrohres (16) von dessen tiefster Stelle einen Umfangs abstand aufweisen, der etwa 1/8 des Rohrumfangs entspricht.

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7. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) im wesentlichen konzentrisch zum Außenrohr (16) angeordnet ist.

8. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (15) exzentrisch zum Außenrohr (16) angeordnet ist und die einander benachbarten Umfangsflächen der Rohre im wesentlichen an ihrer tiefsten Stelle den größten Abstand voneinander aufweisen.

9. Gas verteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (14) aus Innenrohr (15) und Außenrohr (16) in paralleler Anordnung miteinander verbunden sind und sich über den Bereich einer Wirbelschichtbettkammer (10) erstrecken.

10. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Druckverlust des durch die Öffnungen ( 30) im Innenrohr (15) strömenden Gases gegenüber dem Druckverlust längs des Innenrohres als auch der Druckverlust des durch die Öffnungen (31, 32) im Außenrohr (16) strömenden Gases gegenüber dem Druckverlust des durch den Zwischenraum (33) zwischen den Rohren strömenden Gases relativ groß ist, so daß der Gasstrom durch die Öffnungen im Außenrohr im wesentlichen gleichmäßig über die Länge des Außenrohres verteilt ist.

11. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endöffnungen (30) des Innenrohres (15) weiter außen als die Endöffnungen (31, 32) des Außenrohres (16) angeordnet sind.

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12. Gasverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Innenrohr (15) und Außenrohr (16) in ihrer Relativstellung zueinander mittels Abstandsstücken (17) gehalten sind, die am Innenrohr befestigt und in Umfangs- und Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind. _:

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