DE3339317C2

DE3339317C2 -

Info

Publication number: DE3339317C2
Application number: DE19833339317
Authority: DE
Inventors: Folke Karhula Fi Engstroem
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Amec Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1983-10-29
Publication date: 1993-05-13
Also published as: SE459232B; ATA397083A; FI823908L; GB2130118B; DE3339317A1; AT385208B; SE8306254D0; SE459232C; GB8328557D0; FI823908A0; SE8306254L; GB2130118A; FI66297C; CA1249973A; FI66297B

Description

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a separating device the type corresponding to the preamble of claim 1.

Eine derartige Abscheidevorrichtung ist in der DE-OS 25 39 547 beschrieben. Die Wandung der Abscheidevorrich tung ist hierbei geschlossen, und es tritt die gesamte Menge des zumindest von einem Teil des Feststoffs be freiten Gases durch einen großen Durchbruch am unteren Ende eines Gasaustrittskanals in diesen über.Such a separation device is in DE-OS 25 39 547. The wall of the separator tion is closed, and the whole occurs Amount of be at least part of the solid free gas through a major breakthrough at the bottom End of a gas outlet channel in this.

Bei Wirbelschichtreaktoren sind zur durchgreifenden Abscheidung von Feststoffen Zyklonabscheider üblich ge wesen. Ein Nachteil von Zyklonabscheidern besteht aber darin, daß sie viel Raum benötigen. Sie weisen auch eine große Masse und dadurch eine hohe Wärmekapazität auf, aus welchem Grunde das An-Abfahren von mit Zykonab scheidern ausgerüsteten Wirbelschichtreaktoren zeit raubend ist. Durch die Form der Zyklonabscheider ent stehen in der Konstruktion schwer zu beherrschende Wärmespannungen. Auch sind die bei Zyklonabscheidern auftretenden Verschleißerscheinungen nicht unproblematisch.With fluidized bed reactors are to be pervasive Separation of solids Cyclone separators common ge be. There is a disadvantage of cyclone separators in that they take up a lot of space. They also assign one large mass and therefore a high heat capacity, for what reason the starting up with Zykonab equipped fluidized bed reactors is consuming. Due to the shape of the cyclone separator are difficult to master in construction Thermal stresses. They are also with cyclone separators wear and tear is not without problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von der Konstruktion her einfache Vorrichtung zur wirksamen Abscheidung von Feststoff aus dem oberen Ende der Reaktorkammer eines Wirbelschichtreaktors austretenden Gasfeststoffgemischs zu schaffen.The invention has for its object a from the design simple device for effective separation of solid from the top End of the reactor chamber of a fluidized bed reactor to create escaping gas solids mixture.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1 solved.

Gegenüber den bekannten Ausführungsformen mit Zyklonabscheider bietet die Erfindung bedeutende konstruktive Vorteile, insofern eine mit dem Wasser/ Dampfsystem verbundene Wärmeübertragungswand zugleich als Abscheidewand ausgenutzt werden kann. Dadurch läßt sich die Kühlung der Wand bzw. die Gewinnung von Wärme auf relativ einfache Weise mit der Abscheidung und der Wiedergewinnung des Feststoffs kombinieren.Compared to the known embodiments with The invention offers important cyclone separators constructive advantages, insofar as one with the water / Steam system connected heat transfer wall at the same time can be used as a separating wall. This leaves cooling the wall or extracting heat in a relatively simple way with the deposition and the Combine recovery of the solid.

Die Methode, zur Abscheidung von Feststoff partikeln aus Gasströmen diese umzulenken, ist für sich genommen in verschiedenen Varianten bekannt gewesen, beispielsweise aus den DE-PS 8 38 676 und 9 10 614, der DE-OS 16 07 706 und den US-PS 23 58 508 und 38 15 336, allerdings ohne Bezug auf einen Wirbelschicht reaktor und ohne den Gedanken, die Feststoffabscheidung in die vorhandene Wärmeübertragungsanordnung zu integrieren.The method of separating solid redirecting particles from gas streams is in itself taken known in different variants, for example from DE-PS 8 38 676 and 9 10 614, DE-OS 16 07 706 and US-PS 23 58 508 and 38 15 336, but without reference to a fluidized bed reactor and without the thought of solids separation to integrate into the existing heat transfer arrangement.

Die Ansprüche 2 und 3 kennzeichnen bevorzugte in Betracht kommende Ausführungsformen der Leitorgane.Claims 2 and 3 characterize preferred in Possible embodiments of the guide organs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich nung beschrieben. Es zeigtThe invention based on the drawing described. It shows

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt eines Wirbelschichtreaktors, der eine erfindungsgemäße Ab scheidevorrichtung umfaßt; Figure 1 is a schematic vertical section of a fluidized bed reactor comprising a separating device according to the invention.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 2 shows a section along the line AA in Fig. 1;

Fig. 3 die Einzelheit B aus Fig. 1 in größerem Maßstab; Fig. 3 shows the detail B from Figure 1 in larger scale.

Fig. 4 die Einzelheit C aus Fig. 2 in größerem Maßstab; FIG. 4 shows the detail C from FIG. 2 on a larger scale;

Fig. 5 die in Fig. 3 dargestellte Einzelheit in Richtung des Pfeiles D gesehen und Fig. 5 seen the detail shown in Fig. 3 in the direction of arrow D and

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform zu Fig. 3. Fig. 6 shows an alternative embodiment to FIG. 3.

Die bei dem in Fig. 1 dargestellten Wirbelschicht reaktor 1 im oberen Teil entweichenden, ausgetragene Feststoffe enthaltenden Rauchgase werden über eine Ein trittsöffnung 2 einer Abscheidekammer 3 zugeführt. Eine Wandung 4 der Abscheidekammer besteht - wie aus Fig. 2 bis 5 ersichtlich - aus vertikalen Rohren 5 und diese verbindenden Blechen 6. Die Rohre 5 sind mit dem Wasser/ Dampfsystem der Reaktoranlage verbunden und arbeiten als Wärmeübertragungsflächen, über die die Rauchgase Wärme an das in den Rohren 5 fließende Medium abgeben. In den Blechen 6 befinden sich mehrere in Gasstromrich tung Abstand voneinander aufweisende Öffnungsreihen 7 ₁, 7 ₂, 7 _n mit den Öffnungen 8. Am unteren Ende der Abscheidekammer 3 ist ein Feststoffaustritt 9 vorgesehen. Die gegenüberliegende Wandung 10 der Abscheidekammer ist im Verhältnis zu der Wandung 4 so schräg angeordnet, daß der Querschnitt der Abscheidekammer 3 zum Fest stoffaustritt 9 hin abnimmt. Der Feststoffaustritt 9 ist über ein Rohr 11 mit dem unteren Teil des Wirbelschicht reaktors 1 verbunden. An den Vorderkanten 12 der Öffnungen 8 sind als Leitorgane schräg nach oben gerichtete Leit bleche 13 austrittsseitig angeordnet. Die Öffnungen 8 öffnen sich zum Austrittskanal 14.The fluidized bed shown in which in Fig. 1 reactor escaping 1 in the upper part, discharged solids-containing flue gases are on a one-through opening 2 of a deposition chamber 3 supplied. A wall 4 of the separation chamber consists - as can be seen in FIGS. 2 to 5 - of vertical tubes 5 and metal sheets 6 connecting them . The tubes 5 are connected to the water / steam system of the reactor system and work as heat transfer surfaces, via which the flue gases give off heat to the medium flowing in the tubes 5 . In the sheets 6 there are a plurality of rows of openings 7 ₁ , 7 ₂ , 7 _n with openings 8 in the gas flow direction. A solids outlet 9 is provided at the lower end of the separation chamber 3 . The opposite wall 10 of the separation chamber is arranged obliquely in relation to the wall 4 so that the cross section of the separation chamber 3 to the solid material outlet 9 decreases. The solids outlet 9 is connected via a tube 11 to the lower part of the fluidized bed reactor 1 . At the front edges 12 of the openings 8 , diagonally upwardly directed guide plates 13 are arranged on the outlet side as guide elements. The openings 8 open to the outlet channel 14 .

Die Feststoffpartikel enthaltenden Rauchgase des Wirbelschichtreaktors 1 strömen in der Abscheidekammer 3 an der Wandung 4 entlang abwärts zum Feststoffaustritt 9 hin. An den Öffnungen 8 wird Gas abgeführt. Das aus tretende Gas wird von den Leitblechen 13 schräg nach oben in den Austrittskanal 14 gelenkt, wo das Gas nach oben strömt. Durch die plötzliche Richtungsänderung werden Feststoffe, die ihre Bewegung in der Hauptstrom richtung fortsetzen, abgeschieden. Um eine wirkungs volle Abscheidung zu erreichen, soll in der Abscheide kammer 3 eine hohe Geschwindigkeit aufrechterhalten werden. Daher verjüngt sich die Abscheidekammer 3 zu dem Feststoffaustritt 9 hin. Nach Verlassen des Aus trittskanals 14 werden die Gase auf eine an sich be kannte Weise abgekühlt sowie nach der in der Abscheide kammer 3 vorgenommenen Vor-Abscheidung in den Gasen verbliebene Feststoffe entfernt.The flue gases of the fluidized bed reactor 1 containing solid particles flow in the separating chamber 3 along the wall 4 downwards to the solids outlet 9 . Gas is discharged at the openings 8 . The gas emerging from the guide plates 13 is directed obliquely upwards into the outlet channel 14 , where the gas flows upwards. The sudden change in direction separates solids that continue to move in the main flow direction. In order to achieve effective separation, chamber 3 should maintain a high speed. Therefore, the separation chamber 3 tapers towards the solids outlet 9 . After leaving the exit channel 14 , the gases are cooled in a manner known per se and, after the pre-separation in the separation chamber 3 , remaining solids in the gases are removed.

Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform. Dabei sind bei den Öffnungen 8 vom Blech 6 schräg nach oben gerichtete Leitorgane in Gestalt von Rohr stutzen 15 auf der Austrittsseite der Öffnungen 8 angeordnet. Fig. 6 shows an alternative embodiment. In this case, at the openings 8 from the sheet 6 diagonally upwardly directed guide elements in the form of pipe 15 are arranged on the outlet side of the openings 8 .

Die dargestellte Abscheidevorrichtung ist möglicher weise nicht so wirkungsvoll wie ein Zyklonabscheider, was jedoch in manchen Fällen von Vorteil sein kann, denn wenn im Gasstrom nach der Abscheidevorrichtung Wärme übertragungsflächen liegen, werden diese infolge der Fegewirkung fester Partikel besser reingehalten.The deposition device shown is more possible not as effective as a cyclone separator what however, can be beneficial in some cases because if there is heat in the gas stream after the separator transmission areas, these are due to the Keep the sweep effect of solid particles better.

Die Abscheidekammer 3 kann auch mehrere Wandungen aufweisen, über die Gas in mehrere Austrittskanäle 14 abgeführt wird. Die Stromrichtung des Gases ändernde Leitorgane können auch auf der Eintrittsseite der Aus trittsöffnungen 8 angeordnet sein.The separation chamber 3 can also have a plurality of walls, via which gas is discharged into a plurality of outlet channels 14 . The flow direction of the gas changing guide elements can also be arranged on the inlet side of the outlet openings 8 .

Claims

1. Separating device for separating the solid material from a gas-solid mixture emerging at the upper end of an upright reactor chamber of a fluidized bed reactor, wherein the separating device is flowed through from top to bottom, is arranged next to the upper region of the reactor chamber and has at least one essentially heat-transferring wall surface has vertical steam pipes and in addition to the separating device there is an upright gas outlet channel through which gas flows from top to bottom, characterized in that in the sheets ( 6 ) connecting the steam pipes ( 5 ) to form the wall surface ( 4 ) into the gas outlet channel ( 14 ) Opening openings ( 8 ) are seen before that at these openings ( 8 ) diagonally upward in the Gasaus outlet channel ( 4 ) directed guide elements are arranged and that the gas is deflected upwards into the gas outlet channel ( 14 ).

2. Separating device according to claim 1, characterized in that the guide members of the in the flow direction of the separating device ( 3 ) located edge ( 12 ) of the openings ( 8 ) are outgoing baffles ( 13 ).

3. Separating device according to claim 1, characterized in that the guide members are pipe sockets ( 15 ).