DE2929056A1

DE2929056A1 - Verbrennungsverfahren und dafuer geeignetes fliessbett

Info

Publication number: DE2929056A1
Application number: DE19792929056
Authority: DE
Inventors: William R Brown; Gary O Goldbach; Dale R Moody; Michael A O'hagen; Fernando M Placer
Original assignee: Combustion Power Co Inc
Current assignee: Combustion Power Co Inc
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1980-01-31
Also published as: NZ191064A; BR7904639A; GB2027527A; AU536960B2; SE447672B; CA1118288A; SE7906220L; US4196676A; DE2929056C2; AU4904379A; GB2027527B

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Fließbett-Verbrennungssysteme und Insbesondere Systeme zum Verbrennen von Brennstoff geringer Qualität in einem Fließbettreaktor.

Stand der Technik

Fließbettreaktorsysteme sind zur Verbrennung von verschiedenen Materialarten bereits bekannt. Ein solches Fließbettreaktorsystem 1st in der US-Patentschrift 35 89 313 beschrieben, und zwar zur Verbrennung von festem Müll und zur Verwendung der in der Verbrennungsphase erzeugten Energie für andere Aspekte des Systems. Beispielswelse werden die Abgase von der Verbrennungskammer durch den Expansionsund Treib-TeH einer Kompressor-Turbine expandiert, die sowohl einen Kompressor zur Hervorrufung des Fließverhaltens der Partikel im Fließbettreaktor als auch einen elektrischen Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie treibt. Ein Verbrennungssystem mit geringer Verschmutzung für festen Müll, beispielsweise Holzabfall, ist In der US-Patentschrift 40 60 041 beschrieben, dort wird ein Wirbel oberhalb des Fließbettes etabliert, um die vollständige Verbrennung zu verbessern.

Diese Systeme weisen verschiedene Nachteile auf, darunter beispielsweise Nachteile hinsichtlich der Isolierung der Verbrennungskammer wegen des Unterdrucksetzens der Verbrennungskammer. Das Unterdrucksetzen der Verbrennungskammer erschwert es, die zu verbrauchenden Brennstoffe in die Verbrennungskammer zu schicken und die Verbrennungsprodukte zu entfernen, beispielsweise die heißen Abgase in Abgasleitungssystemen und Fremdstoffe oder Inerte Materialien, die durch das zu verbrennende Material in das System eingeführt werden und die sich 1m Fließbett ansammeln. In der US-Patentschrift 35 89 313 werden zum Beispiel rotierende Zuführeinrichtungen beschrieben, um den festen MUIl in die Verbrennungskammer einzuführen, und ein rotierendes Luftschleusenventil am untersten Boden des Bettes, um inerte Materialien zu entfernen, die sich am Boden des Bettes ansammeln. Bei einer Ausführungsform der US-Patentschrift 4060

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wird ein Wirbel generator dazu verwendet, Luft unter Druck in die Verbrennungskammer einzuführen. Bei einer anderen Ausführungsform wird diese Luft auch dazu verwendet, das verbrennbare Material in die Kammer zu "saugen", und sowohl gekörntes Bettmaterial als auch abzuscheidendes Material werden am Boden eines Konus abgezogen, zur Trennung gesiebt und das abgetrennte Bettmaterial wird zum Fließbett zurückgeführt.

Zur Bewegung von Partikeln unterschiedlicher Größe in einem fließenden Bett 1st es bekannt, einen seitlich gerichteten Luftstrom vorzusehen, um schwerere Partikel in eine Richtung zu bewegen. Beispielsweise wird in der US-Patentschrift 27 43 817 ein System zum Abtrennen von ganzen Nüssen, beispielsweise Haselnüssen, von Schalenbruchstücken und ähnlichen Fremdstoffen beschrieben,indem diese Materialien auf ein poröses Bett gebracht werden, durch das ein Strömungsmittelstrom mit Komponenten in einer seitlichen Richtung geschickt wird. Die schwereren Partikel, die sich am Boden des Bettes absetzen, werden auf diese Welse seitlich verschoben und dann dadurch abgetrennt, daß die oberen, leichteren Partikel von der Oberseite der sich seitlich bewegenden Masse abgesaugt werden. Es 1st ersichtlich schwierig, eine seitliche Trennung bei schwereren inerten Partikeln oder Fremdstoffen in einem Fließbettreaktor anzuwenden, und zwar wegen der Tiefe des Fließbettes und der Schwierigkeit, abgetrennte größere Partikel von dem inerten gekörnten Material, beispielsweise Sand, abzuziehen, der die Masse des Fließbettes ausmacht.

