DE2935542A1 - Verfahren zum betreiben einer wirbelschicht-verbrennungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum betreiben einer wirbelschicht-verbrennungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage mit einer Verbrennungskammer,
die ein Wirbelgut enthält, das während dem Verbrennen von Brennmaterial in der Verbrennungskammer erhitzt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der die Wirbelschicht-Verbrennungsanlage
eine Verbrennungskammer mit einem darin enthaltenen Wirbelgut aufweist.
In einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage wird ein Brennmaterial wie Müll der Verbrennungskammer des Ofens zugeführt,
wo es mit einem Trägermedium (Wirbelgut), wie Sand, vermischt wird, das zum Beispiel mit Hilfe von eingeblasener Luft
fluidisiert wird. Die Verbrennung des Brennmaterials erfolgt im wesentlichen in der Wirbelschicht durch Erhitzen mit
Hilfe des Trägermediums.
Die an die Luft und die Abgase abgegebene Wärmemenge wird mit dem Luft/Abgas-Gemisch über einen Abgas-Auslaß abgeführt
und kann zum Betrieb von Dampfkesseln etc. verwendet werden.
Ferner ist es bekannt, Wärmeaustauscherrohre im unteren Teil der Verbrennungskammer anzuordnen, die von dem erhitzten
Trägermedium umgeben sind, so daß dieses seine Wärme an die Rohre abgibt.
Während des Betriebs werden diese Wärmeaustauscherrohre sehr heiß und in diesem Zustand werden sie durch den Wirbelsand
mechanisch beeinflußt, was eine äußerst kurze Lebenszeit der Rohre zur Folge hat. Außerdem sind auch die Abgase derartiger
Verbrennungsanlagen sehr heiß und erfordern relativ große Kessel zur Nutzung des Wärmegehaltes der Abgase.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, die diese Nachteile weitgehend vermeiden aufgrund der Tatsache, daß die Temperatur des
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FlieSbetts bei einem geeigneten Wert gehalten werden kann und ferner die Temperatur in der Zone über dem Fließbett
und damit die Abgastemperatur verringert werden können»
Zur Lösung dieser Aufgabe eignet sich nach der Erfindung
ein Verfahren der eingangs geschilderten Art, bei dem ein
Teil des Wirbelgutes während des Abziehens aus der Ver=
brennungskammer durch einen Wärmeaustauscher geleitet wird und nach dem Abkühlen in dem Wärnieaus tauscher in die Wirbel=
schicht der Verbrennungskammer zurückgeführt wird.
Zur Durchführung dieses -Verfahrens eignet sich eine Vor=
richtung der eingangs geschilderten &rt, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Abziehen des Wirbelgutes aus
der Verbrennungskammer, .einenWärmeaustauscher, der so angeordnet ist, daß ihm Wirhsigut während des Abziehens aus der
Verbrennungskammer zugeführt wird, und eine Einrichtung ζ im
überführen von Wirbelgut aus aera Wärmeaustauscher in die
Verbrennungskammer. -
Auf diese Weise wird warmes Wirbelgut in einem getrennten
Wärmeaustauscher abgekühlt und hierauf in die Wirbelschicht der Verbrennungskammer zurückgefordert, so daß die Temperatur-des
Fließbetts auf einem geeigneten Wert gehalten wer·=
den kann» Das Abziehen des Wirbelgutes wird vorzugsweise mit
einem Siamos taten "geregelt s damit, die Wirbelschicht, bei einer
vorbestimmten geeigneten Temperatur gehalten werden kann»
Wenn das Wirbslgut ([gewöhnlich Sand) in einen oberen Bereich
der Verbrennungskammer zurückgeführt wird, bewirkt dies eine Verringerung der Temperatur in der Zone oberhalb der Wirbelschicht=
Der Sand-wird erhitzt und die Wirbelschicht wird
mit Wärme von dem nach unten "durch die heißen Verbrennungs*=
Abgase" fallenden Sand versorgt ο Die Einleitung des Sands in
die Verbrennungskammer kann in abhängigkeit von dem jeweiligen Brennmaterial an einer geeigneten Stelle erfolgen,,
in der Zeichnung ist die Erfindung anhand beispielhafter
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Ausfuhrungsformen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Wirbelschicht-Verbrennungsanlage
mit einem extern angeordneten Wärmeaustuascher und
Fig. 2 einen ähnlichen schematischen Längsschnitt mit einer alternativen Anordnung des Wärmeaustauschers.
