DE2408720A1

DE2408720A1 - Wirbelschichtbettvorrichtung

Info

Publication number: DE2408720A1
Application number: DE19742408720
Authority: DE
Inventors: Thomas George Callcott
Original assignee: Broken Hill Pty Co Ltd
Current assignee: Broken Hill Pty Co Ltd
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE2408720C3; JPS5024162A; DE2408720B2; US3914876A; CA1030730A; FR2218933A1; JPS5335786B2; FR2218933B1; BE811404A

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84 62

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B 6619

THE BEOKEN HILL PEOPEIETAEY COMPANY LIMITED 140 William Street, MELBOUENE₅ Victoria / Australien

Wirbelschiehtbettvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtbettvorrichtung mit einem Behandlungskanal, der ein Bett aus teilchenförmigen! Trägermaterial enthält, einer am einen Ende des Behandlungskanals vorgesehenen Einrichtungen zur Zufuhr stückiger Kompaktteile in das Trägermaterialbett, einer Einrichtung zum Durchwirbeln des Trägermaterialbettes derart,

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Z/M

daß sich der Transport des T rager mate rials und der Kompaktteile zum anderen Ende des Behandlungskanals ergibt, einer Vielzahl von Einrichtungen zur Entnahme des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal, einer Einrichtung zum Hückerhitzen und/oder Mischen des aus dem Behandlungskanal entfernten Trägermaterials, einer Vielzahl von Einrichtungen zum Zurückleiten des Trägermaterials von der Rückerhitzungs- und/oder Mischeinrichtung zum Behandlungskanal und mit einer am anderen Ende des Behandlungskanals vorgesehenen Einrichtung zum Austragen der Kompaktteile und/oder des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal,

Solch eine Vorrichtung ist in der deutsehen Patentanmeldung P 2 262 503 • der Anmelderin beschrieben.

Die bevorzugte Ausführungsform der dort beschriebenen Wirbelschichtbettvorrichtung weist einen ein Wirbelschichtbett aus Sand enthaltenden Behandlungskanal sowie einen nahe dem Behandlungskanal angeordneten Rückerhitzer für den Sand auf, wobei der Sand abwechselnd längs der Trennwand zwischen Behandlungskanal und Rückerhitzer mittels durchwirbelter Fallrohre und Fallrohr-/Sandsteigrohranordnungen vom Rückerhitzer zum Behandlungskanal und umgekehrt transportiert wird. Wenn die zu behandelnden Materialien in der Vorrichtung erhitzt oder auf andere Weise behandelt worden sind, werden sie zur weiteren Behandlung ausgetragen. Wenn es sich hierbei um Kohlebriketts handelt, werden die halbverkokten Briketts in einem Schachtofen vollständig verkokt.

Obwohl die in der genannten Patentanmeldung beschriebene Vorrichtung zufriedenstellend arbeitet, stellt sie doch dann nicht die vorteilhafteste Anordnung dar, wenn der Schachtofen mehr Briketts aufnehmen kann, als durch einen oder zwei Wirbelschichtbett-Karbonisierer behandelt werden können. In diesem Fall wäre es vorteilhaft und wünschenswert,

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eine Batterie bzw. Gruppe aus Karbonisierern zur Verfugung zu haben, die Seite an Seite mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, der kleiner als die Breite des Rückerhitzers ist.

Weiterhin läßt die Anordnung der Fördereinrichtung zwischen dem Bett und dem Rückerhitzer nur relativ schwierig einen aus Wartungsgründen o. dgl. erforderlichen Zugang zur Fördereinrichtung zu.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtbett-Rückerhitzeranordnung zu schaffen, mittels welcher eine Batterie bzw. Gruppe von Karbonisierern mit einem minimalen Abstand zwischen benachbarten Karbonisierern gebildet werden kann.

Die zu schaffende Vorrichtung soll desweiteren ermöglichen, den Sand oder ein anderes Trägermaterial mittels der Fördereinrichtung besser als bisher zwischen dem Wirbelschichtbett-Behandlungskanal und dem Rückerhitzer transportieren zu können.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Wirbelschichtbettvorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Gemäß einer Ausführungsform zeichnet sich die Wirbelschiehtbettvorricbtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Einrichtung zum. Rückerhitzen und/oder Mischen des aus dem Behandlungskanal entstandenen Trägermaterials an einer in Bezug auf den Behandlungskanal erhöhten Stelle angeordnet und daß eine mit wenigstens einer Vielzähl der Entnahmeeinrichtungen gemeinsame Trägerraaterialsammel- und -hebeeinrichtung zum Zurückleiten des Trägermaterials zur Rückerhitzer- und/oder Mischeinrichtung vorgesehen ist.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 die Vorrichtung in senkrechtem Längsschnitt durch ein

