DE4217110A1

DE4217110A1 - Fluidised bed reactor with inclined shaft

Info

Publication number: DE4217110A1
Application number: DE19924217110
Authority: DE
Inventors: Heinrich Wagener; Reinhold Kirchhoff; Hans-Joachim Jagnow; Helmut Sadowski
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-11-25
Also published as: WO1993024218A1

Abstract

A fluidised bed reactor consisting of a reactor vessel and an oblique shaft fitted beneath it. Fluidisation gas apertures are integrated into the oblique shaft wall in several superimposed and mutually staggered nozzle planes and can be fitted with nozzle inserts, a fluidisation gas inlet is fitted behind the oblique shaft wall to which several horizontally superimposed blast box sections are allocated which can be operated by fluidisation gas pressures decreasing from bottom to top and a fluidised substance extractor is connected at the lowest part of the shaft. Into each fluidisation gas aperture in each nozzle plane (I, II, III, IV) is inserted a row of nozzles (5, 5a, 5b, 5c, 5d) inclined downwards at an angle of inclination ( alpha 1), each row of nozzles (5, 5a, 5b, 5c, 5d) consists of several adjacent individual nozzles (4, 4a, 4b, 4c, 4d) with a rectangular cross-section which widens from the inlet (71) to the outlet (72) of the nozzle, and the individual nozzles (4, 4a, 4b, 4c, 4d) are interconnected via a pressure equalising channel (11), and to each nozzle plane (I, II, III, IV) is allocated its own blast box section (6, 6a, 6b, 6c, 6d) of the fluidising gas intake.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtreaktor, bestehend aus einem Reaktorbehälter und einem darunter angeordneten Schrägschacht, wobei in die Schrägschachtwand in mehreren Dü senebenen übereinander und versetzt zueinander Wirbelgasöff nungen integriert und mit Düseneinsätzen bestückbar sind, hinter der Schrägschachtwand eine Wirbelgaszuführung vorgesehen und im Schachttiefsten ein Wirbelgutabzug angeschlossen ist.The invention relates to a fluidized bed reactor consisting from a reactor vessel and one below it Slant shaft, wherein in the oblique shaft wall in several Dü Senebenen one above the other and offset to each other Wirbelgasöff integrated and can be equipped with nozzle inserts, provided behind the inclined shaft wall a fluidizing gas supply and in the shaft deepest a Wirbelgutabzug is connected.

Wirbelschichtreaktoren werden mit Fluidisiermedium wie Gas oder Wasserdampf beaufschlagt und können z. B. für die Verbrennung, Vergasung, Trocknung, Mischung, Agglomeration Anwendung finden.Fluidized bed reactors are fluidized with medium such as gas or Steam applied and z. For combustion, Gasification, drying, mixing, agglomeration application find.

Wirbelschichtreaktoren mit herkömmlichen Düsenböden bestehen, wie z. B. aus der DE-OS 32 23 182 bekannt ist, aus einer Anzahl von rasterförmig angeordneten, in der Regel gleichhohen Dosen stöcken aus Rohrstutzen, welche senkrecht auf die darunter in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordneten Windkästen aufgeschweißt sind und oben mit einem im Abstand angebrachten pilzförmigen oder glatten Abschlußdeckel abgedeckt werden. Das Wirbelgas tritt dabei in einer horizontalen Ebene aus. Ein ge zielter Grob-Wirbelgutabzug ist bei dieser horizontalen Bauart schwierig. Fluidized bed reactors with conventional nozzle plates, such as B. from DE-OS 32 23 182 is known from a number arranged in grid shape, usually the same height cans stick out of pipe socket, which is perpendicular to the underneath in a horizontal plane arranged side by side wind boxes are welded on top and attached with a distance mushroom-shaped or smooth cover lid are covered. The Fluidizing gas occurs in a horizontal plane. A ge Targeted coarse vortex discharge is in this horizontal design difficult.

Gegenüber Wirbelschichtreaktoren mit herkömmlichen Düsenböden erlaubt der gattungsgemäße Wirbelschichtreaktor mit Schräg schacht einen besseren Grob-Wirbelgutabzug und die in der Schrägschachtwand versetzt angeordneten, mit Düseneinsätzen bestückbaren Wirbelgasöffnungen und die seitliche Wirbelgas zuführung erleichtern die Fluidisierung des Wirbelgutes und vermeiden Anbackungen. Nachteilig sind bei dieser Reaktoraus gestaltungCompared to fluidized bed reactors with conventional nozzle plates allows the generic fluidized bed reactor with oblique bay a better coarse Wirbelgutabzug and in the Inclined shaft wall arranged offset, with nozzle inserts Equipped vortex gas openings and the lateral fluidizing gas supply facilitate the fluidization of the fluidized material and avoid caking. Disadvantages of this reactor are layout

- the difficult restarting and blowing of the individual nozzles that are less good for training rollers currents are suitable,
- the inadequate balance of pressure and speed of Fluidisiermediums because of ver the same small cross section of the fluidizing gas supply and because of the supply only through a gap and
- the combustion behavior causing the emissions in the Burning zones due to insufficient secondary air supply these areas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile durch eine verbesserte Ausgestaltung und Anordnung insbesondere der Wirbelgaszuführung und der Wirbelgasdüsen ei nes gattungsgemäßen Wirbelschichtreaktors zu vermeiden.The invention is based on the object, the aforementioned Disadvantages of an improved design and arrangement in particular the fluidizing gas feed and the vortex gas nozzles ei nes generic fluidized bed reactor to avoid.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 18 niedergelegt. This task is characterized by the characterizing features of Patent claim 1 solved. Advantageous developments are in the dependent claims 2 to 18 laid down.

Mit dem erfindungsgemäßen Wirbelschichtreaktor lassen sich insbesondere folgende Vorteile realisieren:With the fluidized bed reactor according to the invention can be in particular realize the following advantages:

- In the case of a shutdown, there is no good overflow into the wind box sections of the fluidizing gas supply, as the Bulk material inclination within the single nozzle opening ends.
- When restarting is a problem-free blowing the Single nozzle opening on the smooth sloping nozzle running board possible.
- About the bundled in rows of nozzles individual nozzles is a good cross-mixing (dispersion) of the fluidized bed he be enough and the formation of roller flows of reached the nozzle rows.
- By partial filling of the inclined shaft with vortex bed material is an optimal part-load driving style feasible, because it will be only those with layer material covered nozzle rows of the lower nozzle levels with Whirling gas applied, while the rows of nozzles -oberen Nozzle levels by switching off the valves out of service ge can be taken.
- In addition, there is another alternative part-load driving wise through a graduated mode of operation, even if the entire reaction space with fluidized bed material is filled by only the nozzle rows of the upper nozzle levels are operated. The lower Bettbe rich is not fluidized and merely serves as cold ash-room. Especially in narrow reaction spaces can in this way only the upper bed fluidized and thus activated. In wide Reaction spaces, d. H. at larger distances between the nozzle-equipped shaft walls and switched off Dü Rowing in the lower nozzle levels only occurs in the Area of the two walls of fluidized zones. at This driving style is the fuel or the product to be dosed accordingly close to the wall.
- Due to the interchangeability of as a component part made nozzle rows can the shaft walls of the Reaction space consist of both heat-resistant steel as well as be covered with ceramic insulating.
- Via the pressure equalization channel is between the single nozzles pressure equalization of the fluidizing gas caused, which guarantees that, despite possibly occurring Resistors in the nozzle exit always the desired vortex amount of gas can flow into the fluidized bed.
- By ge until the inner wall of the reactor vessel led height-graded arrangement of the nozzle rows with several The individual nozzles in nozzle levels are for each under expiring combustion sufficient seconds provided with compressed air, so that the harmful emissions can be reliably reduced in the entire fluidized bed NEN.
- By a down and at the same time laterally inclined An Order of the individual nozzles of the nozzle rows can be an additional Licher angular momentum causes parallel to the container inner wall and thus an even better mixing in Brennherdbe be achieved rich.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wirbel schichtreaktors und deren Wirkungsweise sowie weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the vortex according to the invention layer reactor and its mode of action and other benefits will be explained by way of example with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 in schematischer teilgeschnittener Darstellung einen Wirbelschichtreaktor mit Schrägschacht, Fig. 1 is a schematic partially sectional view of a fluidized bed reactor with inclined chute,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführung, Fig. 2 shows the object of Fig. 1 in a modified embodiment,

Fig. 3, 3a und 3b Einzelheiten einer Düsenreihe des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 3, 3a and 3b, details of a nozzle row of the object of Fig. 1,