Die in Fig. 1 gezeigte Wirbelschicht-Verbrennungsanlage umfaßt einen Reaktor oder eine Verbrennungskammer 1, die teilweise
mit einem körnigen (oder dergleichen) Wirbelgut 2, wie Sand, gefüllt ist. Luft wird über einen Einlaß 3 in eine
Luftkainmer 4 eingeleitet/ die unterhalb der Verbrennungskammer
1 des Ofens angeordnet ist und ein Dach 5 in Form einer sogenannten "Düsenplatte" aufweist/ die den Boden der Verbrennungskammer
1 bildet und mit öffnungen versehen ist, so daß die zugeführte Luft nach oben durch die öffnungen in die
Verbrennungskammer 1 strömt und den Sand fluidisiert.
Das Brennmaterial wird dem Ofen mit einer geeigneten Beschickungseinrichtung
δ, zum Beispiel einem Schneckenförderer,
zugeführt, die in die Verbrennungskammer 1 des Ofens in einigem Abstand über der Lochbodenplatte 5 mündet.
Von einem Punkt oberhalb und in Nachbarschaft zur Bodenplatte erstreckt sich eine Leitung oder ein Kanal 7 von der Wirbelschicht
2 zu einem separaten Wärmeaustauscher 8, der außerhalb des Ofens angeordnet ist. In der Leitung 7 kann heißer
Sand aus der Wirbelschicht 2 zu dem zugeordneten Teil des Wärmeaustauschers 8 fließen. Der Wärmeaustauscher umfaßt
einen Kühlbereich, zum Beispiel mit einer geeigneten Kühlrohranordnung, und einen schematisch gezeigten Einlaß mit
einer Pumpe 9 für das Kühlmedium sowie einen Auslaß 10 für das Kühlmedium.
Die Leitung 7 kann schräg gegen den Wärmeaustauscher geneigt sein, so daß der abgezogene Sand aufgrund seines eigenen
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Gewichts zu dem Wärmeaustauscher fließt.
Die Leitung 7 ist mit einem Ventil 11 versehen, das zum
Beispiel mit Hilfe eines nicht gezeigten Thermostaten geregelt
wird und die dem Wärmeaustauscher 8 zugeführte Sandmenge
steuert. Der Sensor des Thermostaten kann zum Beispiel
die in der Wirbelschicht herrschende Temperatur abfühlen und das Ventil kann so angeordnet sein, daß es sich öffnet,
wenn die Temperatur steigt»
Nachdem er einen Teil seiner Wärme in dem Wärmeaustauscher 8 abgegeben hat, wird der Sand durch die Leitung 12 wieder
zur Verbrennungskammer 1 zurückgefordert und über einen geeigneten Sandverteiler 13 im oberen Bereich der Kammer
eingeleitet, wobei der kühle Sand die austretenden Abgase kühlt und wieder fluidisiert wird. Der gekühlte~Sand kann
alternativ oder teilweise auch direkt In die Wirbelschicht zurückgeführt werden, um diese zu kühlen.
Die Abgase werden aus der Verbrennungskammer durch einen Auslaß 14 abgeleitet und zum Beispiel zu einem nicht
.gezeigten Heizkessel geführt«, Gegebenenfalls wird Sekundärluft
für die Verbrennung über eine geeignete Zufuhreinrichtung, die schematisch mit 15 angedeutet Ist, zugeführt.
In Flg. 2 ist eine alternative Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei ein Wärmeaustauscher
16 im unteren Teil der Wirbelschicht 2 in dem Reaktor bzw. der Verbrennungskammer Ί angeordnet ist und unter dem
Wärmeaustauscher eine Abzieheinrichtung 17 vorgesehen ist, so daß das aus dem Reaktor abgezogene Wirbelgut auf seinem
Weg zu der Abzieheinrichtung durch den Wärmeaustauscher w strömt. In dieser Ausführungsform wird daher das Wirbelgut
in gekühlten Zustand abgezogen, während es In der Ausführungsform
von Fig. 1 in heißem Zustand abgezogen wird. Der Wärmeaustauscher kann aus einer geeigneten Rohranordnung
bestehen, zum Beispiel aus mehreren senkrecht angeordneten
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plattenförmigen Kühlerelementen.