Die Erfindung 1st auf ein neuartiges FHeßbettverbrennungssystem gerichtet, das die bei bekannten Systemen vorhandenen Schwierigkeiten vermeidet und ein System ergibt, das aufgrund der ineinandergreifenden Wirkungen der unterschiedlichen verschiedenen Merkmale der Erfindung hoch wirksam 1st.

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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verbrennungsverfahren und ein dafür geeignetes Fließbett verfügbar gemacht, bei dem Fremdstoffe, beispielsweise große inerte Teile, dadurch aus dem System entfernt werden, daß das Partikelbett mit einem Luftstrom in den Fließzustand gebracht wird, der eine seitliche Richtung zu einer Ausgangsbffnung vom Partikelbett hin hat, so daß Fremdstoffe und inerte Teile von dem Bett auf einer Seite der Kanrner entfernt werden, und die Fremdstoffe von der Menge der das Fließbett bildenden Partikel mit einem Luftstromsichter getrennt werden, der die fließfähigen Partikel zum Partikelbett zurückführt, jedoch den Fremdstoffen und schwereren inerten Teilen erlaubt, zu einem Ausgangskanal zu fallen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die in die Verbrennungskammer einzuführenden verbrennbaren Stoffe auf der Seite der Verbrennungskammer eingeführt, an der die Fremdstoffe entfernt werden.

Ein Merkmal und Vorteil der Erfindung ist das kontinuierliche seitliche Verschieben der schwereren und inerten Fremdstoffe im Fließbett, das eine allgemeine Ansammlung in der Mitte des Bettes verhindert, so daß eine gleichförmigere Umgebung für die Verbrennung durch das ganze Bett und die Verbrennungskammer etabliert wird.

Zusätzlich resultiert die Einführung der brennbaren Stoffe in die Seite der Verbrennungskammer, an der das Fremdmaterial entfernt wird, in einer Zirkulation des verbrennbaren Materials durch das ganze Bett, so daß eine bessere, vollständigere Verbrennung der verbrennbaren Materialien erreicht wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird das untere Ende des Kanals, durch den Fremdmaterial aus der Verbrennungskammer entfernt wird, abgeschlossen, um Abgase daran zu hindern, aus diesem Kanal herauszuströmen. Erfindungsgemäß kann das untere Ende dieses Kanals

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entweder dadurch abgeschlossen werden, daß eine Menge der Fremdkörper das untere Ende dieses Kanals ausfüllt, oder dadurch, daß das untere Ende des Kanals 1n einen Sammeltank vorsteht, der eine Menge eines Strömungsmittels, beispielsweise Wasser, oberhalb des Kanalauslasses aufweist. Bei dieser Konstruktion 1st ein Förderer Im Boden des Samuel tanks vorgesehen, mit dem die Fremdkörper entfernt werden, wenn sie aus dem Fließbett 1n der Verbrennungskammer entfernt werden.

Ein Merkmal und Vorteil der 1m letzten Absatz beschriebenen Konstruktion 1st das Abdichten des Kanals, die es dem Strom des Luftsichters erlaubt, Inerte Partikel vom Partikelbett 1n die Verbrennungskammer zurückzuschicken, ohne daß Druck 1m Luftsichterstrom dadurch verlorengeht, daß Leckverluste mit den abgezogenen Fremdpartikeln auftreten.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden die inerten Partikel vom Partikel bett, die von den Fremdstoffen getrennt sind, an der Oberfläche des Partikelbetts oder oberhalb der Oberfläche des Partikelbetts mit einer im wesentlichen horizontalen Strömungsrichtung wieder eingeführt, um die gewünschte Zirkulation der Verbrennungsmaterialien 1m Fließbett aufrechtzuerhalten.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden ein Verbrennungsverfahren und ein Fließbett verfügbar gemacht, bei dem der Brenner im Zustand eines negativen Zuges betrieben wird, und zwar durch die Verwendung eines Gebläses mit Induzierten Zug stromabwärts von der Abgasöffnung der Verbrennungskammer.

Ein Merkmal und Vorteil dieses Aspekts der Erfindung 1st die Möglichkeit, Brennstoff direkt In öffnungen 1n der Verbrennungskammer einzuführen, ohne daß Ventile benötigt werden, wie Dreh-Luftschleusen oder Kammern. Dieses Verfahren und dieses Fließbett ermöglicht es auch, Rez1rkulat1onsluft 1n die Verbrennungskammer einzuführen, um die Temperatur der Verbrennungskammer wieder durch die Zugwirkung des Zug-

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geblä'ses stromabwärts vom Gasausgang der Verbrennungskammer zu kontrollieren.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur

Illustration des Verbrennungsverfahrens und Fließbettes nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Struktur nach Figur 1 entsprechend der Linie 2-2;

Fig. 3 einen Teil der Struktur nach Figur 1; Fig.3A eine alternative Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine alternative Aus flihrungs form von Teilen der Struktur nach Figur 1;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Konstruktion eines Teils der Struktur nach Figur 1; und

F1g. 6 einen waagerechten Schnitt durch einen Teil der Verbrennungskammer zur Veranschaulichung einer anderen alternativen Konstruktion für Figur 1.

Wie aus der folgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung noch hervorgeht, hat die Erfindung mehrere unterschiedliche Aspekte, die bei der Verbrennung von unterschiedlichen Material typen in Fließbettreaktoren anwendbar sind, die Erfindung 1st jedoch ideal geeignet zur Verbrennung von Brennstoffen geringer Qualität, die große Anteile an Fremdstoffen oder inerten Gegenständen aufweisen. Typische Eigenschaften von solchen

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Brennstoffen geringer Qualität sind hohe Feuchtigkeitsspiegel wie bis zu 65 % beim Empfang, hohe Anteile an Inertstoffen, wie bis zu 50 % des Trockenmaterials, und Größen von feinen Stoffen bis zu Gegenständen von 18 Zoll (46 cm) Durchmesser und 6 Fuß (1,8 m) Länge.

Ein System zum Verbrennen solchen Materials 1st 1n Figur 1 dargestellt, die einen Fließbettreaktor oder eine Verbrennungseinheit 11 zeigt, die eine senkrechte Verbrennungskammer 12 aufweist, die typischerweise zylindrisch ist und die im unteren Innenteil mit einer porösen Partikeltragstruktur 13 ausgestattet 1st, beispielsweise einer Verteilplatte, um ein Bett aus granulierten Inerten Partikeln 14 abzustutzen. Ein Partikelbettmaterial zum Verbrauch von verbrennbaren Materialien wie Bauholzabfall, Klärschlamm, Flugasche und Holzkohle ist kristalliner Seesand. Für sauberere verbrennbare Materialien, wie Abfallbrennstoff und einige Kohlen, kann gemahlene Schamotte (krolinite grog) verwendet werden. Für Brennstoffe mit höherem Schwefel gehalt, wie Kohle und (Öl)-Schiefer, kann ein Kalkstein- oder Dolomit-Material verwendet werden, um mit dem Schwefel zu reagieren und damit die Emission von Schwefeldioxyd zu eliminieren. Die Höhe des Fließbettes kann variiert werden, um den Verbrennungsforderungen unterschiedlicher Brennstoffe Rechnung zu tragen.

Eine erste Öffnung oder Luftstromeinlaß 15 1st in der Verbrennungskammer 12 unterhalb der porösen Tragstruktur 13 vorgesehen, um einen Strom Luft unter Druck vom Auslaß eines LuftstromgeblHses 16 über

eine Leitung oder ein Rohr 17 zu liefern. Eine zweite Öffnung oder ein Brennstoffeinlaß 18 1n die Kammer 12 1st vorgesehen, um verbrennbares Material In die Verbrennungskammer 12 über einen erhöhten Einlaß oder Schacht 19 einzuführen, 1n den das verbrennbare Material 10 mit einem Förderer 20 eingeführt wird.Wie noch aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, ist es beim System nach der Erfindung nicht notwendig, Ventileinrichtungen vorzusehen, wie Dreh-Luftschleusen oder Kammern, um das Entweichen von Abgasprodukten durch den Brennstoffeinlaß 18 und den Schacht 19 zu verhindern.

