DE3346255A1 - Verfahren und einrichtung zum erhitzen eines stroemungsmittels durch verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem brennstoff, der schwefel enthaelt, zusammen mit teilchenfoermigem schwefelabsorbierendem material - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum erhitzen eines stroemungsmittels durch verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem brennstoff, der schwefel enthaelt, zusammen mit teilchenfoermigem schwefelabsorbierendem material

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DE3346255A1 DE19833346255 DE3346255A DE3346255A1 DE 3346255 A1 DE3346255 A1 DE 3346255A1 DE 19833346255 DE19833346255 DE 19833346255 DE 3346255 A DE3346255 A DE 3346255A DE 3346255 A1 DE3346255 A1 DE 3346255A1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Wärmeübertragung, die dazu dienen, Wärme von einer Umwälzfließ- bzw. - wirbelbettverbrennungskammer auf ein Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft, zu übertragen, das in einer Gasturbine expandiert werden soll. Insbesondere betrifft die Erfindung Wärmeaustauscher, die extern von der Verbrennungskammer vorgesehen sind.
Kombinationszyklus- oder Koerzeugungsanlagen zum Erzeugen von elektrischer Leistung aus festem oder flüssigem Brennstoff umfassen allgemein eine Verbrennungskammer zum Verbrennen des Brennstoffs, um auf diese Weise Dampf für eine Turbine oder eine andere Verwendung zu erzeugen, und um ein Strömungsmittel für eine Gasturbine oder eine mit einem anderen Strömungsmittel betreibbare Turbine zu erhitzen. Eine Fließ- bzw. Wirbelbettverbrennungskammer hat Vorteile, wenn sie für eine solche Anwendung verwendet wird. Bisher wurde in der Praxis so vorgegangen, daß die Funktionen des Erzeugens von Dampf und des Erhitzens des Strömungsmittels in der gleichen Verbrennungskammereinheit ausgeführt wurden. Die Verbrennungskammer kann bei atmosphärischem Druck betrieben werden, wie in der US-PS 4 116 005 beschrieben ist, oder mit einem Druckbett bzw. mit einem unter Druck gesetzten Bett, wie in der US-PS 4 223 529 beschrieben ist. Es ergeben sich Vorteile, wenn man die Funktion der Verbrennungskammer, das Strömungsmittel zu erhitzen, von der Funktion der Verbrennungskammer, Dampf zu erzeugen, trennt oder entkoppelt, wie in der US-Patentanmeldung 320 878 des Erfinders, die am 18. November 1981 eingereicht worden ist, beschrieben, welche den Titel hat
"Kombinationszykluskraftwerk mit Umwälzfließ- bzw. wirbelbettwärmeubertragung". In dem Kraftwerk, das in der vorgenannten Patentanmeldung beschrieben ist, wird bewirkt, daß das Verbrennungskammerfließ- bzw. wirbelbett durch einen extern von der Verbrennungskammer vorgesehenen Wärmeaustauscher zum Erhitzen von Luft für eine Gasturbine zirkuliert. Die Temperatur der so erhitzten Luft, welche der Gasturbine zugeführt wird, ist geringer als diejenige des Verbrennungskammerfließ- bzw.-wirbelbetts. Wenn schwefelhaltiger Brennstoff in der Verbrennungskammer verbrannt wird, ist es notwendig, die Verbrennungskammer mit schwefelabsorbierendem Material, normalerweise Kalksteinteilchen zusammen mit dem Brennstoff zu beschicken, um den Schwefelausstoß im Feuer bzw. Abgas zu vermindern. Der optimale Temperaturbereich der Verbrennung für diesen Zweck liegt bei etwa 787,78°C bis 926,67°C. Die Leistung bzw. der Wirkungsgrad von Strömungsmittelturbinen steigt mit zunehmender Temperatur des denselben zugeführten Strömungsmittels beträchtlich an, und es ist wünschenswert, eine Strömungsmittelturbineneinheit einer Kombinationszyklus- oder Koerzeugungsanlage bei höheren Temperaturen zu betreiben, wenn die Schwefelemissionen dadurch nicht erhöht würden.