Sandeinleitungsfallrohr;

Fig. 2 die Vorrichtung in senkrechtem Längsschnitt durch ein

Sandentfernungsfallrohr, wobei schematisch ein Teil der Sandauf fang- und -sammeleinrichtung dargestellt ist, sowie

Fig. 3 den Rückerhitzer im Querschnitt, wobei schematisch die

Sammeleinrichtung sowie die Sandhebeeinrichtung dargestellt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Sandrückerhitzer 1 in Bezug auf den Behandlungskanal 2 an einer erhöhten Stelle angeordnet, wobei sowohl der Sandrückerhitzer 1 als auch der Behandlungskanal 2 prinzipiell die gleiche Ausbildung wie die in der genannten Patentanmeldung der Anmelderin beschriebene Ausführungsform aufweisen und mittels Gasverteiler rohre 4 durchwirbelt sind. Der Behandlungskanal 2 weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, einen Eingabeabschnitt 5 für das zu behandelnde Material und den kühlen Sand auf, der im Prinzip der in der Patentanmeldung P 2 262 503 beschriebenen abgewandelten Ausführungsform entspricht. Im übrigen entspricht die aus Fig. 1 bis 3 ersichtliche Vorrichtung grundsätzlich der Vorrichtung gemäß der Patentanmeldung P 2 262 503, jedoch mit Ausnahme der Anordnung bzw. Lage des Rückerhitzers 1 und der Einrichtung, mittels welcher der Sand transportiert wird.

Die Seitenwand 6 des Behandlungskanals 2 erstreckt sich nach oben und begrenzt eine Seitenwand 7 des Rückerhitzers 1. An einer Vielzahl von im Abstand voneinander vorgesehenen Stellen entlang der Längenerstreckung

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des Behandlungskanals 2 und des Rückerhitzers 1 weisen die Wände 6, 7 Fallrohrdurchlässe 8 auf. Diese erstrecken sich von der Oberseite der Wand 7 bis zu einer nahe dem Boden des Behandlungskanals 2 gelegenen Stelle in der Wand 6. In der Wand 7 ist eine in den Rückerhitzer 1 mündende Sandeinlaßöffnung 9 vorgesehen, während in der Wand 6 eine in das Behandlungsbett mündende Auslaßöffnung 10 angeordnet ist. Beide Öffnungen 9, 10 können genau wie der Durchlaß 8 durch Öffnungen P hindurch gewartet werden. Durch die bodenseitige Auslaßöffnung 10 hindurch erstreckt sich ein Gasverteilrohr 11, mittels dem der Fallrohrdurchlaß 8 zwischen den Öffnungen 9, 10 durchwirbelt bzw. "fluidisiert" werden kann, Es wird daher der Sand über den Fallrohrdurchlaß 8 mittels des fluidisierten Kompaktphasenflusses zwischen dem Rückerhitzer 1 und dem Behandlungskanal 2 transportiert, wenn der Fallrohrdurchlaß 8 und das Bett im Behandlungskanal 2 durchwirbelt sind bzw, werden.

Die Seitenwand 6 des Behandlungskanals 2 weist ebenfalls'Fallrohrdurchlässe 12 auf, und zwar an einer Vielzahl von Stellen längs des Bettes, die mit den FaUrohrdurchlässen 8 abwechseln. In der Wand 6 ist weiterhin in das Bett ausmündende Sandeinlaßöffnung 13 vorgesehen, der eine Wartungsöffnung P zugeordnet ist. Jeder Fallrohrdurchlaß 12 mündet im Boden der Seitenwand 6 aus, wo er mit einem Rohr 14 verbunden ist.

Die Rohre 14 führen über ein Zerwirbelungs ventil V zu einem Sammeltrog 15, der an jeder Rohrmündungsstelle ein Wehrfenster 16 aufweist. Wenn das Zerwirbelungs ventil V betätigt wird, strömt der Sand durch die Wehrfenster 16 in eine Sandzerwirbelungsrutsche 17.

Die Rutsche 17 endet an einem Wehr 18, über welches der Sand in einen Sammeltrichter 19 ausgetragen wird. Der Sand wird sodann über ein

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pneumatisch wirkendes Steigrohr 20 zum Eückerhitzer 1 rückgeleitet. Die Sandzufuhr in das Steigrohr 20 erfolgt mittels einer fluidisierten Kompaktphasenströmung im senkrechten Rohr 20, während der Sandaustrag aus dem Steigrohr 20 mittels eines pneumatischen Leicht- bzw, Flugphasentransportes erfolgt, Der Sand bewegt sich vertikal im Sandsteigrohr 20 mittels eines pneumatischen Leicht- bzw. Flugphasentransportes, der sich dann in einen horizontalen pneumatischen Leicht- bzw« Flugphasentransport ändert, bevor der Sand in die Rüekerhitzerkammer zurückgeleitet wird.

