DE2737635A1

DE2737635A1 - Vorrichtung zum befoerdern unter abtrennen der groesseren und/oder schwereren anteile einer kornspanne aus einer fluidisierten materialienmischung

Info

Publication number: DE2737635A1
Application number: DE19772737635
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinrich Van Dipl Ch Heek; Heinrich Wagener
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1977-08-20
Filing date: 1977-08-20
Publication date: 1979-03-01
Also published as: GB2005156A; JPS5435982A; GB2005156B; US4203833A; DE2737635C2

Description

BERGWERKSVERBAND GMBH

VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

43 Essen-Kray

Frillendorfer Straße 351 Telefon (02141) 20711

Vorrichtung zum Befördern unter Abtrennen der größeren und/oder schwereren Anteile einer Kornspanne aus einer fluidisierten Materialienmischung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befördern von Feststoffströmen durch Wirbelbetten und zum gleichzeitigen Abtrennen größerer und/oder schwererer Kornanteile von kleineren und/oder leichteren Kornanteilen aus einer fluidi- sierten Materialienmischung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise als Bauelement in Wirbelbettreaktoren oder Wirbelbettrinnen oder in bewegten Festbetten zum direkten Kontaktieren von Materialien einer Mischung und zum gleichzeitigen Abtrennen von größeren und/oder schwereren Anteilen einer Kornspanne aus einer fluidisierten oder bewegten Materialienmischung angewendet werden.

Solche Anwendungsfälle ergeben sich beispielsweise in der Aufbereitungstechnik, z.B. zum Kontaktieren von Feststoffen mit Katalysatoren, Wärmeträgern oder Aromastoffen, oder zum

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Rösten, Schwelen oder Vergasen von durchgeleiteten grösseren und/oder schwereren Kornanteilen in Kontakt mit dem übrigen Wirbelbett und zum Abtrennen dieser Kornanteile aus dem Wirbelbett. Auch zum Abtrennen von Pyrit- und Bergeanteilen aus aufgemahlener Kohle in einem Wirbelbett oder zum Abscheiden von gesinterten mineralischen Ascherückständen aus dem Wirbelbett in einem Vergasungsreaktor oder zum Abscheiden größerer und/oder schwererer, während eines Prozesses entstehender Agglomerate aus einem Wirbelbett oder einem bewegten Festbett ist die erfindungsgemäße Vorrichtung brauchbar.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse unterhalb eines Anströmbodens eines Wirbelschichtreaktors eine Tragplatte anzuordnen, die einen Windkasten mit einem oberen Einlaßstutzen für das Fluidisiergas von einem Sammelraum mit einem weiteren unteren Einlaßstutzen für das Fluidisiergas abtrennt, wobei der Anströmboden und die Tragplatte durch ein oder mehrere Austragsrohre miteinander verbunden sind (DT-OS 22 03 544). Dabei ist es allerdings nötig, daß die Austragsrohre einen Mindestabstand von einander einhalten. Sonst bewirkt die gegenseitige Beeinflussung durch unterschiedlich sich aufbauende Druckgefälle zwischen den Mündungsöffnungen der Austragsrohre,'hervorgerufen durch das allseitig rundherum pulsierende Wirbelbett, daß in einzelnen Austragsrohren zu viel Gut abfließt. Es ist daher nicht möglich, auf dem engen Raum eines flachen Anströmbodens eine größere Anzahl von Austragsrohren unterzubringen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad und die Trennsicherheit beim Befördern und Abtrennen der größeren und/oder schwereren Kornanteile einer Kornspanne aus einer fluidisierten oder in einem bewegten Festbett befindlichen Materialienmischung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei keilförmig zueinander stehende Wangen (1) in einem Winkel von etwa 30 bis 80 , vorzugsweise etwa 60 zur Waagerechten, auf einem Anströmrohr (2) befestigt sind und in dem unteren Zwischenabstand der Wangen (1) in dem Anströmrohr (2) ein Anströmband (3) angeordnet ist (Keilströmrinne), das auf seiner Länge in gleichen Abständen durch Mündungsöffnungen von durch das Anströmrohr (2) hindurchgehenden Klassierrohren (5) unterbrochen wird, die in einem darunter verlaufenden Förderrohr (4) enden, das seinerseits mit Versorgungsrohren (6) versehen ist.

Nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung können mehrere Keilströmrinnen nebeneinander mit Gefälle angeordnet werden. Oder es können in einem Anströmboden (21) mehrere Keilströmrinnen radial mit Gefälle zum Strahl-Strömboden (20) angeordnet werden. Weiterhin ist es möglich, mehrere Keilströmrinnen, gegebenenfalls in unterschiedlichen Höhen, radial zur Reaktorwand, tangential zum Reaktormittelpunkt oder spiralig entlang der Reaktorwand eines Wirbelbettreaktors anzuordnen. Immer dann, wenn mehrere Keilströmrinnen vorgesehen sind, münden die Förderrohre in eine gemeinsame Schleuse (23), die mit einem Zellrad (14) versehen ist.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

eine Keilströmrinne,

einen Schnitt durch das Anströmrohr gemäß Fig. 1 mit einem angedeuteten Klassierrohr, mehrere nebeneinander angeordnete Keilströmrinnen im Zuge einer Förderbandstrecke, verschiedene Möglichkeiten des Einbaus von Keilströmrinnen in einen Wirbelbettreaktor und einen Schnitt durch den Reaktor gemäß Fig. 4 mit der Anordnung der Keilströmrinnen im Wirbelbettraum.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Wangen 1, die aus einem glatten, dichten Material bestehen, keilförmig zueinander in einem Winkel von 60 zur Horizontalen mit etwas Abstand auf einem runden oder kantigen Anströmrohr 2 befestigt. In dem Zwischenabstand ist ein Anströmband 3 angeordnet, das aus einem gasdurchlässigen Werkstoff, beispielsweise aus Sintermaterial oder einer oder mehreren Bohrungsreihen gebildet wird. Ins Anströmrohr 2 eingeleitetes Anströmgas 7 dringt durch das Anströmband 3 nach oben und wirbelt das zwischen den Wangen 1 anstehende Wirbelgut 10 fontänenartig auf. Unter dem Anströmrohr 2 verläuft ein Förderrohr In Abständen stehen senkrecht angeordnete Klassierrrohre auf dem Förderrohr 4 und münden im Anströmband 3 des Anströmrohres 2. Der Durchmesser der Klassierrohre 5 sollte etwa das dreifache bis maximal fünffache des Korndurchmessers

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des abzuschneidenden Kornanteils betragen. Durch diese Durchmesserbegrenzung wird eine einstränige Korn-hinter-Korn-Abklassierung in den Klassierrohren 5 begünstigt. Dem Förderrohr 4 wird durch seitlich gleichmäßig verteilt angeordnete Versorgungsrohre 6 laufend Klassiergas 8 zugeführt, das über die Klassierrohre 5 ins Wirbelbettgut 10 strömt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Klassiergases 8 ist in den Klassierrohren 5 etwas höher als die Schwebepunktsgeschwindigkeit des Wirbelbettgutes 10, jedoch kleiner als für die schwereren und/oder größeren abzuscheidenden Kornanteile des Wirbelbettgutes 10 erforderlich ist. Auf diese Weise fällt das Abklassiergut 11 durch die Klassierrohre 5 in das Förderrohr 4. Das Abklassiergut 11 wird in regelmäßigen Zeitabständen durch ein impulsartig aufgegebenes Transportgas 9 abgefördert. Durch diesen Druckstoß werden gleichzeitig die Klassierrohre 5 gesäubert.

Wichtige Voraussetzung für die Wirkungsweise ist der Bewegungsablauf des Wirbelbettgutes 10. Durch das Anströmband wird es relativ schmal angeströmt und in der Mitte hochgefördert. Anschließend gleitet das Gut an den Wangen 1 nach unten zurück zum Anströmband 3. Durch gleichzeitige Schrägstellung der Keil strömrinne um den WinkeioC ^zur Horizontalen erfährt das Wirbelbettgut 10 einen Längstransport. Beide Bewegungen ergeben zusammen einen Materialtransport in Form zweier gegeneinander arbeitender spiraliger Walzen. Damit ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß möglichst viel Gut sehr

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oft die Mündungsöffnungen der Klassierrohre 5 kreuzt und sich dem Klassiervorgang aussetzt.

In der Fig. 2 wird eine Ausführungsform des Anströmrohrs 2 gezeigt. Anstatt mit einer oder mehreren Bohrungsreihen versehen, ist hier das Anströmrohr 2 geschlitzt und im Innern mit einem zweiten Rohr aus einem für den jeweiligen Zweck angepaßten porösen gasdurchlässigen Material versehen worden, das z.B. aus Sintermetall bestehen kann. Der vom geschlitzten Anströmrohr 2 nicht abgedeckte Streifen bildet dann das Anströmband 3. Auf diese Weise kann ein Wirbelbett durchfall während eines Stillstandes der Vorrichtung verhin dert werden.

Gemäß Fig. 3 wird Gut von einem Transportband 15 über einen Gutverteiler 16 auf eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Keilströmrinnen aufgegeben, um es zu klassieren und anschließend über einen Guttrichter 17 wieder auf ein Transportband 15 aufzugeben. Die gesamte Klassieranlage befindet sich in einem Staubraum 18. Aus dem Wirbelbettgut 10 austretendes Anströmgas 7 und Klassiergas 8 verlassen den Staubraum 18 über ein Rüttelfilter 19 oder einen nichtgezeichneten Zyklon. Auf diese Weise kann Inertgas zurückgewonnen werden. Außerdem kann vom Rüttelfilter 19 abgeschiedenes Feinstkorn wieder auf das Transportband 15 aufgegeben werden. Das Abklassiergut 11 wird durch impulsartig aufgegebenes Transportgas 9 bei gleichzeitig geöffnetem Schüttgutschieber 12 in eine Schleuse 23 transportiert und dort durch ein Zellrad 14 ausgetragen. Das Transportgas 9 wird im Zyklon 13 entstaubt und abgeführt.

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Tf -

Gemäß Fig. 4 enden strahlenförmig in einem Anströmboden 21 eines Wirbelbettreaktors mit dem Winkel cC gegenüber der Horizontalen angeordnete gerade oder gekrümmte Keilströmrinnen in einem zutiefst angeordneten Strahl-Strömboden 20. Neben dem schon beschriebenen Materialtransport in den schräggestellten Keilströmrinnen in der Art spiraliger Walzen wird dem gesamten Reaktorinhalt durch einen Strahl-Strömboden 20 eine fontänenartige Gesamtbewegung aufgezwungen. Dadurch wird erreicht, daß das gesamte Wirbelbettgut 10 immer wieder von außen nach innen durch die Keilströmrinnen geleitet und einem Klassiervorgang unterworfen wird. Die Segmente des Anströmbodens 21 werden durch ein Wirbelgas 22 gerade so durchströmt, daß das Wirbelbettgut 10 eine einfache Auflockerung erfährt. Durch die abfallende Schräglage dieser Segmente zur Reaktormitte hin und gleichzeitiger konvexer Ausbildung derselben werden die schwereren und/oder größeren Kornanteile des Wirbelbettgutes 10 bevorzugt in Richtung der Keilströmrinnen transportiert und dem Klassiervorgang unterworfen. Abklassiergut 11 wird durch impulsartig aufgegebenes Transportgas 9 bei gleichzeitig geöffnetem Schüttgutschieber 12 in eine Schleuse 23 transportiert und dort durch ein Zellrad 14 ausgetragen.

In der Fig. 4 wird gleichzeitig die Möglichkeit gezeigt, Keilströmrinnen, gegebenenfalls auch nachträglich, in unterschiedlichen Höhen eines Wirbelschichtreaktors anzuordnen,

um aus dem Wirbelbett in verschiedenen Höhen größere und/oder

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schwerere Kornanteile abzuscheiden. Eine nachträgliche Ausrüstung von Reaktoren ist wegen der Vorfertigung der Keilströmrinnen als Meterware relativ einfach. Im rechten Reaktorteil sind zwei Keilströmrinnen radial zur Reaktorwand und im linken Reaktorteil spiralig an der Reaktorwand angeordnet. Die spiralig angeordneten Keilströmrinnen können auch mit etwas Abstand von der Reaktorwand angebracht werden. Die untere Keilströmrinne 24 zeigt eine Ausführungsform mit nur einer Wange 1, da die zweite von der Reaktorwand gebildet wird.

Fig. 5 zeigt diese in den Wirbelbettraum eingebauten Keilströmrinnen in der Aufsicht. Die Anströmrohre 2 und die Förderrohre 4 werden durch die Reaktorwand hindurchgeführt. Bei der radialen Anordnung muß das Förderrohr 4, wenn es nicht an der Reaktorgegenseite herausgeführt wird, durch Umlenkung nahe der Eintrittsstelle herausgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Anströmrohre 2 und die Förderrohre 4 nach Verlassen der Keilströmrinne senkrecht hochzuführen, um so diese Rohre als Halte- und Eintauchvorrichtung zu benutzen.

Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung gemäß Fig. 3: Durch eine Keilströmrinne von etwa 25 cm Höhe und einem Fassungsvermögen von etwa 5 1/0,1 m werden bei einer Transportgeschwindigkeit von 0,2m/sec etwa 10 1/sec Wirbelbettgut 10 durchgeschleust. Werden beispielsweise auf einem Meter Län-

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ge der Keilströmrinne 20 Klassierrohre 5 gesetzt, so können bei einer Gesamtlänge der Keilströmrinne von 10m etwa 200 cm³/see Groß- oder Schwerkornanteil von -^. 1mm Durchmesser aus einem Wirbelbettgut 10 abklassier werden.

Es können also beispielsweise auf einer 10m langen Keilströmrinne aus 5 kg Kohle etwa 300 g Pyrit pro Sekunde abgeschieden werden. Das entspricht einer Abscheidung von etwa 6 Gew.-%. Mit 10 parallel angeordneten Keilströmrinnen von je 10 m Länge können demnach etwa 50 kg Kohle pro Sekunde weitgehend vom Pyritanteil befreit werden. Dies entspricht einer Stundenleistung von etwa 180 t Kohle.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen, insbesondere bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 4, darin, daß das in den Keilströmrinnen geführte Wirbelbettgut durch das Anströmband eine eigene Auflockerung erfährt und durch die Neigung der Keilströmrinne während des Klassiervorganges transportiert wird. Größere und/oder schwerere Kornanteile, die mit einer Keilströmrinne ins Gesamtwirbelbett eingeleitet werden, verbleiben trotz des allseitig vorhandenen Wirbelbettes aus leichterem Material in der Keilströmrinne und können so mit einem gewissen Maß an Vermischung mit dem übrigen leichteren Material des Wirbelbettes durch letzteres geleitet und später sauber abgetrennt werden. Dieser letztgenannte Vorteil wird dadurch erreicht, daß

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das Wirbelbettgut nahe den Klassierrohrmündungen nicht durch ein allseitig pulsierendes Wirbelbett unerwünsch ten Druckschwankungen ausgesetzt wird, sondern mittels der gerichteten spiraligen Transportbewegung des Wirbelbettgutes innerhalb der Keilströmrinne viel Wirbelbettgut an den Klassiermündungen vorbeigeführt wird.

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Leerseite

Claims

Vorrichtung zum Befördern unter Abtrennen der größeren und/oder schwereren Anteile einer Kornspanne aus einer fluidisierten Materialienmischung.

Patentansprüche

f 1/ Vorrichtung zum Befördern von Feststoffströmen durch Wirbelbetten und zum gleichzeitigen Abtrennen größerer und/oder schwererer Kornanteile von kleineren und/oder leichteren Kornanteilen einer fluidisierten Materialienmischung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei keilförmig zueinanderstehende Wangen (1) in einem Winkel von etwa 30° bis 80°, vorzugsweise etwa 6O° zur Waagerechten, auf einem Anströmrohr (2) befestigt sind und in dem unteren Zwischenabstand der Wangen (1) in dem Anströmrohr (2) ein Anströmband (3) angeordnet ist (Keilströmrinne), das auf seiner Länge in gleichen Abständen durch Mündungsöffnungen von durch das Anströmrohr (2) hindurchgehenden Klassierrohren (5) unterbrochen wird, die in einem darunter verlaufenden Förderrohr (4) enden, das seinerseits mit Versorgungsrohren (6) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Keilströmrinnen nebeneinander mit Gefälle angeordnet werden.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Keilströmrinnen in einem Anströmboden (21) radial mit Gefalle zum Strahl-Strömboden (20) angeordnet werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Keilströmrinnen, gegebenenfalls in unterschiedlichen Höhen radial zur Reaktorwand, tangential zum Reaktormittelpunkt oder spiralig entlang der Reaktorwand eines Wirbelbettreaktors angeordnet werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohre (4) in eine gemeinsame Schleuse (23) münden, die mit einem Zellrad (14) versehen ist.

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