Die vorliegende Erfindung ist für eine Kombinationszyklus- oder Koerzeugungsanlage geeignet, in welcher eine Fließ- bzw. Wirbelbettverbrennungskammer vorgesehen ist, in der schwefelhaltige Kohle oder anderer schwefelhaltiger Brennstoff bei im wesentlichen atmospherischen Druck verbrannt wird, sowie eine externe Wärmeübertragungseinheit, durch die ein Teil der heissen Feststoffe des Fließ- bzw. Wirbelbetts in Wärmeübertragungsbeziehung mit komprimiertem Strömungsmittel
für eine Strömungsmittelturbine zirkuliert wird. Mit der Erfindung wird die Temperatur des Strömungsmittels, das der Strömungsmittelturbine von dem Wärmeaustauscher der erfindungsgemäßen Einrichtung zugeführt wird, dadurch erhöht, daß den zirkulierenden Feststoffen, welche in die externe Wärmeübertragungseinheit eintreten, zusätzliche Wärme zugeführt wird. Mit der Erfindung geschieht das dadurch, daß Brennstoff mit Luft in Kontakt mit den zirkulierenden Feststoffen in einer Verbrennungs-Verstärkungskammer verbrannt wird, die extern von der Verbrennungskammer vorgesehen ist und die extern von der Wärmeübertragungseinheit vorgesehen oder ein Teil derselben sein kann, wie weiter unten erläutert ist, und zwar je nach Bedarf. Die schwefelhaltigen Verbrennungsprodukte der vorerwähnten Kammer, die sich auf einer Temperatur befinden, welche höher als das Optimum für die Schwefelentfernung bzw. -ausscheidung durch Kalkstein o. dgl. schwefelabsorbierenden Substanzen ist, werden zu dem Verbrennungskammerfließ- bzw. -wirbelbett geleitet, wo sie in Kontakt mit schwefelabsorbierenden Teilchen kommen, die mit dem Verbrennungskammerbrennstoff beladen sind bzw. mit denen zusammen die Verbrennungskammer beschickt worden ist. Da das Volumen dieser heißeren Gase nur ein kleiner Bruchteil der Verbrennungsgase in der Verbrennungskammer ist, werden die heißeren Gase in der Verbrennungskammer gekühlt und entschwefelt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Anlage bzw. Einrichtung zur Verfügung gestellt, wie sie oben beschrieben worden ist, die jedoch einen zweiten Wärmeaustauscher aufweist. Das in dem ersten Wärmeaustauscher erhitzte Strömungsmittel ist ein solches von hoher Wärmekapazität, wie beispielsweise ein flüssiges Metall. Dieses intermediäre Strömungsmittel oder Zwischen-
strömungsmittel wird durch den zweiten Wärmeaustauscher in Wärmeaustauschbeziehung mit einem zweiten Strömungsmittel, das einer Strömungsmittelturbine zugeführt wird, umgewälzt.
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Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Figuren der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Fließ- bzw. Wirbelbettverbrennungskammer, wobei ein Teil von deren Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen gemäß der dargestellten Anordnung durch
eine Verbrennungsverstärkungskammer nach der Erfindung und einen externen Lufterhitzer, in dem die Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe durch die Lufterhitzungsrohre strömen, zirkuliert;
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Fließ- bzw. Wirbelbettverbrennungskammer, wobei ein Teil von deren Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen nach der dargestellten Anordnung durch eine Verbrennungsverstärkungskammer nach der Er
findung und einen externen Lufterhitzer, in dem die zu erhitzende Luft durch die Lufterhitzungsrohre strömt, zirkuliert; und
Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der Einrichtung nach Fig. 2, die jedoch außerdem einen zweiten Wärmeaustauscher aufweist, der in der oben beschriebenen Weise angeordnet ist.
Gemäß Fig. 1 wird einer Verbrennungkammer 11 mit turbulentfluidisiertem Brennstoff, einer sogenannten Fließbzw· Wirbelbettverbrennungskammer, schwefelhaltiger Brennstoff bei 12, schwefelabsorbierendes Material, wie beispielsweise Kalkstein, bei 13 und Primärluft bei 14 zugeführt. Heiße Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe und gasförmige Produkte der Verbrennung werden durch eine Leitung 15 abgezogen und in ein primäres Zyklon 16 geleitet. Die gasförmigen Produkte der Verbrennung werden abgetrennt und durch eine Leitung 17 in eine Wärmerückgewinnungseinrichtung abgegeben. Die abgetrennten heißen Feststoffe werden durch eine Leitung 18 in eine Verbrennungsverstärkungskammer 19 abgegeben. Dieser Kammer wird außerdem Fluidisierungs- und Verbrennungsluft bei 21 und Brennstoff bei 22 zugeführt. Der Brennstoff wird mit Luft in der Kammer 19 verbrannt, die als eine Verbrennungskammer mit turbulentfluidisiertem Brennstoff, eine sogenannte Fließbzw. Wirbelbettverbrennungskammer, betrieben wird, und in welcher der Brennstoff in Kontakt mit heißen Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen vom Zyklon 16 verbrannt wird. Die Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe, die auf eine Temperatur erhöht werden, welche höher als diejenige Temperatur ist, mit der sie zur Kammer 19 zugeführt worden sind, werden durch eine Leitung 23 zu einem Wärmeaustauscher 24 geleitet. Vorerhitzte Transportluft wird bei 29 in den Wärmeaustauscher 24 eingeführt. Die heiße Feststoffsuspension strömt durch Rohre 25 im Wärmeaustauscher 24 sowie zurück durch eine Leitung 2 6 in die Verbrennungskammer 11. Komprimiertes Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft bzw. Druckluft, wird bei 27 in die Wärmeübertragungseinheit 24 bzw. den Wärmeaustauscher 24 eingeführt, so daß sie um die Rohre 25 herumströmt und durch eine Leitung 28 zu einer nichtdargestellten Gasturbine geleitet wird. Gasförmige Verbrennungsprodukte von der Verbrennungsverstär-
η β λ λ *
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kungskammer 19 verlassen dieselbe durch eine Leitung 30 und werden zur Verbrennungskammer 11 zurückgeführt.
In Fig. 2 ist eine Anordnung bzw. Ausbildung einer Einrichtung gezeigt, die derjenigen entspricht, welche in Fig. 1 gezeigt ist, wobei jedoch der Wärmeaustauscher 31 ein solcher ist, in welchem das zu erhitzende Strömungsmittel durch Rohre hindurchgeht, während die heiße Feststoffsuspension um die Rohre herum fließen gelassen bzw. umgewälzt wird. Nach der Darstellung ist die Verbrennungsverstärkungskammer 19 ein integraler Teil des Wärmeaustauschers 31. Heiße Feststoffe vom primären Zyklon 16 bzw. vom Feststoffteilchenabscheider 16 strömen durch die Leitung 18 in die Verbrennungsverstärkungskammer 19 und treten aus derselben bei 23 in den Wärmeaustauscher 31 aus, wo sie um die Rohre 33 herum strömen und von wo sie durch die Rückführleitung 26 zur Verbrennungskammer 11 zurückkehren. Luft von einem Kompressor wird mittels der Leitung 27 in die Wärmeaustauscherrohre 32 eingeführt und von denselben durch die Leitung 28 zu einer Gasturbine abgeführt. Wie vorher, wird Verbrennungs- und Fluidisierungsluft bei 21 in die Verbrennungsverstärkungskammer 19 eingeführt, und außerdem wird Fluidisierungsluft bei 29 in den Wärmeaustauscher 31 eingeführt. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte werden durch die Leitung 30 von der Verbrennungsverstärkungskammer 19 abgezogen und zur Verbrennungskammer 11 zurückgeführt.
Wie bereits erwähnt wurde, weist die Einrichtung nach Fig. 3 die oben beschriebene Einrichtung nach Fig. 2 zusammen mit einem zweiten Wärmeaustauscher 34 auf. Die Elemente, Bauteile, Baueinheiten o. dgl. der Fig. 3, welche mit denjenigen der Fig. 1 identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und werden 35
nicht erneut beschrieben/ vielmehr wird auf die obige Beschreibung derselben verwiesen. Der zweite Wärmeaustauscher 34 hat den gleichen Aufbau wie der in Fig. 1 gezeigte Wärmeaustauscher 24. Die Leitung 28 füört Strömungsmittel von den Rohren 32 im Wärmeaustauscher 31 zu den Rohren 35 des Wärmeaustauschers 34 zu. Dieses Strömungsmittel wird durch eine Leitung 36 vom Wärmeaustauscher 34 zu einem Strömungsmittelsammelbehälter 37 geleitet, von wo es mittels einer Pumpe 38 durch die Leitung 27 zurück in die Rohre 32 des Wärmeaustausehe rs 31 gepumpt wird. Ein Strömungsmittel, wie beispielsweise Luft von einem Kompressor, wird durch eine Leitang 39 in den Wärmeaustauscher 34 eingeführt, so daß dieses Strömungsmittel um die Rohre 35 herumströmt und es «ird durch eine Leitung 40 zu einer Gasturbine abgeführt. Der Wärmeaustauscher 34 kann gewünschtenfalls den gleichen Aufbau wie der Wärmeaustauscher 31 haben.
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen der gleiche wie derjenige der Sasführungsformen nach den Fig. 1 und 2. Die Temperatur in der Verbrennungskammer 11 wird auf einem solchen Wert äzw. innerhalb eines solchen Bereiches gehalten, bei bzw. in dem die Schwefelentfernung bzw. -ausscheidung aus den Feuer- bzw. Abgasen mittels der schwefelabsorbierendeE Teilchen optimalisiert ist. Dieser Temperaturbereich lieft bei etwa 787,780C bis 926,67°C. Die zirkulierenden Feststoffe von der Verbrennungskammer 11 , welche Brennstoffteilchen und schwefelabsorbierende Teilchen aufweisen kränen, geben einige Wärme ab, bevor sie die Verbrennungsverstärkungskammer 19 erreichen. Der zusätzliche Brennstoff, der hier mit der ebenfalls zugeführten Verbrennungsluft verbrannt wird, erhöht die Temperatur dieser Feststoffe auf einen bevorzugten Bereich von etwa 871,110C bis
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1037,780C, und die zirkulierenden Feststoffe werden bei Temperaturen, die nur ein wenig bzw. geringfügig niedriger sind, je nach dem vorliegenden Fall zur Wäriaeübertragungseinheit 24 oder 31 bzw. zum Wärmeaustauscher 24 oder 31 geleitet. Die komprimierte Luft, die für die Verwendung in einer Gasturbine vorgesehen ist, wird infolgedessen auf eine Temperatur erhitzt, die beträchtlich oberhalb jeder Temperatur liegt, welche mit Einrichtungen erreicht werden kann, in denen keine Verbrennungsverstärkungskammer vorgesehen ist und die so betrieben werden, daß der Schwefelgehalt ihrer Feuer- bzw. Abgase minimalisiert wird. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte von der Verbrennungsverstärkungskammer 19, die einen relativ hohen Schwefelgehalt haben, werden zur Verbrennungskammer 11 zurückgeführt, wo die Temperatur auf dem Optimalwert bzw. im Optimalbereich für die Schwefelentfernung bzw. -ausscheidung gehalten wird, und da ihr Volumen im Vergleich mit dem Feuer- bzw. Abgasvolumen von der Verbrennungskammer klein ist, werden sie auf den für die Schwefelentfernung bzw. -ausscheidung durch das schwefelabsorbierende Material vorteilhaften Temperaturbereich abgekühlt. Auf diese Weise wird der Schwefelgehalt der kombinierten Feuer- bzw. Abgase von der vorliegenden Einrichtung nicht erhöht, aber die Temperatur der Luft, die der Gasturbine zugeführt wird, wird wesentlich erhöht.
Die Betriebsweise der Einrichtung nach Fig. 3 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Ausfühmsngsform nach Fig. 2, und zwar in dem Ausmaß, in welchem leide gemeinsame Elemente, Bauteile, Baueinheiten o. dgl. haben.