Die Wirbelluft wird durch ein oder mehrere Zufuhrrohre
19 zugeführt, die mit nach oben gelochten Fluidisierrohren
20 verbunden sind, welche in der Wirbelschicht 2 gleichmäßig verteilt sind. In diesem Fall umfaßt die Wirbelschicht somit
eine Wirbelzone über den Fluidisierrohren 20, in der die Verbrennung des zugeführten Brennmaterials erfolgt,
und eine untere nicht fluidisierte Zone unterhalb der Fluidisierrohre im Bereich des Wärmeaustauschers 16.
Durch Abziehen des Wirbelguts (Sand) über die Abzieheinrichtung 17 wird Sand aus dem Bereich um den Wärmeaustauscher
entfernt und die abgezogene Sandmenge wird durch den Sand ersetzt, der zwischen den Fluidisierrohren 20 nach unten
fällt. Der heiße Sand fließt entlang den Oberflächen der Wärmeaustauscherelemente 18, bevor er die Abzieheinrichtung
17 erreicht, und ist daher relativ kalt. Der Rücktransport
des Sands in die Verbrennungskammer 1 erfolgt über eine Leitung 12 in entsprechender Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 1.
Der Betrieb der Vorrichtung von Fig. 2 erfolgt nach demselben Grundprinzip wie bei der Ausfuhrungsform von Fig.
und da entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen Versehen sind, erscheint eine nochmalige Beschreibung dieser
Teile nicht notwendig.
Claims (6)
- Ham j era A/ S s Hainar, tTorwegenVerfahreil zum Betreiben einer Wirbelschicht-Verbrennungsanlage und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensPatentansprüche17 Verfahren zum Setreiben einer Wirbelschicht-Verbren= Noungsanlage mit einer Verbrennungskammer, die ein Wirbelgut enthält D das während des Verbrennens des Brennmaterials in der Verbrennungskammer erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil des Wirbelgutes während des Abziehens aus der Verbrennungskammer durch einen Wärmeaustauscher leitet und nach dem Abkühlen in dem Wärmeaustauscher in die Wirbelschicht der.Verbrennungskammer zurückführt.030013/0893ORIGINAL fNSPECTED
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gekühlte Wirbelgut in einen oberen Bereich der Verbrennungskammer zurückführt und nach unten fallen läßt, wobei die Zone oberhalb der Wirbelschicht abkühlt, während gleichzeitig das Wirbelgut durch die Abgase aus der Verbrennung erhitzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abziehen mit einem Thermostaten geregelt wird, der die in der Wirbelschicht herrschende Temperatur abfühlt.
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die Wirbelschicht-Verbrennungsanlage eine Verbrennungskammer mit einem darin enthaltenen Wirbelgut aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7; 17) zum Abziehen von Wirbelgut aus der Verbrennungskammer (1), einen Wärmeaustauscher (8; 16), der so angeordnet ist, daß ihm Wirbelgut während des Abziehens aus der Verbrennungskammer zugeführt wird, und eine Einrichtung (12,· 17, 12) zum Überführen von Wirbelgut aus dem Wärmeaustauscher (8; 16) in die Verbrennungskammer C1).
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (8) außerhalb der Verbrennungskammer(1) angeordnet ist und mit der Wirbelschicht der Verbrennungskammer über einen Kanal (7) zum überführen von Wirbelgut aus der Wirbelschicht (2) in den Wärmeaustauscher (8) verbunden ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (16) im unteren Bereich der Wirbelschicht (2) angeordnet ist und die Abzieheinrichtung (17) unter dem Wärmeaustauscher angeordnet ist, so daß das abgezogene Wirbelgut durch die Wärmeaustauscherelemente (18) fließt.030013/08S3554,'7» - Vorrichtung nach einem der Ansprüche-4 bis S^ dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung {12 f 13J zum Überführen von Wirbelgut, das in dem Wärmeaustauscher (SS? 16) gekühlt, worden ist, in den unteren Bereich der Verbrennungskammer C1) mündet.■ - . -8« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieheinrichtung (7; 17) ein Ventil (11) aufweist, das über einen Thermostaten gesteuert wird^ der die in der Wirbelschicht (2) herrschende Temperatur abfühlt. .013/0003
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CARBO A/S, GJOEVIK, NO |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: EITLE, W., DIPL.-ING. HOFFMANN, K., DIPL.-ING. DR. |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |