DE3621593C1 - Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace - Google Patents

Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace

Info

Publication number
DE3621593C1
DE3621593C1 DE19863621593 DE3621593A DE3621593C1 DE 3621593 C1 DE3621593 C1 DE 3621593C1 DE 19863621593 DE19863621593 DE 19863621593 DE 3621593 A DE3621593 A DE 3621593A DE 3621593 C1 DE3621593 C1 DE 3621593C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluidized bed
exhaust gas
reactor
chamber
bed reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19863621593
Other languages
German (de)
Inventor
Prof Dr Bohn Thomas J
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOHN THOMAS J PROF DR
Original Assignee
BOHN THOMAS J PROF DR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOHN THOMAS J PROF DR filed Critical BOHN THOMAS J PROF DR
Priority to DE19863621593 priority Critical patent/DE3621593C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3621593C1 publication Critical patent/DE3621593C1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/386—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/003—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/16—Fluidised bed combustion apparatus specially adapted for operation at superatmospheric pressures, e.g. by the arrangement of the combustion chamber and its auxiliary systems inside a pressure vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators

Abstract

The invention relates to a fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace, having a cylindrical reactor chamber which is equipped with a nozzle plate as gas feed and a solid feed above the nozzle plate as well as a cooled chamber wall. In order to achieve compact construction, the reactor chamber is to be concentrically surrounded by a spiral-shaped exhaust gas duct which is closed on all sides except for an exhaust gas inlet, an exhaust gas outlet and a separator slot following the spiral, the separator slot opening out into an annular space concentric to the exhaust gas duct, the bottom end of which annular space opens into a bulk material container. For the purpose of homogenisation and suppression of bubble formation in the fluidised bed, it is set in rotation by tangential nozzle inflow.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtreaktor, insbesonde­ re für eine Wirbelschichtfeuerung, mit einer zylindrischen Reaktorkammer, die einen Düsenboden als Gaszufuhr und oberhalb des Düsenbodens eine Feststoffzufuhr sowie eine gekühlte Kam­ merwandung aufweist.The invention relates to a fluidized bed reactor, in particular re for a fluidized bed combustion, with a cylindrical Reactor chamber that has a nozzle bottom as a gas supply and above a solid feed and a cooled chim has merwandung.

Wirbelschichtreaktoren sind in verschiedenen Ausführungen und für verschiedene Zwecke bekannt. Insbesondere werden sie auch als Feuerung eingesetzt, wobei selbst niederkalorige Brenn­ stoffe oder Abfallstoffe verbrannt werden können. Die die Wir­ belschicht verlassenden Abgase führen Feststoffpartikel und/ oder Stäube mit, die abgeschieden werden müssen. Das erfolgt in den dem Wirbelschichtreaktor nachgeschalteten Abscheidern. Bei anderen Ausführungen ist der Abscheider als bauliche Ein­ heit mit dem Wirbelschichtreaktor ausgebildet und neben der Reaktorkammer (DE-AS 25 39 546) oder über der Reaktorkammer (US-PS 39 10 235, FR-OS 25 64 747) angeordnet. Wärmetauscher können in der Reaktorkammer angeordnet (DE-AS 25 39 546) oder dem Wirbelschichtreaktor nachgeschaltet sein (US-PS 39 10 235).Fluidized bed reactors are available in different designs and known for various purposes. In particular, they will too used as a furnace, even low-calorie distillery substances or waste materials can be burned. The the we Exhaust gases leaving the bed layer lead to solid particles and / or dusts that need to be separated. That happens in the separators downstream of the fluidized bed reactor. In other versions, the separator is a structural one trained with the fluidized bed reactor and next to the Reactor chamber (DE-AS 25 39 546) or above the reactor chamber (US-PS 39 10 235, FR-OS 25 64 747) arranged. Heat exchanger can be arranged in the reactor chamber (DE-AS 25 39 546) or be connected to the fluidized bed reactor (US-PS 39 10 235).

