DE3907464A1

DE3907464A1 - Nozzle for a fluidised-bed firing

Info

Publication number: DE3907464A1
Application number: DE19893907464
Authority: DE
Inventors: Horst Mueller
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1990-09-13
Also published as: DE3907464C2

Abstract

The invention relates to a low-backflow nozzle for a fluidised bed which is designed in a simple way. When the nozzle flow is interrupted, the bed material which penetrates rearwards into the widened cross-section of the nozzle constructed like a syphon is continuously compressed along the way, until eventually, with the simultaneous action of frictional forces, self-blocking occurs, and the nozzle is closed on the side of the fluidised bed. If the nozzle flow now resumes, the cross-sectional widening with increasing flow path permits a loosening of the bed material and thus removes the self-blocking. The nozzle can be blown free again in the direction of the fluidised bed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine rückstromarme Düse für das Einbringen eines gegebenenfalls mit Feststoffen beladenen Gases in eine Wirbelbettmaterial enthaltende Wirbelschicht mit einer Düse und einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung an den Enden der Düse.The invention relates to a low backflow nozzle for the Introducing a load that may be loaded with solids Gases in a fluidized bed containing fluidized bed material with a nozzle and an inlet opening and one Outlet opening at the ends of the nozzle.

Eine solche Düse findet ihre Anwendung im Bereich der kalten und heißen Fluidisierung von körnigen Gütern und der Abfallprodukte von gröberen Gütern, die in körniger Form vorliegen, wie beispielsweise bei einer Wirbelschichtfeuerung.Such a nozzle is used in the field of cold and hot fluidization of granular goods and of waste products from coarser goods that are in granular Form, such as a Fluid bed firing.

Aus der DE-A-30 19 701 ist eine Düse für eine Wirbelschichtfeuerung bekannt, bei der das in die Wirbelschicht hineinragende Ende eines ein Kohle-Luft- Gemisch führenden Rohres von einer Haube umgeben ist und ein axialer Austrittsquerschnitt zwischen der Haube und dem Rohr besteht. Mit einer solchen Düse wird bei einer Betriebsunterbrechung das aufgewirbelte Bettmaterial daran gehindert, rückwärts in das Rohr hineinzurieseln.From DE-A-30 19 701 is a nozzle for one Fluidized bed firing known in which the Fluid bed protruding end of a coal-air Mixing leading pipe is surrounded by a hood and an axial exit cross section between the hood and the pipe. With such a nozzle The bed material swirled up on it prevented from rustling backwards into the pipe.

Diese Düse weist jedoch wegen der Haube einen komplizierten Aufbau auf, der eine erhebliche Drosselung des Düsenstromes hervorruft. Weiterhin ist hier auch ein hoher Verschleiß zu erwarten. Eine zumindest teilweise Rückströmung kann mit dieser Düse nicht verhindert werden.However, this nozzle has one because of the hood complicated structure based on a significant throttling of the jet stream. Furthermore there is also a high wear expected. At least partially Backflow cannot be prevented with this nozzle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Düse der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Rückströmung von Bettmaterial bei einfachem Aufbau verhindert.The object of the present invention is to provide a nozzle to create a backflow of bed material with simple construction prevented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse siphonartig mit sich in Strömungsrichtung des Gases erweiternden Strömungsquerschnitt ausgebildet ist. Bei unterbrochenem Düsenstrom verdichtet sich das rückwärts in den erweiterten Querschnitt der siphonartig ausgebildeten Düse eindringende Bettmaterial längs des Weges ständig, bis es schließlich unter gleichzeitiger Einwirkung von Reibungskräften zur Selbsthemmung kommt, und die Düse wirbelschichtseitig verschlossen ist. Beginnt jetzt der Düsenstrom erneut, so gestattet die Querschnittserweiterung mit zunehmendem Strömungsweg eine Lockerung des Bettmateriales und hebt damit die Selbsthemmung auf. Die Düse kann in Richtung der Wirbelschicht wieder freigeblasen werden.This object is achieved in that the Nozzle like a siphon in the direction of flow of the gas expanding flow cross section is formed. At interrupted jet stream that compresses backwards into the expanded cross section of the siphon-like Nozzle penetrating bed material constantly along the way, until finally under the simultaneous influence of Frictional forces come to self-locking, and the nozzle is closed on the fluidized bed side. Now starts the Jet stream again, so the Cross-sectional expansion with increasing flow path Loosening the bed material and thus lifting the Self-locking on. The nozzle can move in the direction of the Fluidized bed to be blown free again.

Durch den Wegfall der Haube wird ein einfacher Aufbau der Düse erreicht. Zudem wird bei einfacher Strömungsführung durch eine Düse der Verschleiß erheblich gesenkt. Ebenfalls ist eine Drosselung der gegebenenfalls mit Feststoffen beladenen Gasströmung, wie sie durch plötzliche Strömungsumlenkungen entsteht, bei der erfundenen Düse nicht gegeben.By eliminating the hood, the Nozzle reached. In addition, with simple flow control wear significantly reduced by a nozzle. Throttling is also possible with Solids-laden gas flow as it passes through sudden flow diversion occurs at which invented nozzle not given.

In der Zeichnung sind unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Düse dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Different embodiments are shown in the drawing the nozzle of the invention shown and are in following described in more detail. Show it:

Fig. 1 Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform der Düse und einen sie haltenden Düsenstock, Fig. 1-sectional view through an embodiment of the nozzle and a nozzle holding them,

Fig. 2 Schnittdarstellung durch eine Düse nach Fig. 1 und einen sie haltenden Düsenstock und Fig. 2 shows a sectional view through a nozzle according to Fig. 1 and a nozzle holder and

Fig. 3 Düsenstöcke mit einer Vielzahl von Düsen in einer Düsenebene. Fig. 3 nozzle assemblies with a plurality of nozzles in a nozzle plane.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Düse 1 in einer angedeuteten Wirbelschicht 2, bei der die Düsenebene E nach unten durchlässig ist. Fig. 1 shows an embodiment of the nozzle 1 in an indicated fluidized bed 2 , in which the nozzle plane E is permeable downwards.

Ein Gasstrom G wird durch den Düsenstock 3 in die einseitig in den Düsenstock 3 hineinragende und in ihm fest angebrachte Düse 1 geleitet und mündet in die Wirbelschicht 2. Somit befindet sich ein Teil 1 a der Düse 1 innerhalb des Düsenstockes 3 und ein Teil 1 b der Düse 1 außerhalb des Düsenstockes 3, so daß sich die Eintrittsöffnung 1 c und die Austrittsöffnung 1 d der Düse 1 in einer Ebene E befinden. Der durchströmte Querschnitt der siphonartig ausgebildeten Düse 1 weitet sich in Strömungsrichtung des ihn durchströmenden Gases stetig auf.A gas stream G is directed through the nozzle assembly 3 in the one side projecting into the nozzle assembly 3 and fixedly mounted in it nozzle 1 and opens into the fluidized bed. 2 Thus, part 1 a of the nozzle 1 is inside the nozzle assembly 3 and part 1 b of the nozzle 1 outside the nozzle assembly 3 , so that the inlet opening 1 c and the outlet opening 1 d of the nozzle 1 are in a plane E. The cross section through which the siphon-shaped nozzle 1 flows increases in the direction of flow of the gas flowing through it.

Der Austrittswinkel α des Düsenstromes aus der Düsenaustrittsöffnung 1 d der Düse 1 schließt mindestens einen spitzen Winkel zur aufsteigenden Strömung S in der Wirbelschicht 2 ein. Der Eintrittswinkel β des Gasstromes in der Düse 1 ist in Fig. 1 gleich dem Austrittswinkel α dargestellt. Die Winkel α und β können sich jedoch auch unterscheiden.The exit angle α of the nozzle flow from the nozzle outlet opening 1 d of the nozzle 1 includes at least an acute angle to the rising flow S in the fluidized bed 2 . The entry angle β of the gas flow in the nozzle 1 is shown in FIG. 1 equal to the exit angle α . However, the angles α and β can also differ.

Der Aufweitungsgrad des durchströmten Querschnittes der Düse 1 ist den das Wirbelbettmaterial charakterisierenden Stoffgrößen, insbesondere Fraktion und Rauheit des Wirbelschichtmateriales, angepaßt.The degree of widening of the cross section of the nozzle 1 through which flow passes is adapted to the material sizes characterizing the fluidized bed material, in particular the fraction and roughness of the fluidized bed material.

Fig. 2 zeigt die Düse 1, nach Fig. 1 in einem sie haltenden geschlossenen Düsenboden 4 so, daß ein langer Teil 1 a der Düse 1 innerhalb des Luftkastens 5 und ein kurzer Teil 1 b der Düse 1 außerhalb des Luftkastens 5 untergebracht ist. Die Eintrittsöffnung 1 c der Düse 1 und die Austrittsöffnung der Düse 1 befinden sich in verschiedenen Ebenen. Die Düse 1 wird seitens des sich unterhalb des Düsenbodens 4 befindenden Luftkastens 5 beaufschlagt. Fig. 2 shows the nozzle 1 , according to Fig. 1 in a holding it closed nozzle bottom 4 so that a long part 1 a of the nozzle 1 inside the air box 5 and a short part 1 b of the nozzle 1 outside the air box 5 is housed. The inlet opening 1 c of the nozzle 1 and the outlet opening of the nozzle 1 are in different planes. The nozzle 1 is acted upon by the air box 5 located below the nozzle base 4 .

Nach Unterbrechung der Düsenströmung im Wirbelschichtbetrieb drängt das Bettmaterial rückwärts in die Düse 1. Ein Zurückströmen des Bettmateriales durch die Düsen 1 wird dadurch verhindert, daß das eingedrungene Bettmaterial sich in der siphonartig ausgebildeten Düse 1 sammelt und diese wirbelschichtseitig verschließt, wobei das Bettmaterial sich bei stetig abnehmendem Strömungsquerschnitt der Düse 1 verdichtet, bis es schließlich unter gleichzeitiger Einwirkung von Reibungskräften zur Selbsthemmung kommt. Steigt der Luftdruck am Eintritt in die Düse 1 wieder an, kommt es zur Abströmung des eingedrungenen Bettmateriales in die Wirbelschicht 2. Die stetige Querschnittserweiterung bei zunehmendem Strömungsweg gestattet eine Auflockerung und damit ein einfaches Ausblasen des eingedrungenen Bettmateriales.After interruption of the nozzle flow in the fluidized bed mode, the bed material pushes backwards into the nozzle 1 . A backflow of the bed material through the nozzles 1 is prevented by the fact that the penetrated bed material collects in the siphon-like nozzle 1 and closes it on the fluidized bed side, the bed material becoming denser with a steadily decreasing flow cross section of the nozzle 1 until it finally acts under the simultaneous action of frictional forces comes to self-locking. If the air pressure rises again at the inlet into the nozzle 1 , the bed material that has penetrated flows into the fluidized bed 2 . The constant cross-sectional expansion with increasing flow path allows loosening and thus easy blowing out of the bed material that has penetrated.

Es kann, wie in Fig. 3 am Beispiel eines offenen Düsenbodens 4 gezeigt, eine Vielzahl von Düsen 1 längs in Reihe und zu beiden Seiten der Längsachse jeweils eines Düsenstockes 3 angebracht sein, wobei die beidseitig angeordneten Düsen 1 eines Düsenstockes 3 auf einer Düsenlängsachse oder gegenüber versetzt angeordnet sein können.It can, as shown in FIG. 3 using the example of an open nozzle base 4 , a plurality of nozzles 1 be arranged lengthwise in series and on both sides of the longitudinal axis of a respective nozzle block 3 , the nozzles 1 of a nozzle block 3 arranged on both sides on a nozzle longitudinal axis or can be arranged offset.

In einer Düsenebene können mehrere Düsenstöcke 3 mit einer Vielzahl von Düsen 1 parallel nebeneinander so angeordnet sein, daß die beidseitig der Längsachse der einzelnen Düsenstöcke 3 in die Düsenebene ragenden Düsen 1 mündungsseitig frontal oder kämmend angeordnet sind. In a nozzle plane, a plurality of nozzle assemblies 3 with a multiplicity of nozzles 1 can be arranged parallel to one another in such a way that the nozzles 1 projecting on both sides of the longitudinal axis of the individual nozzle assemblies 3 into the nozzle plane are arranged frontally or intermeshing on the mouth side.

Die Anordnung einer Vielzahl von Düsen 1 in einem geschlossenen Düsenboden 4 kann ebenfalls nach beschriebenem Beispiel vorgenommen werden.The arrangement of a plurality of nozzles 1 in a closed nozzle base 4 can also be carried out according to the example described.

Claims

1. Low-return nozzle for introducing a gas, which may be loaded with solids, into a fluidized bed containing a fluidized bed material with a nozzle and an inlet opening and an outlet opening at the ends of the nozzle, characterized in that the nozzle ( 1 ) widens in a siphon-like manner in the direction of flow of the gas Flow cross section is formed.

2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the outlet opening ( 1 d ) includes an acute angle ( α ) with the rising flow in the fluidized bed ( 2 ).

3. Nozzle according to claim 1 and 2, characterized in that the inlet opening ( 1 c ) with the rising flow in the fluidized bed ( 2 ) includes an acute angle ( b ).

4. Nozzle according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the nozzle has a changing wall thickness ( D ) over its length ( L ).

5. nozzle installation for a fluidized bed with a plurality of nozzles according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzles ( 1 ) are installed in a closed nozzle base ( 4 ).

6. nozzle installation for a fluidized bed with a plurality of nozzles according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzles ( 1 ) are provided in groups on nozzle sticks ( 3 ).