Die beschriebene Vorrichtung wurde mittels einer Versuchsanlage simuliert, mittels welcher das aus der Zeichnung ersichtliche Sandzirkulationssystem verwirklicht wurde. Die Versuchsanlage wies einen automatischen temperaturbetätigten Steuerungsmechanismus für die Fallrohre 8 und 12 auf. Die Zerwirbelungsgase im Behandlungskanal 2, in den Fallrohren 10 und in der luftdurchströmten Rutsche 17 sowie die aus dem Behandlungsfcanal 2 austretenden flüchtigen Gase der behandelten Briketts wurden mittels eines Zyklonsystems abgesaugt. Für die Gase aus den Rückerhitzerfallrohren 8 und dem Sandsteigrohr war ein ähnliches Zyklonsystem vorgesehen. Diese Systeme sind in der Zeichnung aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

In oder nahe dem Steigrohr 20 kann eine nicht dargestellte Einrichtung vorgesehen sein, um den Sand zu erhitzen, wenn er nach oben transportiert wird, ' .

So kann z. B. , um das Ausmaß der im Rückerhitzer 1 erforderlichen Erhitzung zu verringern, ein Brennstoff zusammen mit einem Teil der Steigluft im Steigrohr 20 verbrannt werden, während der Sand pneumatisch angehoben bzw. nach oben transportiert wird. Beim Batterie- bzw. Gruppenbetrieb können dann ein oder mehrere Steigrohre 20 den Sand

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in der obenbeschriebenen Weise erhitzen, während andere Steigrohre in einfacher Weise den kühlen Sand nach oben transportieren. Die beiden, unterschiedliche Temperaturen aufweisenden Sandmaterialien werden dann im durchwirbelten Rtickerhitzer 1 innig miteinander vermischt. Es ist weiterhin möglich, den Sand bereits in den Steigrohren 20 in ausreichender Weise zurückzuerhitzen, so daß der Rückerhitzer 1 sodann lediglich als Mischer verwendet wird. In diesem Fall kann der Rückerhitzer bei einer tieferen Temperatur, beispielsweise bei 550 - 750 C, vorzugsweise bei 650 C, betrieben werden, als dies möglich ist, wenn der Rückerhitzer als solcher, d. h. als Rückerhitzer zur Anwendung gelangt, wobei dann der Betrieb bei einer Temperatur von beispielsweise 700 - 800°C erfolgt. Auf diese Weise werden die an die verwendeten Baumaterialien gestellten Anforderungen verringert. Ein Teil des kühlen und/oder rückerhitzten Sandes kann aus den Steigrohren 20 zum Eingabeabschnitt 5 des Behandlungskanals 2 ausgetragen werden.

Die aus der Zeichnung ersichtliche Anordnung bzw. Lage des Rückerhitzers 1 ermöglicht den Zugang zu den Fallrohren 8, 12 sowohl an ihren Einlassen als "auch an ihren Auslassen. Dies war mit der Vorrichtung gemäß der Patentanmeldung P 2 262 503 nicht möglich. Weiterhin bietet unabhängig. von der Lage des Rückerhitzers 1 die Anordnung aus für den Sand vorgesehenen Fallrohren und Steigrohren Vorteile gegenüber der Anordnung gemäß der genannten Patentanmeldung dahingehend, daß eine größere Kontrolle der Sandströmung ermöglicht ist. Schließlich ist es auch aufgrund der Verwendung der für die zwei beschriebenen Funktionen vorgesehenen Fallrohre möglich, einen besseren Abgleich bzw. Ausgleich zwischen Zufuhr des Trägermaterials zum Behandlungskanal und Entfernung des Trägermaterials von diesem Behandlungskanal zu schaffen.

Es ist nicht erforderlich, den Rückerhitzer 1, wie in der Zeichnung dargestellt, an der Seite des Behandlungskanals 2 anzuordnen, sondern

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erkann statt dessen auch mehr oder weniger direkt oberhalb des Kanals vorgesehen sein; hierbei erstreckt sich dann das Abzugsrohr P für aus dem Behandlungskanal 2 herauszuleitendes Gas in einem Zwischenraum zwischen dem Behandlungskanal 2 und dem Rückerhitzer 1,

Es kann eine Batterie bzw. Gruppe aus zwei oder mehr der beschriebenen Anordnungen vorgesehen werden, die dann an beiden Seiten der Mündungsöffnung bzw. Gicht eines Schachtofens zur Anwendung gelangt und diesem halbverkokte Briketts zuführt. Wenn hierbei eine Anordnung aus drei solcher Karbonisierer vorgesehen ist, können die Steigrohre den Sand in mehr als einen Rückerhitzer 1 oder aber in einen großen einzigen Rückerhitzer 1 austragen, der oberhalb der aus den Behandlungskanälen gebildeten Batterie angeordnet ist.

Wenn die gebildete Gruppe aus mehreren Behandlungskanälen mit darüber angeordneten Rückerhitzern besieht, ist es nicht erforderlich, einen Abstand zwischen benachbarten Behandlungskanälen vorzusehen. Bei solch einer Gruppe können die Inspektionsöffnungen P für die äußersten Behandlungskanal-Rückerhitzerkombinationen nach außen gerichtet sein, während die Inspektion der inneren Fallrohre durch die oberen Öffnungen P hindurch erfolgen kann.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform können die Einlaßeinrichtungen und Entnahmeeinrichtungen entweder an einer von beiden Seiten oder beidseits des Behandlungskanals 2 und/oder des Rückerhitzers 1 angeordnet sein, wobei dann ein einziger Rückerhitzer zwei benachbarte Be-

i handlungskanäle bedient bzw. versorgt.

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Claims

Patentansp rüche

,1. Wirbelschichtbett vorrichtung mit einem Behandlungskanal, der ein Bett aus teilchenförmigen! Trägermaterial enthält, einer an einem Ende des Behandlungskanals vorgesehenen Einrichtung zur Zufuhr stückiger Kompaktteile in das Trägermaterialbett, einer Einrichtung zum Durchwirbeln des Trägermaterialbettes derart, daß sich der Transport, des Trägermaterials und der Kompaktteile zum anderen Ende des Behändlungskanals ergibt, einer Vielzahl von Einrichtungen zur Entnahme des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal, einer Einrichtung zum Rückerhitzen und/oder Mschen des aus dem Behandlungskanal entfernten Trägermaterials, einer Vielzahl von Einrichtungen zum Zurückleiten des Trägermaterials von der Rückerhitzungs- und/oder Mischeinrichtung zum Behandlungskanal und mit einer am anderen Ende des BehandluEigskanals vorgesehenen Einrichtung zum Austragen der Kompaktteile und/oder des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) zum Rückerhitzen und/oder Mischen des aus dem Behandlungskanal )2) entnommenen Trägermaterials an einer in Bezug auf den Behandlungskanal (2) erhöhten Stelle angeordnet und daß eine mit wenigstens einer Vielzahl der Entnahmeeinrichtungen (12, 14) gemeinsame Träge rmaterialsammei- und -hebeeinrichtung (15 - 20) zum Zurückleiten des Trägermaterials zur Rückerhitzer- und/oder Mischeinrichtung (1) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeeinrichtung (12, 14) mit der Trägermaterialsammeleinrichtung (15 - 19) verbunden sind und daß die Sammeleinrichtung (15 - 19) zum Zurückleiten des Trägermaterials zur Rückerhitzer- und/oder Mischeinrichtung (1) mit der Trägermaterialhebeeinrichtung (20) verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialhebeeinrichtung ein pneumatisch betätigtes Steigrohr (20) aufweist und daß eine Einrichtung zum Rückerhitzen des Trägermaterial während dessen Rücktransportes zur Rüekerhitzer- und/oder Mischeinrichtung (1) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels der ein Brennstoff zusammen mit wenigstens einem Teil der zum Anheben des Trägermaterials im Steigroht (20) verwendeten Luft verbrennbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialzurückleitungseinriehtung etwa vertikal verlaufende Fallrohre (8) aufweist, die zum Erzeugen eines fluidisierten Kompaktphasenstroms des Trägermaterials in den Fallrohren (8) fluidisierbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallrohre als Durchlässe (8) ausgebildet sind, die in einer Seitenwand (7) des Rückerhitzers (1) und in einer Seitenwand (6) des Behandlungskanals (2) vorgesehen sind, wobei die Seitenwände (6, 7) als gemeinsame Wand ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerrnaterialsammel- und -hebeeinrichtung (15 - 20) eine Trägermaterialrutsche (17), auf welche die Entnahmeeinrichtung (12,14) ausmünden, sowie einen Trägermaterialsammeltrichter (19) aufweist, der am Auslaßende (18) der Rutsche (17) angeordnet ist.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialentnahmeeinrichtungen (12, 14) etwa vertikal verlaufende Fallrohre (12) aufweisen, die zum Erzeugen eines Kompaktphasenstroms in den Fallrohren (12) mittels eines jeweils nahe dem Auslaßende der Fallrohre (12) angeordneten Zerwirbelungsventils (V) fluidisierbar sind.

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