Fig. 4 u. 4a Einzelheiten einer Düsenreihe des Gegenstandes der Fig. 2, Fig. 4 u. 4a details of a nozzle row of the article of Fig. 2,

Fig. 5 Einzelheiten der Innenwand des Gegenstandes der Fig. 1 mit rundem Schrägschachtquerschnitt, Fig. 5 shows details of the inner wall of the object of Fig. 1 with a round cross-section inclined shaft,

Fig. 6, 6a und 6b eine andere Düsenreihenanordnung des Gegen standes der Fig. 5, Fig. 6, 6a and 6b another nozzle row assembly of the object of Fig. 5,

Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung einer Düsenreihe nebst Prinzipskizze des Fluidisierbereiches, Fig. 7 is a cross sectional view of a nozzle row, together with schematic diagram of the Fluidisierbereiches,

Fig. 7a eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 7, Fig. 7a is a plan view of the object of FIG. 7,

Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung einer Düsenreihe des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 8 is a cross sectional view of a nozzle row of the object of Fig. 1,

Fig. 8 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 8, Fig. 8 is a view of the object of Fig. 8,

Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung einer Düsenreihe des Gegenstandes der Fig. 2, Fig. 9 is a cross sectional view of a nozzle row of the object of Fig. 2,

Fig. 9a eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 9 und Fig. 9a shows a view of the object of Fig. 9 and

Fig. 10 eine Prinzipskizze eines durchsichtigen Ver suchsmodells. Fig. 10 is a schematic diagram of a transparent Ver search model.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Beispiele für die Ausführung von Wirbelschichtreaktoren 1, 1a, die aus Reaktorbehältern 75, 75a mit senkrechten Behälterwänden 22a und aus darunter angeord neten Schrägschächten 2, 2a bestehen, wobei letztere sich nach unten verjüngende schräge Wände 22 haben. Im tiefsten Punkt befindet sich ein Abzug 8, der zur Entfernung von Grobasche und von Fremdkörpern während des Betriebs dient und zum Entleeren des gesamten anderen Wirbelschichtmaterials nach dem Beenden eines Betriebszyklusses. Fig. 1 and Fig. 2 show examples of the execution of fluidized bed reactors 1 , 1 a, consisting of reactor vessels 75 , 75 a with vertical container walls 22 a and below angeord Neten inclined shafts 2 , 2 a, the latter tapering downwards obliquely Have walls 22 . At the lowest point is a vent 8 , which serves to remove coarse ash and debris during operation, and to drain all other fluidized bed material after completion of an operating cycle.

In den schräg angeordneten Schachtwänden 22 bzw. den senkrecht angeordneten Behälterwänden 22a sind erfindungsgemäße Düsen reihen 5 aus mehreren Einzeldüsen 4, 4a, 4b, 4c, 4d (Fig. 3a und 4a) integriert. Hinter den Schrägschachtwänden 22 sind Windkastenabschnitte 6, 6a, 6b, 6c eines Windkastens 84 ange ordnet zur Versorgung der Düsenreihen 5, 5a, 5b, 5c mit Wir belgas.In the obliquely disposed shaft walls 22 and the vertically disposed container walls 22 a nozzle according to the invention are rows 5 of a plurality of individual nozzles 4, 4 a, 4 b, 4 c, 4 d (Fig. 3a and 4a) are integrated. Behind the sloping shaft walls 22 are windbox sections 6 , 6 a, 6 b, 6 c of a windbox 84 is arranged to supply the rows of nozzles 5 , 5 a, 5 b, 5 c with We belgas.