In der Ausführungsform der Fig. 3 wird jedoch eiü Zwischenströmungsmittel mit hoher Wärmekapazität bzw. hölzern Wärmeinhalt verwendet, das durch die Wärmeaustauscher 31, 34,
den Sammelbehälter 37 und die Pumpe 38 zirkuliert. Bevorzugt wird als dieses Zwischenströmungsmittel ein flüssiges Metall verwendet. Dieses Strömungsmittel wird im Wärmeaustauscher 31 der Verbrennungsverstärkungskammer auf einen bzw. den bevorzugten Temperaturbereich von 871,11°C bis 1037,780C erhitzt und überträgt die hier aufgencesnene Wärme durch Wärmeaustausch in dem zweiten Wärmeaustauscher 34 auf Luft oder ein anderes Strömungsmittel. Das so erhitzte Strömungsmittel wird dazu verwendet, eine Strömungsmittelturbine zu betreiben. Die Verwendung eines Zwischenströmungsmittels hoher Wärmekapazität bzw. von hohem Särmeinhalt ermöglicht eine beträchtliche Verminderung der physischen Abmessungen des Wärmeaustauschers 31 und die Verwendung eines relativ kompakten Wärmeaustauschers 34.
Es ist nicht wesentlich, daß der zusätzliche Brennstoff, welcher in der Verbrennungsverstärkungskammer verirannt wird, an dieser Stelle ein- bzw. zugeführt wird. Der zusätzliche Brennstoff kann vielmehr auch kohle- bzw. ks&lenstoffhaltiger teilchenförmiger Brennstoff sein, der durch zirkulierende Feststoffe von der Fließ- bzw. Wirbelbettyerbrennungskammer her herübergetragen bzw. -geführt wird.
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Claims (15)

  1. · : : · ·· · KRAU^'STWEfSERT
    PATENTANWÄLTE
    UNO ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
    OR. WALTER KRAUS DI PLO M C H EM I KER · D R.-IN G. ANN EKÄTE WEISERT DIPU-INS. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 . D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/79 7077-79 70 78 ■ TELEX Ο5-212 156 kpat d
    TELEGRAMM KRAUSPATENT
    4241 JS/ei
    STRUTHERS WELLS CORPORATION WARREN, PENNSYLVANIA / USA
    Verfahren und Einrichtung zum Erhitzen eines Strömungsmittels durch Verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem Brennstoff, der Schwefel enthält, zusammen mit teilchenförmigen! schwefelabsorbierendem Material
    PATENTANSPRÜCHE
    1/ Verfahren zum Erhitzen eines Strömungsmittels durch Verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem Brennstoff, der Schwefel enthält, zusammen mit teilchenförmigem schwefelabsorbierendem Material, dadurch g e kennzeichnet, daß zum Erhitzen des Strömungsmittels auf eine Temperatur, die höher als der Temperaturbereich ist, in dem das schwefelabsorbierende Material von dem kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem Brennstoff wirksam Schwefel absorbiert, ohne daß der Schwefelgehalt der gasförmigen Verbrennungsprodukte über denjenigen hinaus erhöht wird, der diesem Temperaturbereich zugeordnet ist, folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: Verbrennen des kohle- bzw. kohlenstoffhaltigen Brennstoffs, der Schwefel enthält, zusammen mit den Teilchen des schwefelabsorbierenden Materials in einem Fließ- bzw.
    Wirbelbett innerhalb des erwähnten Temperaturbereichs; Abziehen der gasförmigen Verbrennungsprodukte hiervon; Zirkulierenlassen von Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen durch eine Verbrennungsverstärkungszone in Reihe mit einer Wärmeaustauschzone in Wärmeaustauschbeziehung in dieser Wärmeaustauschzone mit dem darin befindlichem, zu erhitzendem Strömungsmittel und zurück zu dem Fließbzw. Wirbelbett; Einführen von Brennstoff in die Verbrennungsverstärkungszone und Verbrennen dieses Brennstoffs in dieser Zone zum Erhöhen der Temperatur der zirkulierenden Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe über den erwähnten Temperaturbereich, so daß dadurch die Temperatur des mittels dieser Feststoffe in der Wärmeaustauschzone erhitzten Strömungsmittels über diesen Temperaturbereich erhöht wird; Abziehen der gasförmigen Verbrennungsprodukte, die in der Verbrennungsverstärkungszone erzeugt worden sind, von dieser Verbrennungsverstärkungszone, und Zurückführen derselben zu dem Fließ- bzw. Wirbelbett.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Verbrennungsverstärkungszone eingeführte Brennstoff in dieselbe eingespritzt bzw. eingesprüht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Verbrennungsverstärkungszone eingeführte Brennstoff Jcohle- bzw. kohlenstoffhaltiger Brennstoff ist, der von dem Fließ- bzw. Wirbelbett mittels Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen mitgerissen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fluidisierendes Gas in die Brennstoffverstarkungszone eingeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwefelabsorbierende Material Kalkstein ist, und daß der Temperaturbereich, der in dem Fließ- bzw. Wirbelbett aufrechterhalten wird, etwa 787,780C bis 926,67°C ist.
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  6. 6. Verfahren nach Anspruch'5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich, der in der Verbrennungsverstärkungszone aufrechterhalten wird, etwas 871,110C bis 1037,780C ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel ein Gas ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Strömungsmittel ein erstes Strömungsmittel ist; daß die Wärmeaustauschzone eine erste Wärmeaustauschzone ist; und das das erhitzte erste Strömungsmittel von der ersten Wärmeaustauschzone durch eine zweite Wärmeaustauschzone zirkulieren gelassen wird, so daß dadurch die Temperatur eines darin befindlichen zweiten Strömungsmittels erhöht wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Strömungsmittel ein Strömungsmittel hoher Wärmekapazität bzw. hohen Wärmeinhalts ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel hoher Wärmekapazität bzw. hohen Wärmeinhalts ein geschmolzenes Metall ist.
  11. 11. Einrichtung zum Erhitzen eines Strömungsmittels durch Verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem Brennstoff, der Schwefel enthält, zusammen mit teilchenförmigem schwefelabsorbierendem Material in einer Fließ- bzw. Wirbelbettverbrennungskammer und Zirkulierenlassen von Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffen von der Verbrennungskammer durch einen außerhalb derselben befindlichen Wärmeaustauscher, so daß ein darin befindliches Strömungsmittel erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung folgendes umfaßt: eine Verbrennungsverstärkungskammer (19), die sich außerhalb der Verbrennungskammer (11) befindet, und so verbunden ist, daß sie von der Verbrennungskammer (11) erhitzte Fließ- bzw. Wirbelfeststoffe empfängt und diese an den Wärmeaustauscher (24, 31) abgibt; eine Einrichtung (18, 22) zum Einführen von Brennstoff in die Verbrennungsverstärkungskammer (19) und zum Verbrennen desselben in dieser zum Erhöhen der Temperatur der darin befindlichen Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe über denjenigen Temperaturbereich, in welchem die Entschwefelung durch das schwefelabsorbierende Material wirksam ist, so daß dadurch die Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe von der Verbrennungsverstärkungskammer (19) die Temperatur des Strömungsmittels in dem Wärmeaustauscher (24, 31) entsprechend erhöhen, und eine Einrichtung (30) zum Zurückführen der gasförmigen Verbrennungsprodukte, die in der Verbrennungsverstärkungskammer (19) erzeugt worden sind, zu der Verbrennungskammer (11), so daß dadurch diese Verbrennungsprodukte in der Verbrennungskammer (11) auf den erwähnten Temperatur-
    bereich abgekühlt und in derselben entschwefelt werden.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließ- bzw. Wirbel- bettfeststoffe durch Rohre (25) in dem Wärmeaustauscher (24) zirkulieren, während das Strömungsmittel um diese Rohre (25) herumströmt.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e -
    kennzeichnet, daß das Strömungsmittel durch die Rohre (32) in dem Wärmeaustauscher (31) strömt, während die Fließ- bzw. Wirbelbettfeststoffe um diese Rohre (32) herumzirkulieren.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsverstärkungskammer (19) integral mit dem Wärmeaustauscher (31) bzw. mit dem Wärmeaustauscher (31) baulich vereinigt ist.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß das Strömungsmittel ein erstes Strömungsmittel ist, und daß die Einrichtung einen zweiten Wärmeaustauscher (34) sowie eine Einrichtung (38) zum Umwälzen des ersten Strömungsmittels durch den zweiten Wärmeaustauscher (34) in Wärmeaustauschbeziehung mit einem darin befindlichen zweiten Strömungsmittel aufweist, so daß dadurch die Temperatur des zweiten Strömungsmittels erhöht wird.
DE19833346255 1982-12-21 1983-12-21 Verfahren und einrichtung zum erhitzen eines stroemungsmittels durch verbrennung von kohle- bzw. kohlenstoffhaltigem brennstoff, der schwefel enthaelt, zusammen mit teilchenfoermigem schwefelabsorbierendem material Withdrawn DE3346255A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3341695A1 (de) * 1983-11-18 1985-05-30 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Verfahren und anlage zum brennen von feinkoernigem gut, insbesondere zur herstellung von zementklinker aus zementrohmehl
US4781574A (en) * 1987-05-08 1988-11-01 Foster Wheeler Development Corporation Method and system for controlling cyclone collection efficiency and recycle rate in fluidized bed reactors
FI91800C (sv) * 1991-09-12 1994-08-10 Imatran Voima Oy Förfarande och anordning vid avkylning av cirkulationsmassan i en svävväddspanna
AT403168B (de) * 1995-11-02 1997-11-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und einrichtung zum rückführen eines aus einem reaktorgefäss mit einem gas ausgetragenen feinteiligen feststoffes
FI102316B1 (fi) 1996-06-05 1998-11-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite kiintoainesuspensioiden haitallisten komponenttien lämmönsiirtopinnoille aiheuttaman korroosion vähentämiseksi

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1550076A (de) * 1967-02-17 1968-12-20
US3717700A (en) * 1970-08-25 1973-02-20 Us Interior Process and apparatus for burning sulfur-containing fuels
GB1326651A (en) * 1971-01-29 1973-08-15 Coal Industry Patents Ltd Method and apparatus for the generation and transfer of heat in fluidised bed systems
US3898043A (en) * 1971-03-18 1975-08-05 Little Inc A Apparatus for decomposing concentrated aqueous aluminum nitrate solutions
GB1408888A (en) * 1971-11-12 1975-10-08 Exxon Research Engineering Co Manufacture of combustible gases
GB1448196A (en) * 1972-10-20 1976-09-02 Sprocket Properties Ltd Fluidised bed incinerators
US3995987A (en) * 1975-03-31 1976-12-07 Macaskill Donald Heat treatment of particulate materials
DE2539546C3 (de) * 1975-09-05 1985-10-24 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien
GB1523500A (en) * 1975-10-21 1978-09-06 Battelle Development Corp Method of operating a fluidized bed system
DE2624302A1 (de) * 1976-05-31 1977-12-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur durchfuehrung exothermer prozesse
US4103646A (en) * 1977-03-07 1978-08-01 Electric Power Research Institute, Inc. Apparatus and method for combusting carbonaceous fuels employing in tandem a fast bed boiler and a slow boiler
US4164846A (en) * 1977-11-23 1979-08-21 Curtiss-Wright Corporation Gas turbine power plant utilizing a fluidized-bed combustor
US4227488A (en) * 1978-10-03 1980-10-14 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed unit including a cooling device for bed material
US4704084A (en) * 1979-12-26 1987-11-03 Battelle Development Corporation NOX reduction in multisolid fluidized bed combustors
US4312301A (en) * 1980-01-18 1982-01-26 Battelle Development Corporation Controlling steam temperature to turbines
DE3107258A1 (de) * 1980-02-28 1982-02-25 Bede Alfred Newcastle New South Wales Boyle Hydro/druckwirbelschichtverbrennungsreaktor
NL187770C (nl) * 1980-11-12 1992-01-02 Esmil Bv Doorstroominrichting voor een vloeibaar medium bevattende een fluidiseerbare korrelmassa.
US4355601A (en) * 1981-09-25 1982-10-26 Conoco Inc. Recirculating flue gas fluidized bed heater
US4469050A (en) * 1981-12-17 1984-09-04 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
IT1155658B (it) * 1982-03-23 1987-01-28 Fata Ind Spa Sistema e metodo per il recupero delle sabbie contenute in forme ed anime di fonderia mediante calcinazione in un forno a letto fluidizzato

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59176505A (ja) 1984-10-05
FI834505A (fi) 1984-06-22
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CA1218053A (en) 1987-02-17
US4453497A (en) 1984-06-12
GB2132109B (en) 1986-06-04
GB2132109A (en) 1984-07-04
FR2538081A1 (fr) 1984-06-22
GB8333510D0 (en) 1984-01-25

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