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Abgase von der Verbrennung, die im Partikelbett 14 oder im Bereich 21 der Verbrennungskammer oberhalb des Partikelbettes 14 stattfinden, werden durch eine dritte öffnung 22 in der Oberseite der Kammer 12 aus dieser Über ein Rohr oder eine Leitung 23 mit einem Gebläse 24 fUr induzierten Zug gesaugt. Das Gebläse 24 saugt die Abgase durch einen Trockner 25,in dem Wärme durch Wärmeaustausch mit Materialien entfernt wird, wie beispielsweise im System zu verbrennende Materialien. Gekühlte Rezirkulier-Luft, beispielsweise vom Rohr 23' zwischen dem Trockner 25 und dem Gebläse 24 wird Über eine Leitung oder ein Rohr 26 und ein Gebläse 28 durch eine Öffnung 27 in den oberen Teil des Bereichs 21 der Verbrennungskammer geführt, damit sie sich mit den Produkten des Verbrennungsprozesses mischt und damit diese kühlt. Ein Zyklonseparator 29 1st im Rohr 23* vorgesehen, um irgendwelches Material zu entfernen, das vom Abgasluftstrom im Trockner 25 aufgenommen wird.

Der normale Fluß von Luftströmen und Materialien bei dem Verbrennungsverfahren und der Vorrichtung 1st in Figur 1 unter Verwendung von durchgezogenen Linien für die Pfeilschäfte illustriert.

Die poröse Tragstruktur 13, mit der das Partikelbett 14 abgestützt und durchströmt wird, 1st mit öffnungen 31 versehen, die den Luftstrom in die Partikelmenge mit einem Geschwindigkeitsvektor zu einer Seite 32 der Verbrennungskammer 12 hin richten, um die Entfernung von Fremdkörpern 33 wie Steine, inerte Teile von Obergröße, abzuscheidendes Metall usw. aus der Verbrennungskammer zu unterstützen. Eine Ausgangsöffnung 34 1st am Boden des Partikelbettes 14 auf der einen Seite 32 der Verbrennungskammer vorgesehen, um diese Fremdkörper 33 durch ein Rohr oder einen Kanal 35 zu entfernen.

in den Kanal

Eine Steinwurfplatte 36 1st entweder horizontal oder nach unten/geneigt im unteren Teil des Partikelbettes 14 vorgesehen, so daß die entfernten Fremdkörper 33 und ein kleiner Teil der Inerten Partikel des Partikelbettes 14 den Kanal 35 herabfallen. Ein Luftstrom 37 wird von einem Rohr 38 durch eine Öffnung 39 in den Kanal 35 einge-

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fUhrt, um die Fremdkörper 33 von den inerten Partikeln 14 zu trennen. Der Luftstrom 37 bewegt sich nach oben im Kanal 35 und führt Partikel 14 zurück an eine Stelle nahe der Oberseite des Partikelbettes 14 mit einer Richtung zur der Seite 32 entgegengesetzten Seite der Kammer 12. Die schwereren Fremdkörper 33 fallen nach unten durch den sich nach oben bewegenden Luftstrom 37 in den Tank 41. Das untere Ende 42 des Rohrs 35 steht in ein Strömungsmittel 43, beispielsweise Wasser, im Tank 41 vor, um eine Luftverbindung nach außen durch das untere Ende des Kanals 35 abzudichten. Ein Förderer 43 1st so angeordnet, daß sein anfanglicher Aufnahmeteil sich unter dem unteren Ende 42 des Rohrs 35 befindet, um Fremdkörper 33 aus dem Tank 42 zu entfernen.

Nachdem das Bett aus Inerten Partikeln 14 zunächst beheizt worden 1st, bewegt sich das verbrennbare Material 10 1m Betrieb nach der Erfindung in das Partikelbett 14, das durch den Luftstrom vom Gebläse 16 zum Fließbett gemacht wird, so daß das verbrennbare Material auf ZUndtemperatur erhitzt wird und Verbrennung stattfindet. Die Fremdstoffe 33 sinken zum Boden des Fließbettes und werden zu einer Seite der Verbrennungskammer 12 gefördert und dort entfernt. Mit der seitlichen Bewegung der Fremdkörper nach einer Seite der Verbrennungskammer und der Einführung des verbrennbaren Materials an dieser Seite der Verbrennungskammer findet die Zirkulation des verbrennbaren Materials 1m Fließbett in der dargestellten Weise statt. Die Abgase werden von der Oberseite der Verbrennungskammer durch das Gebläse 24 fUr Induzierten Zug abgesaubt.

