DE3905429A1 - WALKING BED REACTOR WITH CROSS-FLOWED WALKING BED - Google Patents

WALKING BED REACTOR WITH CROSS-FLOWED WALKING BED

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DE3905429A1 DE19893905429 DE3905429A DE3905429A1 DE 3905429 A1 DE3905429 A1 DE 3905429A1 DE 19893905429 DE19893905429 DE 19893905429 DE 3905429 A DE3905429 A DE 3905429A DE 3905429 A1 DE3905429 A1 DE 3905429A1
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Abstract

Fluidised bed reactors with oblique flow through the bed, in which the bulk material runs through the reactor from top to bottom and is laterally restricted by main louvres between which the gas is fed in, whereby a gas-permeable retaining and guiding component (14) for bulk material particles is allocated to each louvre unit (17) of the louvre (23) on the downstream side. A secondary louvre unit (15, 19) may also be fitted in front of each main louvre unit (17).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wanderbettreaktor mit querdurch­ strömtem Wanderbett, bei dem das Schüttgut den Reaktor von oben nach unten durchläuft und seitlich von Hauptjalousien begrenzt wird, durch deren Öffnungen der Gasstrom hindurch­ geführt wird, wobei den Hauptjalousien Nebenjalousien zuge­ ordnet sein können, die parallel zu den Hauptjalousien aus­ gerichtet sind.The invention relates to a moving bed reactor with across flows moving bed, in which the bulk the reactor from Runs down and down the side of main blinds is limited, through the openings of the gas flow is performed, with the main blinds secondary blinds can be arranged in parallel to the main blinds are directed.

Solche Wanderbettreaktoren sind beispielsweise aus der EP 01 98 133 B1 bekannt geworden. Die bei diesen Wanderbett­ reaktoren verwendeten Hauptjalousien bestehen aus geneigt angeordneten Jalousieeinheiten und sind über ihre gesamte Fläche gasundurchlässig. Die gesamte Gasmenge strömt durch die Zwischenräume zwischen den Hauptjalousieeinheiten. Die dabei bewirkte Erhöhung der Gasgeschwindigkeit in diesem Bereich führt häufig zu unerwünschten Schüttgutausträgen.Such moving bed reactors are for example from the EP 01 98 133 B1 became known. The one with this walking bed Main blinds used in reactors consist of inclined arranged blind units and are over their entire Surface impermeable to gases. The entire amount of gas flows through the gaps between the main blind units. The thereby increasing the gas velocity in this Area often leads to unwanted bulk material discharges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Austragen von Schüttgutteilchen zu unterbinden. The invention has for its object the discharge of To prevent bulk particles.  

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 niedergelegten Merkmale gelöst.This task is carried out by the in the characterizing part of the patent 1 solved characteristics resolved.

Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten.Further developments are contained in claims 2 to 9.

Durch die jeder Jalousieeinheit der abströmseitigen Haupt­ jalousie zugeordneten gasdurchlässigen Rückhalte- und Füh­ rungselemente für die Schüttgutpartikel wird der unerwünsch­ te Austrag von Schüttgutpartikeln vollständig unterbunden. Da die Hauptmenge des Gases durch die Öffnungen des gasdurch­ lässigen Rückhalte- und Führungselementes strömt, wird ein Aufwirbeln des Schüttgutes und dessen Austrag aus den Zwi­ schenräumen der Hauptjalousieneinheiten zuverlässig vermie­ den. Weitere Verbesserungen ergeben sich, wenn den abström­ seitigen Hauptjalousieeinheiten abströmseitige Nebenjalou­ sieeinheiten zugeordnet werden, wodurch sowohl der Abfluß der Schüttgutpartikel im Bereich der Hauptjalousien verbes­ sert, als auch der Strömungswiderstand der Gasströmung wei­ ter herabgesetzt wird.Through each blind unit the downstream main gas-permeable retention and guidance associated with the blind Rungselemente for the bulk particles is the undesirable Complete discharge of bulk particles is completely prevented. As the bulk of the gas passes through the openings of the gas casual retention and guiding element flows, is a Whirling up the bulk material and its discharge from the intermediate Avoid rooms in the main blind units reliably the. Further improvements result when the outflow main blind units on the downstream side blinds they are assigned to units, thereby reducing both the outflow the bulk particles in the area of the main blinds verbes sert, and the flow resistance of the gas flow knows ter is reduced.

Weitere Vorteile sind, daß Lastwechselschwankungen besser verkraftet werden. Wegen des geringeren Druckverlustes wer­ den höhere Gasgeschwindigkeiten ermöglicht und dadurch die Betriebskosten stark verringert. Auch die Investitionen sind niedriger, da die Bauvolumina der Schüttgutreaktoren verkleinert werden können.Other advantages are that load change fluctuations are better coped with. Because of the lower pressure drop who which enables higher gas speeds and thereby the Operating costs greatly reduced. Investments too are lower because of the volume of the bulk reactors can be reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben.The invention will now be described with reference to the drawing described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Schüttgutreaktor mit Hauptjalousien, deren Jalousieeinheiten mit gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungselementen ausgerüstet sind. Fig. 1 shows a bulk reactor with main blinds, the blind units are equipped with gas-permeable retention and guide elements.

Fig. 2 und 3 Teilschnitte des Gegenstandes der Fig. 1 in einem Querschnitt und in einem Längsschnitt. Fig. 2 and 3 partial cross-sections of the object of Fig. 1 in a cross-section and in a longitudinal section.

Fig. 4, 5 u. 6 andere Anordnungen des gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungselementes an der Hauptjalousieeinheit. Fig. 4, 5 u. 6 other arrangements of the gas permeable retaining and guiding element on the main blind unit.

Fig. 7 bis 10 unterschiedliche Anordnungen von Hauptjalousieein­ heiten mit gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungs­ elementen, denen jeweils Nebenjalousien unterschied­ licher Ausbildung zugeordnet sind. Fig. 7 to 10 different arrangements of Hauptjalousieein units with gas-permeable retaining and guiding elements, each of which is associated with auxiliary blinds of different training.

Fig. 11 eine Prinzipskizze zu der Auswirkung des gasdurch­ lässigen Rückhalte- und Führungselementes auf das Böschungsverhalten des Schüttgutes im Zwischenraum zwischen den Hauptjalousieeinheiten. Fig. 11 is a schematic diagram of the effect of the gas permeable retaining and guiding element on the slope behavior of the bulk material in the space between the main blind units.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Wanderbettreak­ tor 1, der über einen Aufgabebehälter 2 mit einem Schüttgut 3 beaufschlagt wird, das den Wanderschichtreaktor 1 von oben nach unten stetig durchwandert. Der Austrag erfolgt über eine Austragsvorrichtung 4. Fig. 1 shows a cross section through a Wanderbettreak gate 1 , which is charged via a feed container 2 with a bulk material 3, which continuously migrates through the bed reactor 1 from top to bottom. The discharge takes place via a discharge device 4 .

Dem Wanderschichtreaktor sind seitlich eine Gaszuführungs­ kammer 5 und eine Gasabführungskammer 6 zugeordnet, mit ei­ nem Anschlußstück 7 für den Gaseintritt 8 und einem Anschluß­ stück 9 für den Gasaustritt 10.The moving bed reactor is laterally assigned a gas supply chamber 5 and a gas discharge chamber 6 , with egg nem connector 7 for gas inlet 8 and a connector piece 9 for gas outlet 10th

Die Kammern 5 und 6 sind vom Wanderbett 11 durch eine an­ strömseitige Hauptjalousie 12 sowie eine abströmseitige Hauptjalousie 23 abgetrennt, die aus Jalousieeinheiten 17 gebildet werden, zwischen denen Gasdurchlässe 18 angeord­ net sind. Den abströmseitigen Hauptjalousien 23 können ab­ strömseitige Nebenjalousien 13 vorgeschaltet sein, die aus Jalousieeinheiten 19 gebildet werden. The chambers 5 and 6 are separated from the moving bed 11 by a main blind 12 on the upstream side and a main blind 23 on the downstream side, which are formed from blind units 17 , between which gas passages 18 are arranged. The downstream main blinds 23 can be connected upstream from downstream side blinds 13 , which are formed from blind units 19 .

Jeder Hauptjalousieeinheit 17 sind auf der Abströmseite gas­ durchlässige Rückhalte- und Führungselemente 14 zugeordnet, wodurch ein unerwünschter Austrag von Schüttpartikeln in die Gasabführungskammer 6 zuverlässig vermieden wird.Gas-permeable retaining and guiding elements 14 are assigned to each main blind unit 17 on the outflow side, as a result of which undesired discharge of bulk particles into the gas discharge chamber 6 is reliably avoided.

Wie Fig. 2 zeigt, strömt die Hauptgasmenge, die durch ei­ nen Strömungspfeil 16 angedeutet ist, durch das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungselement 14 in den Zwischenraum 21 zwi­ schen den Hauptjalousieeinheiten 17, ohne daß durch die Gas­ strömung Schüttgut von der Böschung 22 mitgerissen wird.As shown in FIG. 2, the main amount of gas, which is indicated by egg flow arrow 16 , flows through the gas-permeable retaining and guiding element 14 into the intermediate space 21 between the main blind units 17 , without bulk gas being carried away by the embankment 22 through the gas flow .

In der Fig. 3 ist eine Seitenansicht von zwei Jalousieein­ heiten 17 gemäß Fig. 2 dargestellt, woraus die, in diesem Fall spaltsiebartige, Ausgestaltung der gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungselemente 14 ersichtlich ist.In Fig. 3 is a side view of two Jalousieein units 17 shown in FIG. 2, from which, in this case slotted sieve-like design of the gas-permeable retaining and guiding elements 14 can be seen.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind beispielhaft andere Anord­ nungsmöglichkeiten der gasdurchlässigen Rückhalte- und Füh­ rungselemente 14 an den Jalousieeinheiten 17 abgebildet. Im Unterschied zur Anordnung gemäß Fig. 2 ist in Fig. 4 das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungselement 14 ge­ neigt am Ende der Hauptjalousieeinheit 17 befestigt.In Figs. 4, 5 and 6 are exemplary, other Anord voltage possibilities of gas permeable retaining and guide elements Füh displayed 14 to the blind units 17. In contrast to the arrangement shown in FIG. 2, the gas permeable retaining and guiding element is in Fig. 4 ge 14 inclines at the end of the primary louvre unit 17 attached.

Die Anbringung des gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungs­ elementes 14 kann auch seitlich an den Hauptjalousieeinheiten 17 erfolgen, wobei die Richtung senkrecht (Fig. 5) oder ge­ neigt (Fig. 6) sein kann.The attachment of the gas-permeable retaining and guiding element 14 can also be carried out laterally on the main blind units 17 , the direction being vertical ( FIG. 5) or inclined ( FIG. 6).

Wie in den Fig. 7 bis 10 abgebildet ist, können den Haupt­ jalousieeinheiten 17 Nebenjalousieeinheiten 15 bzw. 19 zuge­ ordnet sein, die zusätzlich Führungs- und Druckentlastungs­ funktionen im Hinblick auf das Schüttgut haben, wie dies beispielsweise Fig. 7 verdeutlicht. Der Gasströmungspfeil 16 zeigt den unbehinderten Hauptgasstromweg. Der Schüttgutströ­ mungspfeil 20 verdeutlicht, daß in Jalousienähe ein unge­ hinderter Schüttgutfluß von oben nach unten erfolgt, da die Nebenjalousieeinheit 15 als Druckentlastungskörper vom Schütt­ gutdruck wirkt.As shown in FIGS. 7 to 10, the main blind units 17 secondary blind units 15 and 19 can be assigned, which have additional leadership and pressure relief functions with regard to the bulk material, as illustrated for example in FIG. 7. The gas flow arrow 16 shows the unobstructed main gas flow path. The bulk material flow arrow 20 illustrates that in the vicinity of the blinds an unhindered flow of bulk material takes place from top to bottom, since the auxiliary blind unit 15 acts as a pressure relief body from the bulk material pressure.

Beispielexample

In einem Reaktormodell wurden Versuche durchgeführt. Das Modell entspricht in seinen wesentlichen Abmessungen einem großtechnischen Wanderbettreaktor (d.h. Maßstab 1 : 1):Experiments were carried out in a reactor model. The The essential dimensions of a model correspond to one Large-scale moving bed reactor (i.e. scale 1: 1):

- Bettiefe: 1,75 m
- Hauptjalousieabstand: 300 mm
- Hauptjalousieneigung: 30°
- Eckneigungswinkel: 34,4°
- Originalschüttgut (Aktivkoks: Durchmesser 5,1 mm, Länge 1-10 mm)
- Anzahl der Hauptjalousieeinheiten: 6
- Hauptjalousiebreite: 800 mm
- Bezugsfläche für die Berechnungen der Strömungsgeschwindigkeiten: F=1,28 m²- Bed depth: 1.75 m
- Main blind distance: 300 mm
- Main blind inclination: 30 °
- Corner angle: 34.4 °
- Original bulk material (activated coke: diameter 5.1 mm, length 1-10 mm)
- Number of main blind units: 6
- Main blind width: 800 mm
- Reference area for the calculation of the flow velocities: F = 1.28 m²

Tabelle 1 gibt die Unterschiede im Druckverlust wieder, die bei Verwendung von gasdurchlässigen Rückhalte- und Führungs­ elementen aufgetreten sind. Table 1 shows the differences in pressure loss that when using gas-permeable retention and guidance elements have occurred.  

Tabelle 1 Table 1

Neben der hohen Betriebssicherheit (kein Partikelaustrag) zeichnet sich die Ausgestaltung mit gasdurchlässigem Rück­ halte- und Führungselement durch erheblich niedrigere Druck­ verluste ab Strömungsgeschwindigkeiten (w) oberhalb 0,26 m/s aus. Ferner ist das neutrale Verhalten bei Lastwechsel­ betrieb bemerkenswert.In addition to the high level of operational safety (no particle discharge), the design with a gas-permeable retaining and guiding element is characterized by considerably lower pressure losses from flow velocities ( w ) above 0.26 m / s. Furthermore, the neutral behavior during load change operation is remarkable.

Aus Fig. 11 geht hervor, daß sich bei Verwendung eines gas­ durchlässigen Rückhalte- und Führungselementes 14, Fall a) oberer Bildteil, bei mittleren Strömungsgeschwindigkeiten w von 0,3 m/s eine nach unten geneigte Böschung 22 ausbildet. Bei der gleichen Strömungsgeschwindigkeit des Gases wie im Fall a), wird im Fall b), unterer Teil bei Fig. 11 (dort fehlt das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungselement 14), ein Eintrag in den Zwischenraum 21 beobachtet, der zu einer ansteigenden Böschung 25 führt. Der Austragsströmungspfeil 24 deutet an, daß es bereits bei dieser Geschwindigkeit schon zu Austrägen von Schüttgutpartikeln aus dem Zwischenraum 21 kommt. In beiden Fällen sind Nebenjalousieeinheiten 15 vor den Hauptjalousieeinheiten 17 angeordnet, die den Schüttungs­ druck verringern. Bei fehlenden Nebenjalousieeinheiten 15 erfolgt die Ausfüllung der Jalousiezwischenräume 21 mit Schüttgut bereits bei noch niedrigeren Strömungsgeschwindig­ keiten als 0,3 m/s.From Fig. 11 it is apparent that when using a gas permeable retaining and guiding element 14, case a), the upper part of the image, wherein the mean flow velocities w of 0.3 m / s a downwardly inclined slope 22 is formed. At the same flow velocity of the gas as in case a), in case b), lower part in FIG. 11 (there is no gas-permeable retaining and guiding element 14 ), an entry into the intermediate space 21 is observed, which leads to an increasing slope 25 leads. The discharge flow arrow 24 indicates that bulk material particles are already being discharged from the intermediate space 21 at this speed. In both cases, auxiliary blind units 15 are arranged in front of the main blind units 17 , which reduce the filling pressure. In the absence of secondary blind units 15 , the filling of the blind interstices 21 with bulk material takes place at even lower flow speeds than 0.3 m / s.

 1 Wanderbettreaktor
 2 Aufgabebehälter
 3 Schüttgut
 4 Austragsvorrichtung
 5 Gaszuführungskammer
 6 Gasabführungskammer
 7 Anschlußstück
 8 Gaseintritt
 9 Anschlußstück
10 Gasaustritt
11 Wanderbett
12 anströmseitige Hauptjalousie
13 abströmseitige Nebenjalousie
14 gasdurchlässiges Rückhalte- und Führungselement
15 Nebenjalousieeinheit
16 Gasströmungspfeil
17 Hauptjalousieeinheit
18 Gasdurchlaß
19 Nebenjalousieeinheit
20 Schüttgutströmungspfeil
21 Zwischenraum
22 abfallende Schüttgutböschung
23 abströmseitige Hauptjalousie
24 Austragsströmungspfeil
25 ansteigende Schüttgutböschung 1 moving bed reactor
2 feed containers
3 bulk goods
4 discharge device
5 gas supply chamber
6 gas discharge chamber
7 connector
8 gas inlet
9 connector
10 gas outlet
11 moving bed
12 upstream main blind
13 downstream side blinds
14 gas permeable retaining and guiding element
15 auxiliary blind unit
16 gas flow arrow
17 main blind unit
18 gas passage
19 auxiliary blind unit
20 Bulk flow arrow
21 space
22 sloping bulk material slope
23 main blind on the downstream side
24 discharge flow arrow
25 rising bulk material embankment

Claims (9)

1. Wanderbettreaktor mit querdurchströmten Wanderbett, bei dem das Schüttgut den Reaktor von oben nach unten durch­ läuft und seitlich von Hauptjalousien begrenzt wird, durch deren Öffnungen der Gasstrom hindurchgeführt wird, wobei den Hauptjalousien Nebenjalousien zugeordnet sein können, die parallel zu den Hauptjalousien ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Jalousieeinheit (17) der abstromseitigen Hauptjalousie (12) ein gasdurch­ lässiges Rückhalte- und Führungselement (14) für Schütt­ gutpartikel zugeordnet ist.1. moving-bed reactor with a cross-flow moving bed, in which the bulk material runs through the reactor from top to bottom and is laterally delimited by main blinds, through the openings of which the gas flow is led, whereby the main blinds can be associated with secondary blinds which are aligned parallel to the main blinds, characterized in that each blind unit ( 17 ) of the downstream main blind ( 12 ) is assigned a gas-permeable retaining and guiding element ( 14 ) for bulk particles. 2. Wanderbettreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungs­ element (14) am unteren Ende der Hauptjalousieeinheit (17) befestigt ist. 2. moving bed reactor according to claim 1, characterized in that the gas-permeable retaining and guiding element ( 14 ) at the lower end of the main blind unit ( 17 ) is attached. 3. Wanderbettreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungs­ element (14) im Abstand vom unteren Ende seitlich an der Hauptjalousieeinheit (17) befestigt ist.3. moving bed reactor according to claim 1, characterized in that the gas-permeable retaining and guiding element ( 14 ) at the distance from the lower end is laterally attached to the main blind unit ( 17 ). 4. Wanderbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungselement (14) senkrecht angeord­ net ist.4. moving bed reactor according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the gas-permeable retaining and guiding element ( 14 ) is vertically angeord net. 5. Wanderbettreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Rückhal­ te- und Führungselement (14) geneigt angeordnet ist.5. moving bed reactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas-permeable retaining te- and guide element ( 14 ) is arranged inclined. 6. Wanderbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Rückhalte- und Führungselement (14) als Spaltsieb aus­ gebildet ist.6. moving bed reactor according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the gas-permeable retaining and guiding element ( 14 ) is formed as a slotted screen. 7. Wanderbettreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Rückhal­ te- und Führungselement (14) als Lochsieb ausgebildet ist.7. moving bed reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gas-permeable retaining te- and guide element ( 14 ) is designed as a perforated screen. 8. Wanderbettreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das gasdurchlässige Rückhal­ te- und Führungselement (14) als Gewebesieb ausgebildet ist.8. moving bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gas-permeable retaining te- and guide element ( 14 ) is designed as a fabric sieve. 9. Wanderbettreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß vor den abströmseitigen Haupt­ jalousieeinheiten (17) Nebenjalousieeinheiten (15, 19) angeordnet sind.9. moving bed reactor according to one of claims 1 to 8, characterized in that in front of the downstream main blind units ( 17 ) secondary blind units ( 15 , 19 ) are arranged.
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