DE2734608C2

DE2734608C2 - Anströmboden für Wirbelrinnen

Info

Publication number: DE2734608C2
Application number: DE2734608A
Authority: DE
Inventors: Günther Ing.(grad.) 4660 Gelsenkirchen Gappa; Harald Prof. Dipl.-Chem. Dr. Jüntgen; Jürgen Dipl.-Phys. Dr. Klein; Peter 4300 Essen Schulz
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1977-08-01
Publication date: 1982-06-03
Also published as: GB2004473A; IT7850417A0; IT1106859B; ZA784303B; GB2004473B; JPS5915013B2; DE2734608A1; JPS5455985A; US4255072A

Description

Die Erfindung betrifft einen Anströmboden für Wirbelrinnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Für die Behandlung von Feststoffpartikeln, ζ. Β. zwecks Trocknung nasser Schüttgüter, Regeneration beladener Adsorptionsmittel oder für chemische Reaktionen, wie z. B. die Vergasung oder Verbrennung feinkörniger Kohle, werden wegen des guten Stoff- und Wärmeaustausches bevorzugt Wirbelrinnen verwendet. In diesen Rinnen strömt das Wirbelgas in vertikaler Richtung, während das zu behandelnde Gut unter ständigen vertikalen Wirbelbewegungen längs der Wirbelrinne vom Eingang zum Ausgang wandert. Das Wirbelgas soll über dem gesamten Anströmboden einen gleichmäßigen Wirbelzustand der Feststoffpartikel erreichen. Ein gleichmäßiger Wirbelzustand wird erreicht, wenn die Wirbelgasgeschwindigkeit an jedem Punkt der Wirbelrinne konstant ein bestimmtes Vielfaches;, vorzugsweise das 1,2- bis 3fache, der jeweiligen Wirbelpunktgeschwindigkeit der betreffenden Feststoffpartikel beträgt.

Falls sich indessen die Schüttdichte der Feststoffpartikel während der Behandlung ändert, so ändert sich auch die Wirbelpunktgeschwindigkeit der Partikel längs der Wirbelrinne.

Ein typischer Fall für einen allmählichen Rückgang der Schüttdichte ist die Regeneration von nassen Adsorptionsmitteln wie Aluminiumoxyd oder Aktivkohle. Hier beträgt die Änderung der Schüttdichte zwischer Eingang und Ausgang der Wirbelrinne meist mehr als 50%. Infolgedessen kommt es <n solchen Fällen zu unkontrollierbaren, unerwünschten Durchmischungen, Formänderungen und Verweilzeiten der Feststoffpartikel in der Wirbelrinne.

Auch der Einbau von Wehren, Leitblechen, Engstftllen u.a. in Wirbelrinnen führt nicht zu der gewünschten Vergleichmäßigung der Behandlung der Feststoffpartikel.

ίο Anströmböden für Wirbelbetten können prinzipiell auch aus Füllkörperschichten bestehen. So ist aus der US-PS 35 56 737 bekannt, mit Füllkörperschichten einen Niveauausgleich für eine ebene Einbringung von Katalysatoren zu ermöglichen. Aus der US-PS 39 81 685 ist es bekannt. Füllkörper als Schleifmittel zur Reaktivierung von Katalysatorpartikeln zu verwenden. Schließlich ist es aus der US-PS 27 60 917 bekannt, Füllkörperschichten mit unterschiedlichen Durchmessern der einzelnen Partikel zur Vergleichmäßigung der Gasanströmung über den gesamten Anströmboden zu verwenden. Mit den vorgenannten Anströmboden ist es jedoch nicht möglich, den erwähnten Problemen wirkungsvoll zu begegnen.

Die Erfindung betrifft einen neuartigen Anströmboden, der auch die vorbeschriebenen Schwierigkeiten bei der Regeneration von Aktivkohlen und dergl. überwindet und der bei Störungen, z. B. Verstopfungen, leicht in Ordnung gebracht werden kann. Ein erfindungsgemäßer Anströmboden der eingangs genannten Art besitzt die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1; er wird erfindungsgemäß weitergebildet durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 bis 5. Dieser Anströmboden besteht aus einer oder mehreren Schichten von Füllkörpern, die auf dem Rost eines Wirbelbettes aufgeschichtet sind. Für den Aufbau derartiger Anströmboden eignen sich alle Füllkörper, wie Kugeln, Pellets, Ringe etc, sofern sie durch die jeweiligen Prozeßbedingungen im Wirbelbett nicht angegriffen werden, besonders geeignet sind daher z. B.

Kugeln aus Feuerfestmaterial.

Das Material, aus dem die Füllkörper bestehen, soll eine verhältnismäßig hohe Dichte besitzen, damit die Füllkörper keinesfalls vom Wirbelgas aufgewirbelt werden. Eine einzelne Füllkörperschicht kann praktisch eine beliebige Höhe besitzen. Die geeigneten Höhen lassen sich durch einfache Versuche ermitteln.

Die erfindungsgemäßen Böden habtn den Vorteil, daß sie, im Falle einer Verstopfung oder sonstiger Störungen im Wirbelbett, leicht ausgetauscht werden

so können. Überdies können sie im Gegensatz zu Anströmboden aus Metall sich nicht unter Temperatureinflüssen verziehen, so daß auch Randschlußundichtigkeiten oder Ablösungen von der unteren Innenkante des Wirbelbettes ausgeschlossen sind.

Verständlicherweise soll der Durchmesser der Füllkörper größer sein als die Löcher des Wirbelbettrostes. Falls der Anströmboden aus mehreren Schichten besteht, so soll zur Vermeidung einer Vermischung der einzelnen Schichten untereinander der Durchmesser der Füllkörper einzelner Schichten größer sein als die durch die Füllkörper der benachbarten Schichten gebildeten Lückenvolumina.

Es kann in Sonderfällen erwünscht sein, daß die erfindungsgemäßen Böden aus verhältnismäßig kleinen und/oder leichten Füllkörpern aufgebaut sind. In derartigen Fällen empfiehlt es sich, den Boden mit einem Sieb abzudecken. Eine lose auf die obersten Füllkörper aufgelegtes Sieb beeinträchtigt die Eigen-

schäften des erfindungsgemäßen Bodens nicht.

Ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Anströmbodens besteht darin, daß man den Boden in verschiedenen Variationen aufbauen kann. Insbesondere läßt er sich so aufbauen, daß seine Gasdurchlässigkeit längs einer Wirbelrinne zu- oder abnimmt

Damit die unterschiedliche Gasdurchlässigkeit der so ausgebauten Böden erreicht wird, muß im Falle einer gewünschten Verminderung der Gasdurchlässigkeit in Richtung auf das Ende einer Rinne der Lückendurchmesser d^r Schicht und demgemäß der Durchmesser der Füllkörper kleiner sein als am Anfang der Rinne. Bei Anwendung mehrerer Schichten wird demgemäß der Anteil einer Schicht aus kleineren Füllkörpern an der gesamten Schichthöhe zum Ende der Rinne hin zunehmen, weil dadurch verständlicherweise die Gasdurchlässigkeit der jeweiligen gesamten Schicht vermindert wird.

So kann man also durch unterschiedliche Wahl der Größe der Füllkörper in den einzelnen Schichten erreichen, daß eine Gasdurchlässigkeit des Bodens geschaffen wird, die bei Anströmen des Bodens mit einem einzigen Gasstrom dazu führt, daß längs der Wirbelrinne das Gut, also die wandernden Feststoffpartikel, an jedem Punkt ihrer Wanderung durch die Rinne stets mit derjenigen Geschwindigkeit angeströmt werden, die gerade der Wirbelgeschwindigkeit der jeweils angeströmten Feststoffpartikel oder einem bestimmten Vielfachen davon entspricht.

Die mit dem erfindungsgemäßen Anströmboden durchgeführten Regenerationen von Aktivkohlen zeigen, daß die Kohlen wesentlich mehr als bisher geschont werden. Die Abriebveriuste sind geringer, da übermäßig heftiges Wirbeln vermieden wird. Außerdem werden die Feststoffpartikel besonders gleichmäßig behandelt, d. h., daß die Verweilzeitspektren enger werden. Letzteres ist besonders für die Regeneration von Aktivkohlen wichtig, damit die Abbrandverluste, die durch zu lange Behandlungsdauer entstehen, so gering wie möglich gehalten werden.

Die Erfindung sei anhand der anliegenden Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Anströmbodens in Seitenansicht, bestehend aus einem gasdurchlässigen schrägen Rost und einer einzigen Füllkörperschicht d 1, deren Höhe linear zunimmt — dadurch nimmt die Gasdurchlässigkeit von links nach rechts ab;

Fig. 2 zeigt einen Anströmboden, bestehend aus einem Rost und zwei Füllkörperschichten, wobei die mittleren Durchmesser der Füllkörper d 1 größer sind als die mittleren Durchmesser der Füllkörper dZ Durch eine derartige Anordnung wird bei horizontalem Rost ebenfalls eine Verminderung der Gasdurchlässigkeit von links nach rechts bewirkt. Dabei ändert sich die Gasdurchlässigkeit allmählich vom Eingang zum Ausgang über die Länge der Rinne;

Fig.3 zeigt einen Anströmboden, bestehend aus einem horizontalen Rost und einer unteren Füllkörperschicht konstanter Dicke sowie aus zwei aufliegenden Füllkörperschichten, deren Höhen sich stufenweise ändern. Dabei ist d 1 (Durchmesser der Füllkörper der untersten Schicht) größer als dl und dieser größer als dZ. Die unterste Füllkörperschicht verhindert das Durchfallen der darüberliegenden Füllkörper durch den Rost und sorgt darüber hinaus für eine gleichmäßigere Anströmung der aufliegenden Schichten. Die stufenweise Anordnung ist für das Einfüllen der Füllkörper besonders günstig und bewirkt bei geeigneter Wahl von Schichthöhen und -längen eine ähnliche Änderung der Gasdurchlässigkeit wie der Boden gemäß F i g. 2;

Fig.4 zeigt einen Anströmboden bestehend aus einem Rost und drei Füllkörperschichten mit d 1 größer als c/2, dieser größer als c/3. Eine solche Anordnung ist besonders dann von Vorteil, wenn im Eingangsbereich (links) des Anströmbodens eine besonders hohe Wirbelgasgeschwindigkeit verlangt wird, sie kann jedoch auch stufenweise, wie gemäß Fig. 3, ausgeführt werden;

F i g. 5 zeigt einen Anströmboden, bestehend aus einem Rost und einer unteren gleichmäßig dicken Füllkörperschicht sowie einer aufliegenden Füllkörperschicht konstanter Dicke. Jedoch sind die mittleren Durchmesser der Füllkörper dieser oberen Schicht unterschiedlich groß, in diesem Fall d2>d3>d4>d5. Eine solche Anordnung bewirkt ebenfalls eine Veränderung der Gasdurchlässigkeit (Verkleinerung derselben von links nach rechts). Die Herstellung eines solchen Anströmbodens geschieht mit Trennblechen, die nach Fertigstellung des Aufbaus des Bodens aus der Schüttung herausgezogen werden können;

F i g. 6 zeigt einen Anströmboden, der im Prinzip F i g. 3 entspricht, der jedoch zusätzlich eine oberste Füllkörperschicht konstanter Schichthöhen aufweist und di>d2>d3>d4 ist. Dadurch, daß die oberste Schicht aus größeren Füllkörpern besteht als die darunterliegenden, wird vorsorglich verhindert, daß die Füllkörper d4 aufgewirbelt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anströmboden für Wirbelrinnen, in welchen der zu behandelnde Feststoff unter ständigen vertikalen Wirbelbewegungen in der Längsrichtung der betreffenden Wirbelrinne von der Eingangsseite zur Ausgangsseite fließt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Rinne eine oder mehrere Schichten von Füllkörpern mit in Fließrichtung des Feststoffes unterschiedlicher Größe und/oder Schichthöhe angeordnet sin±

2. Anströmboden für Wirbelrinnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichthöhe von Füllkörpern gleicher Größe, die auf einem in Längsrichtung der Wirbelrinne geneigten Rost ruhen, in Richtung des Anstiegs des Rostes abnimmt

3. Anströmboden für WirbeHnnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichten von in sich gleich großen, aber von Schicht zu Schicht unterschiedlich großen Füllkörpern derart auf einem Rost ruhen, daß die Höhen zumindest zweier Schichten längs der Fließrichtung des Feststoffes allmählich oder Stufenweise variiert werden.

4. Anströmboden für Wirbelrinnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der auf einem Rost ruhenden Füllkörper gleicher Schichthöhe längs der Fließrichtung des Feststoffes variiert wird.

5. Anströmboden für Wirbelrinnen nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich mindestens eine untere und/oder obere, über den gesamten Querschnitt der Wirbelrinne gleichmäßig hohe Schicht von Füllkörpern gleicher Größe aufweist.