Eine Vorheizung der Partikelmenge 14 wird erfindungsgemäß dadurch verwirklicht, daß die einzigartige Zusammenarbeit zwischen dem Betrieb der Verbrennungskammer mit Induziertem Zug und der Quelle fUr den sichtenden Luftstrom 37 verwendet wird, der die Fremdkörper von Partikeln des FUeßbettes trennt.

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Bei Vorheizen der Partikelmenge werden das Gebläse 24 für induzierten Zug und das Gebläse 16 für den Fließluftstrom nicht betrieben und ein Ventil 50 im Lufteinlaß für das Gebläse 16 für den Fließluftstrom wird geschlossen, so daß der Luftweg vom Gebläse 16 zum Bereich unterhalb des Partikelbettes 14 geschlossen wird.

Eine Quelle für Vorheizbrennstoff, beispielsweise ölbrenner 51, ist im oberen Bereich 21 der Verbrennungskammer 12 vorgesehen. Nach dem Zünden liefern die Ölbrenner 51 Flammen 52 und heizen die Luft im Bereich 21 der Verbrennungskammer 12.

Eine Verbindung zum Bereich unterhalb der Tragstruktur 13 ist vorgesehen, beispielsweise durch die Öffnung 15 zum Abziehen von Luft durch ein Rohr 53, ein Ventil 54 und ein Rohr 55, das mit der Einlaßseite eines Gebläses 56 verbunden ist. Die Auslaßseite des Gebläses 56 ist Über ein Rohr 57 und ein Ventil 58 mit dem Rohr verbunden, durch das der Luftstrom 37 in den Kanal 35 eingeführt wird. Ein Ventil 62 ist im Lufteinlaßschacht 63 vorgesehen, der mit Rohr 55 verbunden 1st, und ein Ventil 64 ist in einem Abluftschacht 65 vorgesehen, der mit Rohr 57 verbunden ist.

Für den Vorheizbetrieb des Verbrennungsverfahrens und der Vorrichtung ist das Ventil 54 geöffnet, das Ventil 62 geschlossen, das Ventil 64 geöffnet und das Ventil 58 geschlossen. Der Luftstrom folgt der Richtung, die durch Pfeile mit unterbrochenen Schäften in Figur 1 dargestellt ist. Die Verbrennungsluft für den Brennstoff der ölbrenner wird durch die öffnung 22 vom nicht arbeitenden Gebläse 24, durch öffnung 27 von Rohr 26 und durch öffnung 18 vom Schacht 19 aufgenommen. Durch die Wirkung des Gebläses 56 werden heiße Gase durch die Partikelmenge 14 und die poröse Tragstruktur 13 sowie durch die öffnung 15, Rohr 53, Leitung 54 und Rohr 55 zum Gebläse 56 und von dort zum Rohr 57, Abgasschacht 65 und Ventil 64 zur Umgebung gesaugt.

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Wenn das Partikel bett die Temperatur für den gewünschten Betrieb erreicht hat, wird das Strömungsmuster auf das mit Pfeilen mit durchgezogenen Schäften dargestellte geschaltet. Das Ventil 54 wird also geschlossen, das Ventil 62 geöffnet, Ventil 64 geschlossen und Ventil 58 geöffnet, und die ölbrenner 51 werden abgeschaltet. Das Ventil 50 wird geöffnet, das Gebläse 16 für den FHeßbettluftstrom und das Gebläse 24 für induzierten Zug werden eingeschaltet und der Förderer 20 wird in Betrieb gesetzt, so daß verbrennbares Material 1n die Brennkammer eingeführt wird. Fließbettluft vom Gebläse 16 führt das FHeßbettverhalten des Partikelbettes herbei und die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden über das Gebläse 24 für induzierten Zug aus der Verbrennungskammer 12 abgezogen. Luft wird durch Ventil 62, Rohr 63 und Rohr 55 zum Gebläse 56 gesaugt und durch Rohr 57, Ventil 58 und Rohr 38 in den Kanal 35 geschickt, um die Fremdkörper von den Partikeln des Partikelbettes zu trennen. Ersichtlich dient das Gebläse 56 dazu, Luft nach unten durch das Partikelbett 14 während des Vorwärmbetriebes zu ziehen und dazu, den Luftstrom 37 während des Normalbetriebes in den Kanal 35 einzuführen, es erfüllt also eine doppelte Funktion.

Ersichtlich kann, wie beispielsweise in Figur 2 gezeigt, eine Vielzahl von Kanälen 35 zum Entfernen von Fremdkörpern längs dieser einen Seite 32 der Kammer 12 vorgesehen werden. Diese können einzeln mit Ventilen 58 abgetrennt werden, so daß einer oder mehrere der Kanäle vom Betrieb abgeschaltet werden können.

Ersichtlich kann die poröse Tragstruktur eine von mehreren unterschiedlichen Formen annehmen. Bei der Struktur kann es sich um eine gelochte Verteilerplatte handeln, mit Winkelöffnungen oder jalousieartigen Luftschlitzen, um den erwünschten Seitwärtsgeschwindigkeitsvektor zu erhalten, oder können aus mehreren Winddüsen bestehen, die mit oberen, gelochten Elementen versehen sind, die entweder mit einem Luftkanal oder mit einer Hauptluftkammer verbunden sind. Eine Winddüse oder BettdUse 71 1st beispielsweise in Figur 3 dargestellt, sie weist eine kastenartige Kammer 72 auf,

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die mit einer mit jalousieartigen Schlitzen versehenen Oberseite 73 ausgestattet ist, um die gewünschten Richtungsöffnungen 74 zu erhalten, und Luft wird in die Kammer 72 von einem Zuführrohr 75 eingespeist, zum Austritt aus den öffnungen 74, wobei das Rohr 75 über eine Verteilungsplatte angeschlossen ist, die die Verbrennungskammer 12 unterteilt.

Eine alternative Winddüsenkonstruktion 76 ist in Figur 3A dargestellt, wobei die Winddüse eine konische Seitenwand 77 aufweist, die mit einer mit abgedeckten Luftschlitzen 78 versehenen Oberseite abgedeckt ist, der Luft von einem Zufuhrrohr 79 zugeführt wird. Wenn Reihen von Luftdüsen 76 mit einer Reihe von Luftkanälen in einer Wand verbunden sind, die die Verbrennungskammer 12 unterteilt, kann eine selektive Herabsetzung oder Abschaltung des Luftstroms zum Partikel bett in unterschiedlichen Teilen des Fließbettes erreicht werden, wie mit Figur 6 beschrieben.

Ersichtlich können die strukturellen Details der Entfernung von Fremdkörpern sehr verschiedene Formen annehmen. Eine solche alternative Konfiguration ist in Figur 4 dargestellt, wobei der Kanal 35' unter einem Winkel nach unten von der Nachbarschaft der einen Seite 32 der Kammer gerichtet und mit einer vertikalen Verlängerung 35" über ein im wesentlichen horizontales Verbindungsrohr 80 verbunden ist. Der sichtende Luftstrom 37 vom Rohr 38 tritt in eine Ringkammer 81 ein, die den Kanal 35" umgibt, und tritt in den Kanal 35" durch öffnungen 39' in der Wand des Kanals 35" innerhalb der Ringkammer ein. Die Fremdkörper fallen im Kanal 35" nach unten und bauen sich auf dem Förderer 44" auf. Es wird zugelassen, daß eine Menge Fremdkörper 33 sich im Kanal 35" aufbaut, um dazu dienen, das untere Ende des Kanals abzudichten, um das Entweichen von Luft an dieser Stelle zu verhindern. Eine obere Verlängerung 35"' ist am Kanal 35" vorgesehen, durch die die entfernten und abgetrennten Partikel zur Verbrennungskammer nahe dem Niveau der Oberseite des Partikelbettes

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14 zurückgeführt werden. Das horizontale Rohr 80 verhindert ein unkontrolliertes Fallen der Fremdkörper 33 und der entfernten Bettpartikel. Ein Luftstrom kann von einem Rohr 82 an der Ellenbogenverbindung zwischen dem Kanal 35* und dem Anschlußrohr 80 Injiziert werden, um das Rohr 80 zu säubern oder einen kontrollierten Materialfluß durch das Rohr 80 zu erhalten.

Figur 5 zeigt eine andere alternative Konstruktion für die Verbrennungsvorrichtung, wobei die Wand der Verbrennungskammer 12 nach außen durch eine Wand 91 eine Distanz oberhalb des Bettes versetzt ist, wobei sich die poröse Tragstruktur 92 an dieser -Stelle ebenfalls nach außen erstreckt, um den sich nach unten erstreckenden Kanal 93 am äußeren Teil dieser Strukturen zu etablieren. Fremdkörper und inerte Partikel werden an diesem Teil vom Bett entfernt und die Fremdkörper fallen den Kanal 93 nach unten und werden von den inerten Partikeln getrennt, die durch den sichtenden Luftstrom 37 in das Bett zurückgeführt werden, der in eine Ringkammer 94 eintritt, die den Kanal 93 umgibt. Ein Ventil 95 ist nahe dem unteren Ende des Kanals 93 vorgesehen.und kann dazu verwendet werden, die Fremdkörper nach unten in einen Tank 41 fallen zu lassen, der Wasser enthält.

Figur 6 zeigt, wie die Winddüsen 76 mit Luftkanälen 96 verbunden werden können, die jeder Über ein Ventil 97 mit einem gemeinsamen Windkessel oder einem FHeßbettluftstromeinlaßrohr 98 verbunden sind. Mit diesen Ventilen 1st eine selektive Reduktion oder ein selektives Abschalten des Luftstroms zum Partikelbett 1n verschiedenen Teilen des Partikelbettes möglich.

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Claims

Patentansprüche

. !Verfahren zum Verbrennen von Material in einer Fließbett-Verbrennungskammer, bei dem eine Menge fein geteilter inerter Partikel verwendet wird, Fremdkörper von den Partikeln getrennt werden, das Partikelbett mit einem nach oben gerichteten Luftstrom zum Fließen gebracht wird, der Luftstrom durch die Partikelmenge mit einem horizontalen Geschwindigkeitsvektor gerichtet wird, der zu einer öffnung in einem nach
unten führenden Kanal gerichtet ist, um Fremdkörper in der Partikeimenge zu diesem Kanal hin zu entfernen, die Fremdkörper und ein Teil der Partikelmenge durch die öffnung in den Kanal abgezogen werden, die abgezogenen und abgetrennten Partikel zu der Partikeimenge nur an
der gleichen Seite der Kammer zurückgeführt werden, an der sich auch der nach unten führende Kanal befindet, und das verbrennbare Material direkt in den Verbrennungsbereich an der gleichen Seite der Verbrennungskammer eingeführt wird wie die zurückgeführten Partikel.
2. Fließbett-Verbrennungsvorrichtung mit einer senkrechten Verbrennungskammer, einer porösen Tragstruktur innerhalb der Verbrennungskammer, die eine Menge fein geteilter inerter Partikel trägt, einer ersten öffnung der Verbrennungskammer unterhalb der porösen Struktur zum
Einführen eines Luftstroms, der nach oben durch die poröse Tragstruktur hindurchtritt, so daß das Fließverhalten der Partikelmenge erreicht wird, einer zweiten öffnung der Verbrennungskammer zum Einführen von verbrennbaren Materialien, die Fremdkörper enthalten, einer dritten öffnung an der Oberseite der Verbrennungskammer oberhalb der Partikel zum Auslassen von Verbrennungsprodukten aus der Verbrennungskammer heraus, und einer Einrichtung zum Entfernen von Fremdkörpern aus der Menge inerter Partikel, die aus einer öffnung zur Entfernung von
Fremdkörpern, wenigstens einem nach unten gerichteten Kanal, der mit

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dieser letztgenannten öffnung in Verbindung steht, an mehreren Stellen unterhalb der Partikelmenge befindlichen Einrichtungen zum Einführen von Fließbettluft in die Partikelmenge in einer seitlichen Richtung zur letztgenannten öffnung hin, Einrichtungen zum Einführen eines nach oben gerichteten Luftstroms in den nach unten gerichteten Kanal zum Abtrennen von leichten Inerten Partikeln von schweren Fremdkörpern besteht, wobei die letztgenannte öffnung zum Entfernen von Fremdkörpern an nur einer Seite der Verbrennungskammer angeordnet 1st und eine Einrichtung zum Einführen von verbrennbaren Materialien in die Verbrennungskammer an dieser einen Seite angeordnet 1st, so daß das verbrennbare Material durch die Partikel menge zirkuliert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Entfernen eine Einrichtung aufweist, die den Luftstrom vom Boden des Kanals abschließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die den Boden des Kanals abschließende Einrichtung eine Menge Fremdkörper aufweist, die von der Partikelmenge entfernt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die den Boden des Kanals abschließende Einrichtung einen Sammeltank fUr Fremdkörper aufweist, in den der Kanal vorsteht, sowie eine Strömungsmittelmenge, deren Spiegel sich oberhalb des Auslasses des Kanals befindet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer Vielzahl von Winddüsen im Abstand quer über der Verbrennungskammer, die als die poröse Tragstruktur dienen, wobei jede der Winddüsen eine obere, mit abgedeckten Schlitzen versehene Fläche zum Tragen eines Teil der Menge aus inerten Partikeln aufweist und einen nach oben gerichteten, die Partikel in Fluß haltenden Luftstrom durchläßt, wobei die abgedeckten Schlitze so ausgefluchtet sind, daß sie dem Luftstrom einen Geschwindigkeitsvektor zu der einen Seite der Verbrennungskammer hin erteilen.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6 mit einer Anzahl Kanälen, von denen jeder mit mehreren Winddüsen verbunden ist, um Fließbett-Luftströme an verschiedene Teile der Menge aus inerten Partikeln zu richten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit Einrichtungen zum Abschließen wenigstens gewisser der Kanäle, um eine selektive Herabsetzung oder Abschaltung des Fließbettluftstroms in unterschiedlichen Teilen der Partikelmenge zu ermöglichen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8 mit Einrichtungen zum Einführen und Zünden eines Brennstoffes Innerhalb der Verbrennungskammer oberhalb der Partikelmenge, Einrichtungen zum Abschließen des Luftstroms zum Durchtritt nach oben durch die poröse Tragstruktur zur Erzeugung des Fließverhaltens der Partikelmenge und Einrichtungen, die mit der ersten Öffnung in Verbindung stehen, um Luft von dem Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Partikeimenge durch die Partikelmenge und durch die poröse Tragstruktur zu saugen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 mit einem Luftgebläse, Einrichtungen zur Verbindung der Einlaßseite des Gebläses mit der ersten Öffnung als Teil der zweiten Einrichtung, die mit der ersten Öffnung 1n Verbindung steht, um Luft von dem Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Partikelmenge durch die Partikelmenge und durch die poröse Tragstruktur zum Vorheizen der Partikelmenge zu saugen, und Einrichtungen zum Verbinden der Auslaßseite des Luftgebläses mit dem nach unten gerichteten Kanal als Teil der Einrichtung zum Einführen eines nach oben gerichteten Luftstroms in dem nach unten gerichteten Kanal zum Trennen der leichten inerten Partikel von schweren Fremdkörpern während des Betriebes der Verbrennungsvorrichtung.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10 mit einem Gebläse für induzierten Zug und Einrichtungen zur Verbindung des Einlasses dieses Gebläses für induzierten Zug in Verbindung mit der dritten

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öffnung zum Etablieren eines Zustandes negativer Drift Im
Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Partikelmenge.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit einer Einrichtung zum Entfernen von Wa'rme aus dem Abluftstrom von dem Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Partikelmenge.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit Einrichtungen zum Entfernen von Wärme aus dem Abluftstrom von dem Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Partikelmenge, und stromabwärts von den Wärmeentfernungseinrichtungen angeordneten Einrichtungen zum Führen von gekühlter Abluft von der Wärmeentfernungseinrichtung zum oberen Teil der Verbrennungskammer oberhalb der Parti keimenge zum Mischen mit den gasförmigen Produkten des Verbrennungsprozesses und damit deren Kühlung.

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