DE3517986A1 - Vorrichtung zur abscheidung von feststoff bei einem reaktor mit zirkulierendem wirbelbett - Google Patents
Vorrichtung zur abscheidung von feststoff bei einem reaktor mit zirkulierendem wirbelbettInfo
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Description
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MulvanystraS
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Vorrichtung zur Abscheidung von Feststoff bei einem Reaktor mit zirkulierendem Wirbelbett
Die vorliegende Erfindung betrifft eint bei Wirbelschichtreaktoren
einzusetzende Vorrichtung zur Abscheidung des Feststoffes von den Reaktorabgasen und zur Rückführung
des Peststoffes in den Reaktor.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich Feststoff wirksam von den Abgasen des Wirbelbettreaktors
abscheiden und an einer gewünschten Stelle in den Reaktor zurückführen lässt.
Die Wirbelschichttechnik wild seit langem u.a. auf Röstanlagen
und heute in zunehmender Wasse in verschiedenen Reaktoren, wie in Verbrennungskammern und Vergasern angewandt.
Bei den bekannten Anwendungsfallen erfolgt die abtrennung
der Feststoffe von Gasen in einem konventionellen, hinsichtlich des unteren Teils trichterförmigen Zyklonabscheider,
in dessen zylindrische Wirbelkammer ein Gase nach oben führendes Gasaustrittsrohr und aus dem der Feststoff über
eine Gassperre in den Reaktor zurückgeführt wird. Die Gassperre soll verhindern, dass Reaktorgase durch das Fallrohr
in den Zyklon strömen. Als Gassperre dieser Art dient meistens eine mechanische Sperrvorrichtung oder in einem
U-Rohr schwebender Sand^bei weiter entwickelten Anlagen.
Besonders bei Kochteirperaturreaktoren wird das Rückführsystem für den Feststoff kompliziert und teuer. Ein Teil
der in der Gassperre zur Aufwirbelung benötigten luft strömt
im Fallrohr aufwärts, was sich insbesondere auf die Abscheidung leichten and feinkörnigen Materials nachteilig auswirkt
Ausserdem wird die Förderkapazität des Fallrohres durch den steigenden Gasstrom herabgesetzt.
Bei einem konventionelle Zyklon entsteht in der Kitte bekanntlich ein hoher Unterdruck und eine hohe axiale Strömungsgeschwindigkeit.
Daher ist der konventionelle Zyklon geneigt, aus den Fallrohr zu saugen. Die entstehende Saug-
strömung weist in der Regel keine Tangentialgeschwindigkeit auf, wodurch nahezu der gesamte von ihr mitgeführte
Feststoff durch das yittelrohr des Zyklons hinausgefördert wird. Das mit einem konventionellen Zyklon ausgestattete
Rückführsystem ist also sehr empfindlich gegen Saugströmungen des Rücklaufrohrs und erfordert eine Gassperre.
Bei Dampfkesselanwendungen führt der Einsatz eines konventionellen
Zyklons zu einer ungünstigen Konstruktion, weil der Kessel durch den konventionellen Zyklon in eine getrennte
Brennkammer und einen dem Zyklon nachgeschalteten Konvektionsteil geteilt wird, zwischen denen die Rückführvorrichtungen
des Feststoffes angeordnet sind.
Mechanische Gassperren werden vor allem unter heissen Betriebszuständen
schnell abgenutzt und sind oft mit Betriebsstörungen behaftet.
Es sind auch lösungen bekannt, bei denen im Reaktor ein konventioneller Zyklon eingebaut wird, wobei das ganze
Rückführsystem des Feststoffes innerhalb des Reaktors angeordnet ist. Als grosse Kachteile treten bei diesem System
Probleme in bezug auf Korrosion und Erosion des Zyklons auf, weil für die Stützkonstruktion keine Kühlung mit
einfachen Mitteln vorgesehen werden kann. Zudem leidet das System an der Empfindlichkeit von konventionellen
Zyklonen gegen Saugströmungen im Rücklaufrohr.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zustande zu bringen, mit der sich die flachteile der genannten Vorrichtungen beheben
lassen und ein hoher Abscheidungsgrad erzielt werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, wird 2- bzw. mehrstufige
Abscheidung angewandt, wobei in der ersten Stufe grobe, abnutzende Partikel bei den kleinsten Umfanggeschwindigkeiten
und in den folgenden Stufen kleinere partikel bei grossen
Umfanggeschwindigkeiten abgeschieden werden.
Die erfindune-sgecässe Verrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass sie zwei unterschiedlich frrosse, hauptsächlich
horizontale, nebeneinander angeordnete, konzentrische
Wirbel kammern umfasst, die mit den Wirbelkumirorn gleichmittige
Gasaustrittsöffnungen aufweisen und von denen die
ic Durchmesser kleinere mit einer der Wirbelkammer gegenüber konzentrischen Gaseintrittsöffnung ausgestattet ist,
die mit der Gasaustrittsöffnung der im Durchmesser grosseren Wirbelkammer verbunden ist.
Im folgenden wird die Erfindung eingehend beschrieben, wobei
auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Es zeiert
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Ausführungsform im Vertikalschnitt,
und
Fig. 2 einen Schnitt der Fig. 1 gemäss linie B-B.
In den Figuren bezieht sich die Nummer 1 auf einen senkrechten Wirbelschichtreaktor, aus dessen Oberteil austretende
Gase in die erste Wirbelkammer 2 einer mit zwei horizontalen Wirbelkamir.ern ausgestatteten Abscheidevorrichtung
4, durch einen daran tangential anschliessenden Gaseintrittskanal 3 geleitet werden. Der am Umfang der
Wirbelkammer abgeschiedene Feststoff fliesst durch eine
daran befindliche Öffnung 5 von der Wirbelkammer ab und durch
einen in die Wirbel kammer tangential einmündenden Hückrohrkanal
6 zurück in den Reaktor. Die zweite, im Durchmesser kleinere Wirbelkammer 10 ist mit einer, an einem Ende 7
der ersten Wirbelkammer angeordneten Gasaustrittsöffnung 8 verbunden. Der am Umfang der Wirbelkammer ausgeschiedene
Feststoff verlässt durch eine daran angeordnete öffnung die Wirbelkammer und wird über einen Rückführkanal 11 dem
Reaktor wieder zugeführt oder einen Ablaufkanal 12 aus dem
System abgeleitet.
BA0
Die pereinip-ter. Gase fliessen durch eine fffnunf 14 an
der Stirnseite 1J der Wirbelktimner 10 in den Konvektionsteil
9.
Strömungstechnisch unterscheidet sich das erfindungsgemässe
Verfahren voir. konventionellen u.a. insofern, als der Feststoff vom Gasstrom (1 - 10 % der Gase) gefördert
in den Reaktor zurückgeführt wird. Weil sich die Austrittsstelle für den Feststoff am Umfang der Wirbelkammer befindet,
wo die Geschwindigkeit des Feststoffes am grcssten ist, wird ein guter Abscheidegrad erreicht.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden offenbare
konstruktive Vorteile erzielt, von denen zu erwähnen sind:
- kompakter Aufbau
- Dehnungsfugen können vermieden werden
- der Wirbelschichtreaktor lässt sich druckbeaufschlagen
ohne erhebliche Kehrkosten.
Der Feststoff kann durch eine, sich auf die gesamte Breite der Wirbelkammer erstreckende Cffnung und einen damit verbundenen
Rücklaufkanal oder mehrere nebeneinander angeordnete öffnungen und Rücklaufkanale aus der Wirbelkammer
ausgetragen werden.
Fells der in den Reaktor zurückzufahrende Peststoff abgekühlt
werden soll, kann für die Rücklaufkanäle ein Kühlmantel vorgesehen werden. Die Rücklaufkanale können mit
einem Ventil bestückt werden, so dass ein Teil der Kanäle abgesperrt werden kann. Die Anschlussstellen der Rücklaufkanäle
lassen sich im Reaktor auf verschiedenen Höhen anbringen, wodurch der Feststoff zur gewünschten Stelle geleitet
werden kann.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die als Eeispiel angeführte Ausführungsform, sondern sie lässt sich abwandeln
und anwenden im Rahmen des durch den Patentanspruch festgelegten Erfindungsgedanken.
BAD ORiQlNAL
- Leerseite -
Claims (1)
- ■>iv *· ,· '". '.*■( Kuborn1 11^- r ' T ■» - - ~*• l>,.:;'■■ l π t · r!FatentarspruchIm Verein mit einem Wirbelschichtreaktor einzusetzende Vorrichtung zur Abscheidung des Feststoffes von den Abgasen des Reaktors und zur Rückführung des Feststoffes in den Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Bestandteile sindzwei unterschiedlich grosse, im wesentlichen horizontale, nebeneinander angeordnete, konzentrische Wirbelkamirern (2, 10), die mit den Wirbelkemmern konzentrische Gasaustrittsöffnungen (8, 14) aufweisen und von denen die im Durchmesser kleinere (10) mit einer, der Wirbelkammer geger.iiber konzentrischen Gaseintrittsöffnung (8) ausgestattet ist, die mit der Gasaustrittsöffnung (8) der im Durchmesser grcsseren Wirbelkammer (2) verbunden ist,ein in die grössere Wirbelkammer tangential einmündender, mit dec Reaktor (1) verbundener Gaseintrittskanal (3), sowieam Umfang der Wirbelkammer!! angeordnete Austrittsöffnungen (5, 15) i an die mit derj Reaktor verbundenen Rücklaufkanäle { (6, 11) für den Feststoff angeschlossen sind. φBAD ORIGINAL
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