Aufgabe der Erfindung ist es, durch kompakte Bauweise mit in­ tegrierter Abscheidung und integriertem Wärmetauscher das Bauvolumen zu reduzieren und die Stoffaustauschwege kurz zu halten.The object of the invention is by compact design with in integrated separation and integrated heat exchanger Reduce construction volume and the mass transfer paths short hold.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Reaktorkammer kon­ zentrisch von einem wendelförmigen Abgaskanal umgeben ist, der bis auf einen Abgaseinlaß, einen Abgasauslaß und einen der Wendel folgenden Abscheideschlitz geschlossen ist, wobei der Abscheideschlitz in einem zum Abgaskanal konzentrischen Ringraum mündet, dessen unteres Ende sich in einen Schüttgut­ behälter öffnet. Ein solcher Abscheider hat einen höheren Ab­ scheidegrad als normale Zyklone und ersetzt bei aufgeladenen Anlagen teilweise oder ganz die Heißgasfilter. Aus der Reak­ torkammer gelangen die staub- und feststoffbeladenen Abgase unmittelbar in den wendelförmigen Abgaskanal, der die Reaktorkammer um­ gibt. Auf dem spiralförmigen Wege des Abgases werden Fest­ stoffe und Stäube zur Außenwandung des Abgaskanals gedrängt und gelangen durch den Austrittsschlitz in den Ringraum, der den Abgaskanal konzentrisch umgibt.This object is achieved in that the reactor chamber con is centrally surrounded by a helical exhaust duct, except for one exhaust gas inlet, one exhaust gas outlet and one the spiral following separation slot is closed, whereby the separation slot in a concentric to the exhaust duct Annulus opens, the lower end of which is in bulk container opens. Such a separator has a higher Ab degree of separation as normal cyclones and replaces when charged Attach some or all of the hot gas filter. From the reak gate chamber  the dust-laden and solid-laden exhaust gases arrive immediately in the helical exhaust duct that surrounds the reactor chamber gives. On the spiral path of the exhaust gas become solid substances and dusts pushed to the outer wall of the exhaust duct and enter the annular space through the outlet slot concentrically surrounds the exhaust duct.

Besonders günstig werden die Verhältnisse dann, wenn die Bo­ denfläche des Abgaskanals radial nach außen und nach unten geneigt ist sowie die untere Begrenzung des Abscheideschlit­ zes bildet. Dann gelangen nämlich auch Feststoffe und Stäube, die sich auf der Bodenfläche abgelagert haben, unter Schwer­ krafteinwirkung zum Abscheideschlitz und in den Ringraum.The conditions are particularly favorable when the Bo the surface of the exhaust duct radially outwards and downwards is inclined and the lower limit of the separating slide zes forms. Then solids and dusts get that have deposited on the floor, under heavy application of force to the separation slot and into the annulus.

Ein unerwünschter Verschleiß der den Abgaskanal bildenden Bauteile kann durch Verschleißarmierung verhindert werden, wobei wenigstens die Außenwandung des Abgaskanals innensei­ tig eine Verschleißarmierung aufweisen sollte.An undesirable wear of the exhaust duct Components can be prevented by wear reinforcement, wherein at least the outer wall of the exhaust duct inside should have wear protection.

Die abgeschiedenen Feststoffe fallen durch den Ringraum in den Schüttgutbehälter, der nach bevorzugter Ausführung der Erfindung den unteren Teil der Reaktorkammer ringförmig um­ gibt, wobei eine Feststoffrückführung aus dem Schüttgutbe­ hälter in die Reaktorkammer vorgesehen sein kann, die die Feststoffe auf kurzem Wege in den Kreislauf zurückführt. - Es versteht sich, daß außerdem ein Ascheaustrag am Boden der Reaktorkammer vorgesehen ist.The separated solids fall through the annulus the bulk container, which according to the preferred embodiment of the Invention around the lower part of the reactor chamber there, with a solids return from the bulk material container can be provided in the reactor chamber, the Returns solids to the cycle in a short way. - It it goes without saying that an ash discharge at the bottom of the Reactor chamber is provided.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Abgas­ einlaß am oberen Ende sowie der Abgasauslaß am unteren Ende des Abgaskanals angeordnet und mündet der Abgasauslaß in einen den Ringraum konzentrisch umgebenden Wärmetauscher, den die gereinigten Abgase passieren, bevor sie ihrer weiteren Verwendung zugeführt werden. In diesem Wärmetauscher können die Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur gekühlt werden. Gleichzeitig kann der Wärmetauscher zur Vorwärmung des Kühl­ wassers eingesetzt werden, welches anschließend im Kühlsystem der Reaktorkammer verdampft wird.In a preferred embodiment of the invention, the exhaust gas inlet at the top and exhaust outlet at the bottom arranged of the exhaust duct and the exhaust outlet opens into a heat exchanger concentrically surrounding the annulus, the The cleaned exhaust gases pass before they are further Use are fed. In this heat exchanger you can the exhaust gases are cooled to a predetermined temperature. At the same time, the heat exchanger can be used to preheat the cooling water, which is then used in the cooling system  the reactor chamber is evaporated.

Die Energiebilanz kann noch verbessert werden, wenn der Wär­ metauscher konzentrisch von der Reaktoraußenwand umgeben ist und wenn zwischen dem Wärmetauscher und der Reaktoraußen­ wand ein ringförmiger Zuluftkanal angeordnet ist, der in ei­ ne Luftkammer unter dem Düsenboden mündet, weil auf diese Weise nicht nur die der Feuerung zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt wird, sondern auch die Abstrahlungsverluste des Reaktors weiter reduziert werden.The energy balance can still be improved if the heat The exchanger is surrounded concentrically by the outer wall of the reactor is and if between the heat exchanger and the reactor exterior wall an annular supply air duct is arranged, which in egg ne air chamber opens under the nozzle floor, because of this Not only the combustion air supplied to the furnace is preheated, but also the radiation losses of the Reactor can be further reduced.

Wenn die Verbrennungsluft zumindest teilweise über eine Zweig­ leitung mit tangential in die Reaktorkammer mündenden Düsen in die Reaktorkammer eingeblasen wird, läßt sich auch ein ro­ tierendes Wirbelbett verwirklichen, welches wesentlich homo­ gener ist als ein stationäres Wirbelbett sowie einen besseren Wärmeübergang insbesondere an der Wirbelschichtbegrenzung aufweist und damit eine kompaktere Bauweise zuläßt. Nach be­ vorzugter Ausführung der Erfindung soll die Zweigleitung ein zwischen Reaktorkammer und Schüttgutbehälter angeordneter Ringraum sein, der von der Luftkammer unter dem Düsenboden ausgeht.If the combustion air at least partially through a branch Line with nozzles opening tangentially into the reactor chamber is blown into the reactor chamber, a ro realizing fluidized bed, which is essentially homo is generic than a stationary fluidized bed as well as a better one Heat transfer especially at the fluid bed boundary has and thus allows a more compact design. After be preferred embodiment of the invention is the branch line one arranged between the reactor chamber and the bulk container Annulus be that of the air chamber under the nozzle bottom going out.

Der erfindungsgemäße Reaktor läßt sich aufgrund seiner konzen­ trischen Bauweise sehr kompakt ausführen. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Reaktoraußenwand als Druckbehälter aus­ zuführen und den Reaktor für eine druckaufgeladene Wirbel­ schichtfeuerung einzusetzen. Die im Reaktor hinsichtlich ihrer thermodynamischen Parameter eingestellten und bereits gereinigten Abgase können ohne weitere Behandlung einer nach­ geschalteten Abgasturbine zugeführt werden.The reactor according to the invention can be concentrated because of its trical design very compact. It is also without further possible, the outer wall of the reactor as a pressure vessel feed and the reactor for a pressure-charged vortex use stratified combustion. The ones in the reactor regarding their thermodynamic parameters set and already cleaned exhaust gases can be treated without further treatment switched exhaust gas turbine are supplied.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung erläutert.The following is an embodiment shown in the drawing Example of the invention explained.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor für eine Wirbelschichtfeuerung. The only figure shows a longitudinal section through a fluidized bed reactor for a Fluid bed firing.  

Der dargestellte Wirbelschichtreaktor besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Baugruppen. Eine zylindrische Reaktorkammer 1 ist von einem wendelförmigen Abgaskanal 2 umgeben, den ein Ringraum 3 für die abgeschiedenen Feststoffe umschließt. Ein Wärmetauscher 4 umgibt den Ringraum 3. Zwischen der Außen­ wandung des Wärmetauschers 4 und einem den Reaktor einschlie­ ßenden zylindrischen Druckgefäß 5 befindet sich ein ring­ förmiger Zuluftkanal 6.The fluidized bed reactor shown consists in its basic structure of several concentrically arranged assemblies. A cylindrical reactor chamber 1 is surrounded by a helical exhaust gas duct 2, which is surrounded by an annular space 3 for the separated solids. A heat exchanger 4 surrounds the annular space 3 . Between the outer wall of the heat exchanger 4 and a cylindrical pressure vessel 5 including the reactor there is a ring-shaped supply air duct 6 .

Die Reaktorkammer 1 ist von einer Kammerwandung 7 mit inte­ griertem Kühlsystem 8 umgeben, welches bei der dargestellten Ausführung aus spiralig verlegten Flossenrohren besteht.The reactor chamber 1 is surrounded by a chamber wall 7 with inte grated cooling system 8 , which consists of spirally laid fin tubes in the embodiment shown.

Der Abgaskanal 2 ist als Wendel ausgebildet, die die Kammer­ wandung 7 umgibt. Die Kammerwandung 7 ist gleichzeitig Innen­ wandung des Abgaskanals 2. Zum Abgaskanal 2 gehört ein wendel­ förmiger Boden 9, der so ausgerichtet ist, daß an allen Stel­ len des Abgaskanals 2 die Bodenfläche radial nach außen und nach unten geneigt ist. Der Außenrand des Bodens 9 bildet außerdem die untere Begrenzung eines Abscheideschlitzes 10, dessen obere Begrenzung vom unteren Rand der Außenwandung 11 des Abgaskanals 2 definiert ist. Die Außenwandung 11 besitzt innenseitig eine Verschleißarmierung 12, die bei der darge­ stellten Ausführung aus einer Keramikschicht besteht.The exhaust duct 2 is designed as a spiral, which surrounds the chamber wall 7 . The chamber wall 7 is at the same time the inner wall of the exhaust duct 2 . To the exhaust duct 2 includes a helical bottom 9 , which is oriented so that at all Stel len of the exhaust duct 2, the bottom surface is inclined radially outwards and downwards. The outer edge of the bottom 9 also forms the lower boundary of a separation slot 10 , the upper boundary of which is defined by the lower edge of the outer wall 11 of the exhaust duct 2 . The outer wall 11 has on the inside a wear reinforcement 12 , which consists of a ceramic layer in the Darge presented embodiment.

Am oberen Ende des Abgaskanals 2 befindet sich der Abgasein­ laß 13 und am unteren Ende der Abgasauslaß 14. Der Abgasaus­ laß 14 mündet unten in den Wärmetauscher 4, dessen Sekundär­ teil von spiralig verlegten Rippenrohren 15 gebildet ist, die vom Kühlwasser durchströmt sind. Das Kühlwasser tritt am oberen Ende des Wärmetauschers 4 ein und wird am unteren En­ de aus den Rippenrohren 15 in die Flossenrohre des Kühlsy­ stems 8 der Kammerwandung 7 überführt.At the upper end of the exhaust duct 2 there is the exhaust gas inlet 13 and at the lower end of the exhaust gas outlet 14 . The exhaust gas outlet 14 opens down into the heat exchanger 4 , the secondary part of which is formed by spirally laid finned tubes 15 , through which the cooling water flows. The cooling water occurs at the upper end of the heat exchanger 4 and is transferred at the lower end of the finned tubes 15 into the fin tubes of the cooling system 8 of the chamber wall 7 .

Der Zuluftkanal 6 ist am oberen Ende des Druckgefäßes 5 an einen Zuluftstutzen 17 angeschlossen und mündet im unteren Teil des Druckgefäßes 5 in eine Luftkammer 18, die obersei­ tig von einer Düsenplatte 19 begrenzt wird. Die Düsenplatte 19 besitzt einen Durchmesser, der etwa dem Durchmesser der Reaktorkammer 1 entspricht. Von der Luftkammer 18 geht auch ein Ringraum 20 aus, der sich ebenfalls konzentrisch zur Re­ aktorkammer 1 erstreckt und an dessen Innenwandung 21 tangen­ tial in die Reaktorkammer 1 mündende Düsen 22 angeordnet sind.The supply air duct 6 is connected at the upper end of the pressure vessel 5 to a supply air connection 17 and opens into the lower part of the pressure vessel 5 in an air chamber 18 , which is delimited by a nozzle plate 19 . The nozzle plate 19 has a diameter which corresponds approximately to the diameter of the reactor chamber 1 . From the air chamber 18 and an annular space 20 goes out, which also extends concentrically to the actuator chamber 1 and Re tangen to the inner wall 21 tial in the reactor chamber 1 opens out nozzles 22 are arranged.

Zwischen der Außenwandung 23 des Ringraums 20 und der Behäl­ terwandung des Druckgefäßes 5 verbleibt ein ringförmiger Schüttgutraum 24, in den sich der an den Abgaskanal 2 an­ schließende Ringraum 3 öffnet. Etwas über dem Düsenboden 19 angeordnete Transportschnecken 25 dienen zur Rückführung der im Schüttgutraum 24 angesammelten Feststoffe in die Reaktor­ kammer 1. Asche kann über einen Ascheaustrag 26 abgezogen werden, die sich etwa in der Mitte des Düsenbodens 19 be­ findet.Between the outer wall 23 of the annular space 20 and the container terwandung of the pressure vessel 5 , an annular bulk material space 24 remains, in which the annular space 3 closing on the exhaust duct 2 opens. Transport screws 25 arranged somewhat above the nozzle base 19 serve to return the solids accumulated in the bulk material space 24 into the reactor chamber 1 . Ash can be removed via an ash discharge 26 , which is located approximately in the middle of the nozzle base 19 be.

In den oberen Teil der Reaktorkammer 1 ragen an einen An­ schlußstutzen 27 angeschlossene Tauchrohre 28, über die Se­ kundärluft in die Reaktorkammer 1 eingeleitet wird.In the upper part of the reactor chamber 1 protrude to a connection piece 27 connected to dip tubes 28 , via which secondary air is introduced into the reactor chamber 1 .

Der dargestellte Wirbelschichtreaktor arbeitet wie folgt:The fluidized bed reactor shown works as follows:

Durch eine Brennstoffzuführung 29 werden Brennstoffe und gegebenenfalls Zuschläge in den unteren Teil der Reaktorkam­ mer 1 eingebracht. Gleichzeitig wird Verbrennungsluft, die unter einem Druck in der Größenordnung bis zu 20 bar stehen kann, in die Luftkammer 18 und von dort über die Düsen 19 und 22 in den unteren Teil der Reaktorkammer 1 eingeblasen, so daß sich in der Reaktorkammer 1 ein rotierendes, druckaufge­ ladenes Wirbelbett ausbildet. Die bei der Verbrennung ent­ stehenden, staubbeladenen Abgase werden am oberen Ende der Reaktorkammer 1 in den wendelförmigen Abgaskanal 2 umgelenkt und durchströmen diesen von oben nach unten, wobei die mit­ geführten Stäube und Feststoffpartikel abgeschieden werden. Diese Stäube und Feststoffpartikel gelangen durch den Ab­ scheideschlitz 10 in den Ringraum 3 und fallen in den Schütt­ gutbehälter 24. Aus diesem werden sie mit den Transport­ schnecken in den unteren Teil der Reaktorkammer 1 zurückge­ fördert. Die gereinigten Abgase gelangen vom unteren Ende des Abgaskanals 2 in den Wärmetauscher 4 und durchströmen diesen von unten nach oben, bevor sie über einen Abgasauslaßstutzen 30 im Deckel des Reaktorgefäßes der weiteren Verwendung, insbeson­ dere einer nicht dargestellten Gasturbine oder einem Turbolader, zu­ geführt werden. Das Kühlwasser tritt oben bei 16 in das Rohr­ system des Wärmetauschers 4 ein, durchströmt dieses von oben nach unten und anschließend das Kühlsystem 8 der Kammerwandung 7 von unten nach oben, wobei es verdampft wird. Der entstandene Frischdampf wird bei 31 abgenommen. Dabei wird zur Frischdampf­ erzeugung nicht nur die thermische Energie aus der Reaktorkammer, sondern auch die im Abgas enthaltene thermische Energie einge­ setzt. Weitere Teile der im Abgas enthaltenen thermischen Ener­ gie dienen zur Vorwärmung des Speisewassers und der Verbren­ nungsluft. Wegen der konzentrischen Anordnung der verschiede­ nen Baugruppen arbeitet der Reaktor mit verhältnismäßig großer Leistungsdichte, wobei jedoch die Außentemperaturen des Druck­ gefäßes 5 vergleichsweise gering bleiben.Through a fuel feed 29 , fuels and any surcharges are introduced into the lower part of the reactor chamber 1 . Simultaneously, combustion air, which may be at a pressure in the order of up to 20 bar is blown into the air chamber 18 and from there through the nozzles 19 and 22 into the lower part of the reactor chamber 1, so that in the reactor chamber 1, a rotating, pressurized fluidized bed. The resulting dust-laden exhaust gases are deflected at the upper end of the reactor chamber 1 into the helical exhaust gas duct 2 and flow through it from top to bottom, the dust and solid particles carried out being separated. These dusts and solid particles pass through the separating slot 10 into the annular space 3 and fall into the bulk container 24 . For this they are snail with the transport in the lower part of the reactor chamber 1 promotes. The cleaned exhaust gases pass from the lower end of the exhaust duct 2 into the heat exchanger 4 and flow through them from the bottom upwards before they are passed through an exhaust outlet port 30 in the cover of the reactor vessel for further use, in particular a gas turbine or a turbocharger, not shown. The cooling water occurs at 16 in the pipe system of the heat exchanger 4 , flows through it from top to bottom and then the cooling system 8 of the chamber wall 7 from the bottom up, whereby it is evaporated. The resulting live steam is removed at 31 . Not only the thermal energy from the reactor chamber, but also the thermal energy contained in the exhaust gas is used to generate live steam. Other parts of the thermal energy contained in the exhaust gas are used to preheat the feed water and the combustion air. Because of the concentric arrangement of the various components, the reactor operates with a relatively high power density, but the outside temperatures of the pressure vessel 5 remain comparatively low.

Claims (10)

1. Wirbelschichtreaktor, insbesondere für eine Wirbelschicht­ feuerung, mit einer zylindrischen Reaktorkammer, die ei­ nen Düsenboden als Gaszufuhr und oberhalb des Düsenbodens eine Feststoffzufuhr sowie eine gekühlte Kammerwandung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktorkammer (1) konzentrisch von einem wendel­ förmigen Abgaskanal (2) umgeben ist, der bis auf einen Abgaseinlaß (13), einen Abgasauslaß (14) und einen der Wendel folgenden Abscheideschlitz (10) geschlossen ist, wobei der Abscheideschlitz (10) in einem zum Abgaskanal (2) konzentrischen Ringraum (3) mündet, dessen unteres Ende sich in einen Schüttgutbehälter (24) öffnet.1. fluidized bed reactor, in particular for a fluidized bed firing, with a cylindrical reactor chamber, the egg NEN nozzle bottom as a gas supply and above the nozzle bottom has a solid supply and a cooled chamber wall, characterized in that the reactor chamber ( 1 ) concentrically from a helical exhaust gas duct ( 2 ) which is closed except for an exhaust gas inlet ( 13 ), an exhaust gas outlet ( 14 ) and a separating slot ( 10 ) following the coil, the separating slot ( 10 ) opening into an annular space ( 3 ) concentric with the exhaust gas channel ( 2 ), the lower end of which opens into a bulk container ( 24 ). 2. Wirbelschichtreaktor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bodenfläche (9) des Ab­ gaskanals (2) radial nach außen und nach unten geneigt ist sowie die untere Begrenzung des Abscheideschlitzes (10) bildet.2. Fluidized bed reactor according to claim 1, characterized in that the bottom surface ( 9 ) of the gas channel ( 2 ) is inclined radially outwards and downwards and forms the lower limit of the separation slot ( 10 ). 3. Wirbelschichtreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Außen­ wandung (11) des Abgaskanals (2) innenseitig eine Ver­ schleißarmierung (12) aufweist.3. fluidized bed reactor according to claim 1 or 2, characterized in that at least the outer wall ( 11 ) of the exhaust duct ( 2 ) has a wear-resistant Ver ( 12 ) on the inside. 4. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutbehälter (24) an den unteren Teil der Reaktor­ kammer (1) anschließt und daß eine Feststoffrückführung (25) aus dem Schüttgutbehälter (24) in die Reaktorkammer (1) vorgesehen ist. 4. fluidized bed reactor according to one of claims 1-3, characterized in that the bulk container ( 24 ) to the lower part of the reactor chamber ( 1 ) and that a solids return ( 25 ) from the bulk container ( 24 ) into the reactor chamber ( 1 ) is provided. 5. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ gaseinlaß (13) am oberen Ende sowie der Abgasauslaß (14) am unteren Ende des Abgaskanals (2) angeordnet ist und daß der Abgasauslaß (14) in einem den Ringraum (3) kon­ zentrisch umgebenden Wärmetauscher (4) mündet.5. Fluidized bed reactor according to one of claims 1-4, characterized in that the gas inlet ( 13 ) is arranged at the upper end and the exhaust gas outlet ( 14 ) at the lower end of the exhaust gas duct ( 2 ) and that the exhaust gas outlet ( 14 ) in one Annulus ( 3 ) opens concentrically surrounding heat exchanger ( 4 ). 6. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wär­ metauscher (4) von der Reaktoraußenwand (5) umgeben ist und daß zwischen dem Wärmetauscher (4) und der Reaktor­ außenwand (5) ein ringförmiger Zuluftkanal (6) angeordnet ist, der in eine Luftkammer (18) unter dem Düsenboden (19) mündet.6. fluidized bed reactor according to any one of claims 1-5, characterized in that the Wär exchanger (4) is surrounded by the outer reactor wall (5) and that the outer wall between the heat exchanger (4) and the reactor (5), an annular air supply channel (6) is arranged, which opens into an air chamber ( 18 ) under the nozzle bottom ( 19 ). 7. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 1-6, ge­ kennzeichnet durch eine verbrennungs­ luftführende Zweigleitung (20) mit tangential in die Reaktorkammer (1) mündenden Düsen (22), die das Wirbel­ bett in eine Rotation um die Achse der Reaktorkammer ver­ setzt.7. fluidized bed reactor according to any one of claims 1-6, characterized by a combustion air-conducting branch line ( 20 ) with tangential in the reactor chamber ( 1 ) opening nozzles ( 22 ) which ver the bed in a rotation about the axis of the reactor chamber. 8. Wirbelschichtreaktor nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zweigleitung (20) ein zwischen Reaktorkammer (1) und Schüttgutbehälter (24) an­ geordneter Ringraum ist, der von der Luftkammer (18) unter dem Düsenboden (19) ausgeht.8. fluidized bed reactor according to claim 7, characterized in that the branch line ( 20 ) is a between the reactor chamber ( 1 ) and bulk container ( 24 ) to an ordered annular space, which starts from the air chamber ( 18 ) under the nozzle bottom ( 19 ). 9. Wirbelschichtreaktor nach einem der Ansprüche 6-8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reaktor­ außenwand (5) als Druckgefäß für einen druckaufgeladenen Wirbelschichtreaktor ausgebildet ist.9. fluidized bed reactor according to one of claims 6-8, characterized in that the reactor outer wall ( 5 ) is designed as a pressure vessel for a pressure-charged fluidized bed reactor. 10. Wirbelschichtreaktor nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckgefäß am oberen Ende einen in den Zuluftkanal (6) mündenden Lufteinlaßstut­ zen (17) und einen vom Wärmetauscher (4) ausgehenden Ab­ gasauslaßstutzen (30) sowie am unteren Ende einen vom Düsenboden (19) ausgehenden Ascheaustrag (26) aufweist.10. fluidized bed reactor according to claim 9, characterized in that the pressure vessel at the upper end of a in the supply air channel ( 6 ) opening Lufteinlaßstut zen ( 17 ) and one of the heat exchanger ( 4 ) starting from gas outlet ( 30 ) and at the lower end one of the nozzle bottom ( 19 ) outgoing ash discharge ( 26 ).
DE19863621593 1986-06-27 1986-06-27 Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace Expired DE3621593C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863621593 DE3621593C1 (en) 1986-06-27 1986-06-27 Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863621593 DE3621593C1 (en) 1986-06-27 1986-06-27 Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3621593C1 true DE3621593C1 (en) 1988-01-21

Family

ID=6303848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863621593 Expired DE3621593C1 (en) 1986-06-27 1986-06-27 Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3621593C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0399803A1 (en) * 1989-05-25 1990-11-28 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators
DE19836397A1 (en) * 1998-08-12 2000-02-24 Fraunhofer Ges Forschung Distributor nozzle for gas and solids contacting, has an adjustable outlet flow area and solids back flow limitation
WO2005099887A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Axel De Broqueville Rotary vertical fluidized bed catalytic polymerization method
WO2007071336A1 (en) 2005-12-20 2007-06-28 Arbeitsgemeinschaft Schwäbisch/Manthey Rotary piston machine having two piston mounts which are arranged on an axle
US8071034B2 (en) 2004-12-15 2011-12-06 De Broqueville Axel Rotary fluidized bed device and method for using said device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3910235A (en) * 1973-03-02 1975-10-07 Coal Industry Patents Ltd Fluidised bed combustion
DE2753173A1 (en) * 1976-12-08 1978-06-22 Chambert Lars Axel Andreas M S METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF MATERIALS IN A FLUIDED BED
DE2539546B2 (en) * 1975-09-05 1980-11-27 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Process for incinerating carbonaceous materials
FR2564747A1 (en) * 1984-05-25 1985-11-29 Ahlstroem Oy METHOD AND MEANS FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A RECYCLED FLUIDIZED BED REACTOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3910235A (en) * 1973-03-02 1975-10-07 Coal Industry Patents Ltd Fluidised bed combustion
DE2539546B2 (en) * 1975-09-05 1980-11-27 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Process for incinerating carbonaceous materials
DE2753173A1 (en) * 1976-12-08 1978-06-22 Chambert Lars Axel Andreas M S METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF MATERIALS IN A FLUIDED BED
FR2564747A1 (en) * 1984-05-25 1985-11-29 Ahlstroem Oy METHOD AND MEANS FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A RECYCLED FLUIDIZED BED REACTOR

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0399803A1 (en) * 1989-05-25 1990-11-28 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators
DE19836397A1 (en) * 1998-08-12 2000-02-24 Fraunhofer Ges Forschung Distributor nozzle for gas and solids contacting, has an adjustable outlet flow area and solids back flow limitation
DE19836397C2 (en) * 1998-08-12 2001-04-19 Fraunhofer Ges Forschung Nozzle arrangement for introducing gas into a container which is at least partially filled with fine-grained material
WO2005099887A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Axel De Broqueville Rotary vertical fluidized bed catalytic polymerization method
BE1015976A3 (en) * 2004-04-14 2005-12-06 Broqueville Axel De Polymerization process in bed cataltytique vertical rotary fluidized.
US8071034B2 (en) 2004-12-15 2011-12-06 De Broqueville Axel Rotary fluidized bed device and method for using said device
WO2007071336A1 (en) 2005-12-20 2007-06-28 Arbeitsgemeinschaft Schwäbisch/Manthey Rotary piston machine having two piston mounts which are arranged on an axle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1658891B1 (en) Process regulating the amount of particles circulating in a cyclone reactor system
AT401418B (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE FUNCTION OF A FLUIDIZED BED REACTOR WITH A CIRCULATING FLUIDED LAYER
DE602005006433T2 (en) CYCLONE BYPASS FOR CIRCULAR BED REACTOR
EP0068301B2 (en) Steam generator with circulating atmospheric or supercharged fluidised-bed combustion
DE2745425B2 (en) Method and device for generating coal dust
CH653097A5 (en) COMBINED GAS TURBINE STEAM POWER PLANT.
DE3621593C1 (en) Fluidised-bed reactor, in particular for a fluidised-bed furnace
EP0407730B1 (en) Furnace, in particular fluidised bed furnace
DE112007003362B4 (en) Fluidized bed gasification system
DE4330782A1 (en) Pressurised fluidised bed combustion with prim. and sec. cleaning of combustion gases - using a slotted separator and a ceramic filter upstream of a gas turbine
AT405057B (en) METHOD FOR REDUCING OXIDE CONTAINING MATERIAL AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING THE METHOD
DE3708799C2 (en)
DE3008234A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR BURNING FINE-GRAINED GOODS
DE10349365A1 (en) Carburetted boilers for solid fuels, in particular for straw bales, with optimized exhaust gas values
DE3644083A1 (en) STEAM GENERATOR
DE3441923A1 (en) Fluidised-bed furnace with downstream convection heating surfaces
DE3544425A1 (en) METHOD FOR BURNING SOLID FUELS IN A CIRCULATING FLUID BED, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
AT414036B (en) FIRE FOR PARTICULAR FUEL FROM RENEWABLE RAW MATERIALS, ESPECIALLY FOR A BOILER
EP0035783B1 (en) Method and means of generating electricity and heat from fuel
DE3810454A1 (en) FUEL SYSTEM FOR THE COMBUSTION OF FUEL IN A FLUID BED
EP0784186B1 (en) Steam generator with supercharged circulating fluidized bed combustion
DE3638766C2 (en)
DE3121904A1 (en) Centrifugal separator
DE19526403A1 (en) Appts. for producing gas under high pressure and temp. conditions by pulverised fuel firing
AT390663B (en) Water-tube steam generator with grate or fluidized-bed firing

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee