DE2657856A1 - REACTOR SYSTEM FOR A FLUIDATE BED - Google Patents
REACTOR SYSTEM FOR A FLUIDATE BEDInfo
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Description
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
Dipl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dlpl.-Ing. G. DANNENBERG - Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDELDipl.-Ing. P. WIRTH Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dlpl.-Ing. G. DANNENBERG - Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL
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Reaktorsystem für ein FluidatbettReactor system for a fluidized bed
827/0930827/0930
Die Erfindung bezieht sich auf rohrförmige Reaktoren in öfen mit einem Fluidatbett. Sie ist insbesondere anwendbar auf ein in sich geschlossenes Reaktorsystem für kohlenstoffhaltige Materialien, bei denen wenigstens ein Teil des Koks (char) oder des Gases oder des im Reaktor erzeugten Teers dem Fluidatbstt ZUi" Verbrennung im Bett zugeführt v/ir-K urn desr.en Temperatur aufrechtzuerhalten. The invention relates to tubular reactors in furnaces with a fluidized bed. It is particularly applicable to a self-contained reactor system for carbonaceous Materials in which at least a portion of the coke (char) or the gas or tar produced in the reactor comes from the fluidate Too "combustion in bed fed v / ir-K urn to maintain desr.temperature.
Systeme,, in denen chemische Reaktoren und/oder Rohre mit einem Fluid oder teilchenförmigem Material ganz oder teilweise in ein Fluidatbett eingetaucht v/erden, um die Temperatur einer Reaktion zu steuern, oder um ¥ärme oder Kälte aus dem Bett abzuziehen, sind bekannt. Beispielsweise beschreiben D» Kunii und 0. Levenspiel in ihrem Buch " Fluidization Engineering", Seite 24 einen chemischen Reaktor von CF. Adams et äl, der in "Industrial Engineering Chemistry", Band 46, Seite 2458 (1954) erwähnt ist. Die U3-r5 2,674,61-2 und 3,562,115 beschreiben ebenfalls von einem Fluidatbett kontrollierte Reaktorsysteme (die erstgenannte PS ein rohrförmiges Reaktorsystem, die an zweiter Stelle genannte PS eine Retorte zum Karbonisieren, die in ein steuerndes Fluidatbett eingetaucht ist), Denselben Gegenstand beschreibt die australische Patentanmeldung Nr. 51 833/73 (dieses Dokument beschreibt einen Kiln oder Darrofen, der von eineni Fluidatbett getragen ist, der auch beispielsweise zum Einfrieren %ron Objekten verwendet werden kann, beispielsweise Krabben). Die Erzeugung von Dampf unter Verwendung von Wasser führenden Rohren, die in einen heißen Fluidatbett eingetaucht sind, ist ebenfalls bekannt. Eine neuere Veröffentlichung, die solche S3rsteme beschreibt, ist der Aufsatz von H.B. Locke im "Journal of the Institute of Fuel", September 1974 auf den Seiten 190 - 197.Systems in which chemical reactors and / or tubes with a fluid or particulate material are completely or partially immersed in a fluidized bed in order to control the temperature of a reaction or to draw off the poor or cold from the bed are known. For example, D »Kunii and 0. Levenspiel describe a chemical reactor from CF in their book" Fluidization Engineering ", page 24. Adams et al, mentioned in "Industrial Engineering Chemistry", Volume 46, page 2458 (1954). U3-r5 2,674,61-2 and 3,562,115 also describe reactor systems controlled by a fluidized bed (the first-named PS a tubular reactor system, the second-named PS a retort for carbonization immersed in a controlling fluidate bed), the same subject describes Australian patent application no. 51 833/73 (this document describes a kiln or kiln which is supported by an I fluidized bed, which is also, for example, for freezing r% on objects may be used, for example, crabs). It is also known to generate steam using pipes carrying water that are immersed in a hot fluidized bed. Describes a recent publication that such S3 r stems, is the article by HB Locke in "Journal of the Institute of Fuel", Sept. 1974, pages 190-197.
Verwendung von Systemen mit Fluidatbett in diesen Fällen ist nicht schwer zu erfassen, weil eine Beheizung durch ein Fluidatbett eine Anzahl von Vorteilen verglichen mit einer Heizung über Gaskonvektion aufweist. Solche Vorteile sind:Use of systems with a fluidized bed in these cases is not difficult to grasp because heating by a fluidized bed has a number of advantages compared to gas convection heating. Such advantages are:
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I. Die Bett-Temperatur kann relativ niedrig und gleichförmig eingestellt werden, wodurch die Gefahr von heißen Stellen und des Ausbrennens verringert wird und dünnwandigere Rohre eingesetzt v/erden können;I. The bed temperature can be set relatively low and uniform, eliminating the risk of hot spots and burnout is reduced and thinner-walled tubes can be used;
II. Die äußeren Rohrflächer» werden sauber und relativ frei von Korrosion, Erosion und Ablagerungen gehalten;II. The outer tube surfaces "become clean and relative kept free from corrosion, erosion and debris;
III. Es ergeben sich hohe. Wärmeübergangs zahlen - etwa eine Größenordnung höher als diejenigen für ähnliche Rohre in Öfen mit heißen, konvektierenden Gasen wodurch weniger Metallrohre irn Wärmeübertragungssystem verwendet werden können, was wiederum die Kapitalkosten des Systems verringert.III. The result is high. Heat transfer numbers - about an order of magnitude higher than those for similar tubes in ovens with hot, convective gases fewer metal pipes can be used in the heat transfer system, which in turn increases the cost of capital of the system decreased.
In der australischen Patentanmeldung 83 215/75 wird es erwähnt, 'daß teilchenförmiges, brennbares oder teilweise brennbares Material (beispielsweise Ausschußmaterial aus einer Kohlewäsche) einem Fluidatbett zugeführt wird, so daß das brennbare Material innerhalb des Fluidatbettes verbrannt wird und die Temperatur des Bettes aufrecht erhalten bleibt, ohne daß zusätzlicher Brennstoff zugeführt werden muß. Die vorstehende Erfindung ergibt in einem ihrer Aspekte einen Vorteil bezüglich dieses Systems, weil Kohle oder ähnliches Material in trockenem teilchenförmigem Zustand oder in pastenförmiger oder schleimiger Form karbonisiert oder auf andere Weise in einem Gefäß zur Reaktion gebracht werden kann, welches in ein Fluidatbett eingetaucht ist. Wenigstens ein Teil des verbrennbaren Produktes der Reaktion kann außerdem innerhalb des Bettes verbrannt v/erden, um dessen Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Es wird daher ein im wesentlichen in sich geschlossenes Verfahrenssystem ausgebildet (eine,Ausnahme bilden die Fälle, beispielsweise die Behandlung von Abfällen oder dünnflüssigen Schlämmen, wobei das Fördermaterial nicht ausreichend kohlenstoffhaltiges Material enthält, um die gesamte benötigte HitzeIn Australian patent application 83 215/75 it is mentioned that particulate, combustible or partially combustible Material (e.g. scrap material from coal washing) is fed to a fluidized bed so that the combustible material is burned within the fluidized bed and the temperature of the bed is maintained without additional fuel having to be added. The above Invention, in one of its aspects, provides an advantage over this system because coal or similar material is in dry particulate or in paste or slimy form carbonized or otherwise in a vessel can be made to react, which is immersed in a fluidized bed. At least part of the combustible Product of the reaction can also be burned within the bed to maintain its operating temperature. An essentially self-contained procedural system is therefore developed (one, with the exception of cases, For example, the treatment of waste or low-viscosity sludge, where the conveyed material is not sufficiently carbon-containing Material contains all of the heat needed
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zu liefern, um die Temperatur des Fluidatbettes aufrechtzuerhalten; in diesen Fällen wird auch einiges zusätzliche Öl oder Brennstoff ebenfalls im Fluidatbett verbrannt). Als weitere Verbesserung kann das Fluidatbett im wesentlichen auch für-eine getrennte Dampferzeugung verwendet werden. Der dabei hergestellte Dampf wird verwendet, um die Kohle unter Druck durch den Reaktor zu transportieren, oder um Wärme und/oder Leistung aus dem System herauszuführen.to supply to maintain the temperature of the fluidized bed; in these cases some additional oil or fuel is also burned in the fluidized bed). As another Improvement, the fluidized bed can essentially also be used for separate steam generation. The one with it Produced steam is used to pressurize the coal to transport through the reactor, or to remove heat and / or power from the system.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Reaktorsystem für teilchenförmiges, fluides oder suspendiertes Material, von dem wenigstens ein Teil kohlenstoffhaltig ist, folgende Merkmale:According to the invention comprises a reactor system for particulate, fluid or suspended material, of which at least one Part of is carbonaceous, has the following characteristics:
I. Ein heißes Fluidatbett;I. A hot fluidized bed;
II. wenigstens einen rohrförmigen Reaktor, der durch das Fluidatbett geht und das teilchenförraige Material, das Fluide oder das suspendierte Material mit sich führt;II. At least one tubular reactor which passes through the fluidized bed and the particle-shaped Material carrying fluids or suspended material;
III. Mittel, um die gasförmigen, flüssigen und festen Reaktionsprodukte am Ausgang vom rohrförmigen Reaktor oder von wenigstens einem der rohrförmigen Reaktoren zu trennen undIII. Means to the gaseous, liquid and solid reaction products at the outlet from the tubular Reactor or to separate from at least one of the tubular reactors and
IV. Mittel, um wenigstens einen Teil der Reaktionsprodukte zu dem Fluidatbett zur dortigen Verbrennung zuzuführen.IV. Means to deliver at least a portion of the reaction products to the fluidized bed for combustion there to feed.
Der rohrförmige Reaktor kann eine beliebige geeignete Form und Ausrichtung im Bett haben. Er soll einen zufriedenstellenden Durchsatz des Fördermaterials des Reaktors ermöglichen. Der Durchsatz kann pneumatisch oder mechanisch erfolgen. Wenn der Durchsatz mit Gas bewirkt oder unterstützt wird, kann das Gas vorgeheizt worden sein, wobei die Abwärme des Fluidatbettes verwendet werden kann. Eine mechanische UnterstützungThe tubular reactor can be of any suitable shape and have alignment in bed. It should enable a satisfactory throughput of the feed material of the reactor. The throughput can be done pneumatically or mechanically. If the throughput is effected or assisted by gas, that can Gas have been preheated, the waste heat of the fluidized bed can be used. Mechanical support
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des Durchsatzes erfolgt im wesentlichen durch Verwendung einer Schnecke oder eines Vibrators, und zwar in Übereinstimmung mit bekannten Techniken. Das Fördermaterial kann durch eine Reihe von rohrförmigen Reaktoren mehrfach hindurchgeführt werden,'wenn" dies notwendig ist. Dies kann ein Zurückführen eines Töil es- dea Frod-iktgaso:; > de f.; Teers oöe-r des Kokses odar der inerten heißen Bett-Teilchen mit dem zugeführten Vorrat bedeuten« Reaktionen können unter hohem oder niedrigem Druck erfolgen. Die Temperatur des Fluidatbettes hängt wesentlich von der Art der im Reaktor durchzuführenden Reaktion ab.of throughput is essentially achieved using an auger or vibrator, in accordance with known techniques. The conveyed material can be passed through a series of tubular reactors several times if necessary. This can involve recirculation of a part of the estea Frod-iktgaso :;> de f .; tar oöe-r of the coke or the inert hot bed -Particles with the supplied supply mean "Reactions can take place under high or low pressure. The temperature of the fluidized bed depends essentially on the type of reaction to be carried out in the reactor.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Die Figuren zeigen schema tisch Fluidatbett-Reaktorsysteme nach der Erfindung.The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments explained in more detail, from which other important features result. The figures show schematically fluidized bed reactor systems according to the invention.
In Fig. 1 ist ein rohrförmiger Reaktor. 10 horizontal innerhalb eines Fluidatbettes 11 aus teilchenförmigen! Material angeordnet. Ein kohlenstoffhaltiges Vorratiiiuaterial (bei diesem Beispiel teilchenförmiges Material 13, welches in einem Vorratstrichter 14-aufbewahrt ist) wird durch den Reaktor 10 unter Vervrendung von Gas oder Dampf transportiert, welches dadurch vorgeheizt worden ist, daß es durch Rohre 18 geleitet worden ist, die im Gebiet von Abfallgas (Rauchgas) über dem Bett vorherrschen. Dadurch wird wesentliche Wärmeenergie aus dem Abgas des Fluidatbettes und des Verbrennungogases wiedergewonnen.In Fig. 1 is a tubular reactor. 10 horizontally within a fluidized bed 11 of particulate! Material arranged. A carbonaceous supply material (in this case Example particulate material 13 which is in a storage hopper 14-stored) is transported through the reactor 10 using gas or steam, which thereby has been preheated in that it has passed through pipes 18 which prevail in the area of waste gas (flue gas) above the bed. As a result, substantial thermal energy is recovered from the exhaust gas from the fluidized bed and the combustion gas.
Das Fluidatbett wird typisch erweise im Temr>eraturbereich zwischen 700 Und 1100° C betrieben, und zwar abhängig von dar im Reaktor 10 erforderten Reaktion. Für eine einfache Karbonisierung von Kohle bei niedriger Temperatur, die bei Temperaturen von etwa 500 oder 600°C erfolgt, und zwar abhängig davon, ob die Verweilzeit der Kohle lang oder kurz ist, wird das Fluidatbett bei einer Temperatur von etwa 75O°C gehalten. Dabei können die Reaktionsrohr au." austenitisehen Stahl bestehen (beispielsweise Stahlrohren von 50 mm Durchmesser, die herkoTimlicherweise bei Rohrervärn-arn verwendet wer,! ja). Aur.te-The fluidized bed is typically operated in the temperature range between 700 and 1100 ° C., depending on the reaction required in the reactor 10. For simple carbonization of coal at low temperature, which occurs at temperatures of about 500 or 600 ° C, depending on whether the residence time of the coal is long or short, the fluidized bed is kept at a temperature of about 750 ° C. The reaction tubes can consist of austenitic steel (for example steel tubes with a diameter of 50 mm, which are traditionally used by Rohrervärn-arn! Yes).
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nitLseher Stahl kann auch für Reaktoren verwendet v/erden, in denen eins flüssige und dampfxöriniga Hydrierung von Kohle unter Druck unter Verwendung ge ei 3713 ter Lösungsmittel und Kydriergass stattfindet. Bei Reakciorian mit höheren Temperaturen (beispielsweise der Vergasung ocl^r Gas-Hydrierung von Kohle (liydrogasixikation) oder da::i Spalten von Kohlenwasserstoffen, ba Ki^pIeJ ev:eiaQ von Braunkohl ivA'o1':?.) jedoch v--^r den fle tallrohre für die Reaktoren erforderlich, die der Wärme und Korrosion widerstehen können.NitLseher steel can also be used for reactors in which a liquid and steam hydrogenation of coal takes place under pressure using a solvent and hydrogenation gas. At reacciorian with higher temperatures (for example the gasification ocl ^ r gas hydrogenation of coal (liydrogasixikation) or da :: i columns of hydrocarbons, ba Ki ^ pIeJ ev: eiaQ of brown cabbage ivA'o 1 ':?.) However v- - ^ r the fle tallrohre required for the reactors, which can withstand the heat and corrosion.
Obgleich nur ein einziger rohrförmiger Reaktor 10 in Fig. 1 gezeigt ist, können auch Reihen von Rohren verwendet werden, um den Durchsatz zu erhöhen.Although only a single tubular reactor 10 in FIG As shown, rows of tubes can also be used to increase throughput.
Bis etwa 50 °,i der dem Fluidatbett zugeführten Wärme kann von den rohrförmigen Reaktoren absorbiert werden. Im Fall eines am Eingang zugeführten teilchenförmigen Kohlematerlals ist es auch bei kurzen Varv/eilzeitöu^in^Syt^GTöß^nordnung von Oj 1 Sek einige flüchtige Bestandteile und Tear abzuziehen, und Koks (char) zu erzeugen. Ein Zyklon 15 am .Ausgangsende des rohrförmigen Reaktors 10 ermöglicht es, daß das Gas und die Teerprodukte vom festen Koks getrennt und über eine Leitung 16 ausgeführt werdnn. Der Koks wird in einem Gefäß 17 gesammelt. Ausreichend Koks, um die Temperatur des Fluidatbettes durch Verbrennung aufrechtzuerhalten, wird vom Gefäß 17 über eine Leitung 12 (oder durch andere geeignete Mittel, wie dies in der Beschreibung dar erwähnten australischen Patentanmeldung S3 215/75 aufgeführt ist) geführt. Alternativ kann Produktgas oder Teer in das Fluidatgas oder das ausströmende Gas aus dein Fluidatbett zum selben Zweck beigegeben werden.Up to about 50 ° of the heat supplied to the fluidized bed can be absorbed by the tubular reactors. In the case of a particulate coal material fed in at the entrance, it is necessary to remove some volatile constituents and tear, and to produce coke (char), even with short periods of time in the order of 1 sec. A cyclone 15 at the outlet end of the tubular reactor 10 enables the gas and the tar products to be separated from the solid coke and carried out via a line 16. The coke is collected in a vessel 17. Sufficient coke to maintain the temperature of the Fluidatbettes by combustion, is passed from the vessel 17 via a line 12 (or by other suitable means, as in the description are mentioned Australian Patent Application 215/75 S3 shown). Alternatively, product gas or tar can be added to the fluidized gas or the outflowing gas from your fluidized bed for the same purpose.
Wenn es erforderlich ist (beispielsweise um die Ausbeute an Gas und Teerprodukten zu optimieren), so kann ein doppeltes Durchleitungssystem (beispielsweise das nach Fig. 2) verwendet werden. (In dieser Figur wie auch in den anderen FigurenIf it is necessary (for example to increase the yield To optimize gas and tar products), it can be twofold Pass-through system (for example that of Fig. 2) is used will. (In this figure as well as in the other figures
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sind einander ähnliche oder gleiche Bauelemente mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen.) Dieses Konzept kann auf allgemeine Systeme mit mehreren Durchgängen erweitert werden, vfo die gewünschte Reaktion eine aufeinanderfolgende Wärmebehandlung des Vorrates in mehreren Stufen erfordert. Diese Behandlung in mehreren Stufen \^mn in aine-r Ksi'üe von Rohren erfolgen, die in Serie und/oder parallel geschaltet sind, wobei möglicherweise nur ein Teil ei?)es der verschiedenen Produkte einer vorhergehenden Stufe verwendet wird.Similar or identical components are provided with the same reference numerals as in Fig. 1.) This concept can be extended to general systems with several passes, where the desired reaction requires successive heat treatment of the stock in several stages. This treatment carried out in several stages \ ^ mn in aine-r Ksi'üe of tubes which are connected in series and / or parallel, with possibly only a part of?) Of the various products, it is used a preceding stage egg.
Die Temperatur in den Reaktorrohren hängt unter anderem von der verteilten Wärmeübertragungsrate durch das Rohr ab, der Bett-Temperatur, der Enthalpy des Förderstroms und der Reaktionsprodukte, der Reaktionswärme und der Anordnung der R.ohre in der Fluidatkammer (d.h. innerhalb des Bettes oder in den Rauchgasen über dem Bett).The temperature in the reactor tubes depends, among other things, on the rate of heat transfer distributed through the tube, the Bed temperature, the enthalpy of the flow rate and the reaction products, the heat of reaction and the arrangement of the tubes in the fluidate chamber (i.e. inside the bed or in the Smoke gases above the bed).
Figur 3 zeigt eine weitere Abänderung, die bei den Systemen nach Fig. 1 und 2 angewendet v/erden kann, wobei einiges des Bettmaterials über einen Abzug nach unten ausgeführt wird und mit dem teilchenförmigen Vorratsmaterial vermischt wird, wenn dies durch das Reaktorrohr 10 geführt wird. Bei dieser Anordnung wird der mitführende Gasstrom - gegebenenfalls zusätzlich vorgeheizt,und der Wärmetransport quer durch das Reaktorrohr· wird unterstützt. Diese Anordnung verhindert auch ein Verklumpen, wenn der Förderstrom die Tendenz zu verklumpen oder zu verkoken hat, wenn er beheizt wird.Figure 3 shows another modification that may be applied to the systems of Figures 1 and 2, some of which may be used Bed material is run down via a hood and is mixed with the particulate stock material when this is passed through the reactor tube 10. In this arrangement, the entrained gas stream is - if necessary, additionally preheated, and the heat transport across the reactor tube is supported. This arrangement also prevents clumping, when the flow has a tendency to clump or coke when heated.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform mit Vorheizung ähnlich nach Figur 3 mit der Ausnahme, daß der Produktkoks anstelle des inerten. Bettmaterials verwendet wird. Dies verhindert eine Verdünnung des Produktkokses mit dem Bettmaterial.Figure 4 shows an embodiment with preheating similar to Figure 3 with the exception that the product coke instead of the inert. Bed material is used. This prevents the product coke from being diluted with the bed material.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 verwendet ein gewundenes Reaktorrohr 10, wodurch sich längere Verweilzeiten des Vorrats-The embodiment according to FIG. 5 uses a coiled reactor tube 10, as a result of which longer residence times of the supply
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materials in der Reaktionszone ergeben (0,1 - 10 Sekunden).materials in the reaction zone (0.1-10 seconds).
Bei der Ausführungsform nach Figur 6 wird ein vertikales Reaktorrohr verwendet. Der teilchenförmige Förderstrom wird oben zugeführt und Koks wird vom Boden abgezogen. Verweilzeiten im Reaktor von 1-100 Sekunden können bei dieser Ausführungsform erreicht werden. Die Teilchen im Rohr können bewegt oder zu einem Fluid gemacht- werden, während sie sich in der Reaktionszone befinden, und zwar durch einen in Gegenrichtung strömenden Gasstrom .19, der das Sammeln von Teer und flüchtigen Bestandteilen vom Förder- oder Vorratsstrom unterstützt. In the embodiment of Figure 6, a vertical reactor tube is used. The particulate flow is fed in at the top and coke is withdrawn from the bottom. Residence times in the reactor of 1-100 seconds can be used in this embodiment can be achieved. The particles in the pipe can be moved or made into a fluid as they move are in the reaction zone, through one in the opposite direction flowing gas stream .19, which assists in the collection of tar and volatiles from the production or supply stream.
Eine alternative Ausführungsform zur Erlangung langer Verweilzeiten ist in Figur 7 gezeigt« Dort wird der Förderstrom am Boden eines Reaktors des Typs nach Figur 6 zugeführt (wobei aber das Reaktorrohr geneigt sein soll). Der Förderstrom wird durch das Reaktorrohr durch Mitnahme in einem Fördergas transportiert. Dadurch haben die größeren Teilchen längere Verweilzeiten in der Reaktionszone als kleinere Teilchen. Dies ist im allgemeinen für eine äquivalente Umwandlung der größeren Teilchen notwendig. Die Neigung des Reaktorrohres erleichtert die Abführung von flüchtigen Produkten aus dem Förderstrom.An alternative embodiment for achieving long residence times is shown in FIG. 7, where the feed stream is fed in at the bottom of a reactor of the type according to FIG but the reactor tube should be inclined). The conveying flow is transported through the reactor tube by being entrained in a conveying gas. As a result, the larger particles have longer residence times in the reaction zone than smaller particles. This is generally necessary for equivalent conversion of the larger particles. The inclination of the reactor tube facilitates the removal of volatile products from the flow.
Das U-förmige Reaktorrohr nach Fig. 1 ermöglicht es, daß das Fördermaterial und der erhaltene Koks mehrfach in einem Kreislauf geführt wird, bevor der Produktkoks abgezogen wird. Dadurch können die Verweilzeiten der festen Teilchen im Reaktor auf 100 - 1000 Sekunden angehoben werden, und zwar abhängig vom Volumen der gespeicherten Festteilchen und abhängig vom Umlauf im Verhältnis zu der Zufuhr oder zum Abzug von Koks. Die festen Teilchen strömen nach unten in einem sich bewegenden Bett 20 innerhalb eines vertikalen Schenkels des U-förmigen Rohres und werden nach oben wieder zurückgeführt in dem anderen Schenkel, wobei sie durch ein Fördergas mitgenommenThe U-shaped reactor tube according to FIG. 1 makes it possible that the conveyed material and the coke obtained several times in one cycle is performed before the product coke is withdrawn. This can reduce the residence times of the solid particles in the reactor can be increased to 100-1000 seconds, depending on the volume of the stored solid particles and depending on the Circulation in relation to the supply or withdrawal of coke. The solid particles flow down in a moving one Bed 20 within a vertical leg of the U-shaped tube and are led back up again in the other Legs, being carried along by a conveying gas
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werden, welches bei einem Gaseinlaß 21 zugeführt wird. Ein Vorratstrichter 22 enthält vorzugsweise heißes Bettmaterial zur Mitnahme im zirkulierenden Gas, um den Umlauf und den Wärmeübergang zu erleichtern. Zusätzliche Festteilchen werden kontinuierlich oder intermetierend von der Oberseite (wie in der Figur dargestellt) oder vom Boden des Reaktors abgezogen.which is supplied at a gas inlet 21. A storage hopper 22 preferably contains hot bed material to be taken along in the circulating gas to facilitate circulation and heat transfer. Additional solid particles will be withdrawn continuously or intermittently from the top (as shown in the figure) or from the bottom of the reactor.
Obgleich bei' den beschriebenen Ausführungs'beispielen Vorräte mit festem teilchenförmigen Material gezeigt wurden, können auch andere Vorratsmaterialien verwendet v/erden, beispielsweise Schlamme oder Flüssigkeiten, die kohlenstoffhaltige Materialien enthalten und ein festes, flüssiges oder gasförmiges Produkt ergeben, welches in dem Fluidatbett verbrannt werden kann, um dessen Temperatur aufrechtzuerhalten. Bei schlammförmigen Materialien können diese entwässert werden, und zwar entweder wie in der australischen Patentanmeldung 83 2*17/75 beschrieben, oder in einem vorgeschalteten Trockenrohr—Reaktor als erster Durchgang oder erste Durchgänge eines mehrstufigen Behandlungssystems nach der Erfindung.Although in 'the described exemplary embodiments' stocks with solid particulate material, other stock materials can also be used, for example Sludges or liquids containing carbonaceous materials and a solid, liquid or gaseous one Result in product that can be burned in the fluidized bed to maintain its temperature. at Sludge-like materials can be dewatered either as in the Australian patent application 83 2 * 17/75, or in an upstream drying tube reactor as the first pass or first passes of a multi-stage treatment system according to the invention.
In einem System können verschiedene Reaktionstypen durchgeführt werden. Beispielsweise können bei Kohle Schlamme entwässert werden (im Fall der Behandlung von Abfällen aus einer Kohlewäscherei) in einem Trocknungsrohr-Reaktor, der getrocknete Schlamm kann bei niedrigen Temperaturen in einem Karbonisierungsreaktor mit mehreren Rohren karbonisiert werden, um verschiedene Teerprodukte, Gas und Koks zu erzeugen, ein Teil des Teeres kann thermisch gespalten oder dealkyliert werden, um leichtere aromatische Kohlenwasserstoffe, Äthylen und pyrolytischen Kohlenstoff zu ergeben, ein Teil des Kokse3 kann mit Dampf vergast werden, um Synthesegas und Aktivkohle zu ergeben, und ein weiterer Teil des Kokses kann als Brennmittel im Ofen verbrannt v/erden, um Wärme den verschiedenen Reaktionen zuzuführen, und um Dampf und Energie zu erzeugen. Ein solches integriertes Schema verwandelt1 Kohle in Öl, Gas, Aktivkohle, Koks., Dampf und Energie.Different types of reactions can be carried out in one system. For example, in the case of coal, sludge can be dewatered (in the case of treating waste from a coal laundry) in a drying tube reactor, the dried sludge can be carbonized at low temperatures in a multi-tube carbonation reactor to produce various tar products, gas and coke, some of the tar can be thermally cracked or dealkylated to produce lighter aromatic hydrocarbons, ethylene and pyrolytic carbon, some of the coke3 can be steam gasified to produce synthesis gas and activated carbon, and some of the coke can be used as fuel in the Burn the furnace to add heat to the various reactions and to generate steam and energy. Such an integrated scheme converts 1 coal into oil, gas, activated carbon, coke., Steam and energy.
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Das System nach der vorliegenden Erfindung findet ebenfalls eine nützliche Anwendung bei der Wiedergewinnung von Produkten aus industriellen und kommunalen Abfällen. Zusätzlich hat es Anwendungen bei der Wärmebehandlung von Mineralien durch Prozesse wie Trocknen, Rösten, Kalzinieren·, Reduzieren (beispielsweise von Eisenerz) und anderen pyronietallurgischen Verfahren, wenn parallele Reaktorsysteme verwendet werden. Ein System behandelt dabei die'kohlenstoffhaltigen Materialien, um die Wärme für das Fluidatbett zu liefern. In ähnlicher Weise kann die vorliegende Erfindung zum Destillieren und zur Pyrolyse von festen und flüssigen organischen Materialien verwendet werden.The system of the present invention also finds useful application in the recovery of products from industrial and municipal waste. In addition, it has applications in the heat treatment of minerals through processes such as drying, roasting, calcining, reducing (for example of iron ore) and other pyronietallurgical processes Procedure when using parallel reactor systems. A The system treats the carbonaceous materials to provide the heat for the fluidized bed. Similarly, the present invention can be used for distillation and pyrolysis of solid and liquid organic materials can be used.
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Claims (13)
dadurch gekennzeichnet , daß Mittel für die Zufuhr von Gas zum Fördern des Materials durch den oder die rohrförmigen Reaktoren vorgesehen sind.2. reactor system according to claim 1,
characterized in that means are provided for the supply of gas for conveying the material through the tubular reactor or reactors.
dadurch g eke η nze lehnet , daß der rohrförnige Reaktor (10) oder wenigstens einer der rohrförmigen Reaktoren sich vertikal innerhalb des Fluidatbettes (11) befindet, daß das behandelte Material in teil« chenförraiger Form vorliegt und durch den vertikalen Reaktor oder die Reaktoren durch P^hv/erkraf t gefördert wird, und daß Mittel für die Zufuhr von Gas vorgesehen sind, und zwar in ein231 Gegenstrom zum Teilchens brom durch den oder die vertikalen Reaktoren, wodurch die darin enthaltenen Teilchen bewegt oder fluidiert v/erden (Fig. 6).6. reactor system according to claim 1,
in that the tubular reactor (10) or at least one of the tubular reactors is located vertically within the fluidized bed (11), that the treated material is in particle form and is passed through the vertical reactor or reactors through P ^ hv / Erkraf t is promoted, and that means are provided for the supply of gas, namely in a countercurrent to the particle bromine through the vertical reactor or reactors, whereby the particles contained therein are moved or fluidized (Fig. 6) .
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