Die konstruktive Einfachheit der Düsenreihen 5, 5a, 5b, 5c ge stattet es, das Wirbelgas - z. B. Luft - vor den Windkastenab schnitten 6, 6a, 6b, 6c mit einem in die Wirbelgasleitung 53a integrierten Brenner 27 (Fig. 2) aus energetischen Gründen vorzuheizen, ohne daß dabei Verzugsschäden an den Einzeldüsen 4, 4a, 4b, 4c, 4d entstehen. Die höhenmäßig in Düsenebenen I, II, III, IV, V (Fig. 6) gestaffelt angeordneten Düsenreihen 5, 5a, 5b, 5c, 5d können, um die nach oben abnehmende Druck differenz in der Wirbelschicht 7 auszugleichen, mit unter schiedlichen Gasmengen beaufschlagt werden. Dazu ist (Fig. 1 links) die Wirbelgasversorgung über ein Ventilregister 28 oder (Fig. 2 links) über verschieden große Zwischenwandöffnungen 61, 61a, 61b, 61c in Zwischenwänden 30 der Windkastenabschnitte 6, 6a, 6b, 6c steuerbar. Bei kreisförmigen Reaktorräumen 31, 31a (Fig. 1 und 2 links) müssen die oberen größeren Prozeß raumquerschnitte in den Schrägschächten 2, 2a mit entsprechend mehr Wirbelgas versorgt werden. The constructive simplicity of the nozzle rows 5 , 5 a, 5 b, 5 c ge equips it, the fluidizing gas -. B. air - before the Windkastenab cut 6 , 6 a, 6 b, 6 c with a in the fluidizing gas line 53 a built-in burner 27 ( Figure 2) preheat for energetic reasons, without causing distortion damage to the individual nozzles 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 4 d arise. The heightwise arranged in nozzle planes I, II, III, IV, V ( Fig. 6) staggered rows of nozzles 5 , 5 a, 5 b, 5 c, 5 d, to compensate for the upward decreasing pressure difference in the fluidized bed 7 , with be acted upon under different amounts of gas. For this purpose ( Fig. 1 left) the fluidizing gas supply via a valve register 28 or ( Fig. 2 left) on different sized partition wall openings 61 , 61 a, 61 b, 61 c in partitions 30 of the windbox sections 6 , 6 a, 6 b, 6 c controllable. In circular reactor chambers 31 , 31 a ( Figures 1 and 2 left), the upper larger process space cross sections in the inclined shafts 2 , 2 a are supplied with a correspondingly more fluidizing gas.

Die Reaktorwände bestehen aus einer hitzebeständigen Stahlwand 23 (Fig. 1) oder aus einer keramischen Isoliermassewand 24 oder einer Keramikformsteinwand 24 (Fig. 2). In beiden Fällen kann mit der gleichen Konstruktion der Düsenreihen 5, 5a, 5b, 5c gearbeitet werden. Dadurch ist eine sehr wirtschaftliche Bau weise möglich. Ob eine Stahlwand 23 oder eine keramische Iso lierwand 24 eingesetzt wird, entscheiden die jeweiligen wirt schaftlichen oder verfahrenstechnischen Kriterien. Dabei sind die erforderliche Prozeßraumtemperatur und die gewünschte Standzeit - insbesondere bei abrasivem Wirbelschichtmaterial - zu berücksichtigen.The reactor walls consist of a heat-resistant steel wall 23 ( FIG. 1) or a ceramic insulating wall 24 or a ceramic brick wall 24 ( FIG. 2). In both cases, it is possible to work with the same construction of the nozzle rows 5 , 5 a, 5 b, 5 c. As a result, a very economical construction is possible. Whether a steel wall 23 or a ceramic Iso lierwand 24 is used, decide the respective eco nomic or procedural criteria. In this case, the required process chamber temperature and the desired service life - especially in abrasive fluidized bed material - to be considered.

Wie Fig. 1 zeigt, bilden sich in den wandnahen Bereichen der Wirbelschicht 7 Walzenströmungen aus, wie Strömungspfeile 14 verdeutlichen, wodurch ein guter Ausbrand in den den Dünen reihen 5, 5a, 5b, 5c benachbarten, gut durchwirbelten Brenn zonen erreicht wird.As shown in FIG. 1, formed in the near-wall areas of the fluidized bed 7 roller flows, as flow arrows 14 illustrate, whereby a good burnout in the rows of dunes 5 , 5 a, 5 b, 5 c adjacent, well-stirred combustion zones is reached ,

Das Wirbelgas gelangt über eine Wirbelgasleitung 53 (Fig. 1) bzw. 53a (Fig. 2) in die Windkastenabschnitte 6, 6a, 6b, 6c, wobei in Fig. 1 Wirbelgasstichleitungen 82, 82a, 82b, 82c mit integrierten Ventilen 16, 16a, 16b, 16c eine Regelung der Wirbelgaszufuhr in die Windkastenabschnitte 6, 6a, 6b, 6c er lauben. In Fig. 2 ist eine einfachere Alternative vorgesehen, bei der über unterschiedlich große Zwischenwandöffnungen 61, 61a, 61b abgestufte Wirbelgasmengen in die Windkästen 6, 6a, 6b, 6c gelangen.The fluidizing gas passes via a fluidizing gas conduit 53 ( FIG. 1) or 53 a ( FIG. 2) into the windbox sections 6 , 6 a, 6 b, 6 c, wherein in FIG. 1 fluidizing gas conduits 82 , 82 a, 82 b, 82 c with integrated valves 16 , 16 a, 16 b, 16 c, a regulation of the fluidizing gas supply in the windbox sections 6 , 6 a, 6 b, 6 c he let. In Fig. 2, a simpler alternative is provided in which over different sized partition wall openings 61 , 61 a, 61 b stepped amounts of fluidizing gas in the wind boxes 6 , 6 a, 6 b, 6 c reach.

Die Produkt- bzw. Brennstoffzufuhr in die Wirbelschicht erfolgt über Produkt- bzw. Brennstoffdosieröffnungen 54, 54a in die Reaktorbehälter 75, 75a und/oder unmittelbar in die Wirbel schicht 7 des Schrägschachtes 2, 2a, wo die Vermischung mit dem Wirbelgas stattfindet. Grobasche und Fremdteile werden be darfsweise über den Ascheabzug 8 abgezogen, indem ein Flach schieber 55 betätigt wird. The product or fuel supply to the fluidized bed via product or Brennstoffdosieröffnungen 54 , 54 a in the reactor vessel 75 , 75 a and / or directly in the fluidized bed 7 of the inclined shaft 2 , 2 a, where the mixing takes place with the fluidizing gas , Grobasche and foreign parts will be deducted as possible on the ash deduction 8 by a flat slide 55 is actuated.

Die Reaktorbehälter 75, 75a können als Rundbehälter 57, 57a oder als Rechteckbehälter 58, 58a ausgebildet sein.The reactor vessel 75 , 75 a may be formed as a round container 57 , 57 a or as a rectangular container 58 , 58 a.

Die Einzelheiten "A" (Fig. 1) und "B" (Fig. 2) werden in den Fig. 3, 3a, 3b und 7, 7a ("A") und in den Fig. 4, 4a ("B") erläutert und nachfolgend näher beschrieben:Details "A" ( Figure 1) and "B" ( Figure 2) are shown in Figures 3, 3a, 3b and 7, 7a ("A") and in Figures 4, 4a ("B"). ) and described in more detail below:

Fig. 3, 3a, 3b und Fig. 4, 4a zeigen im Querschnitt die konstruktive Ausführung der Düsenreihe 5 in der Schachtwand 22, wobei Fig. 3 den Einbau in eine hitzebeständige Stahlwand 23 und Fig. 4 den Einbau in eine keramische Isoliermassewand 24 betreffen. Für jede Düsenreihe 5 (Fig. 3) ist in der schrägen Schachtwand 22 ein Düsensitz 9 ausgespart (Fig. 3b und 4a). Die Breite entspricht der jeweiligen Anzahl von Einzeldüsen 4, 4a, 4b, 4c, 4d der Düsenreihe 5 (Fig. 3b). Die Höhe wird aus dem Neigungswinkel α1 zwischen der Zwischenwand 30 (im Windkasten 6) und dem Düsenauslaufblech 13 gebildet (Fig. 3 und 4). Der im Beispiel rechteckige Düseneingang 71 wird in der Höhe durch die Zwischenwand 30 und das Düsenauslaufblech 13 begrenzt. Seitlich wird der Düseneingang 71 durch rechts und links angeordnete Distanzbleche 62 festgelegt. Das Düsenloch 10 verbreitert sich in Richtung Düsenausgang 72 und wird seitlich von bis zum Pro zeßraum 26 reichenden Leitblechrippen 63, 63a begrenzt. Die Leitblechrippen 63, 63a sind im Düsensitz 9 verschweißt und tragen zusammen mit einer Verstärkungsrippe 59 wesentlich zur Erhaltung der Festigkeit der Schachtwand 22 bei. Zwischen den Distanzblechen 62 und den Leitblechrippen 63 ist ein Druck ausgleichskanal 11 zwischen den Einzeldüsen 4, 4a, 4b, 4c vor gesehen. Die eine Düsenreihe 5 abschließenden äußeren Seit blechrippen 63a sind mit den Distanzblechen 62 fest verbunden. Fig. 3, 3a, 3b and Fig. 4, 4a show in cross section the structural design of the nozzle row 5 in the shaft wall 22 , wherein Fig. 3 relate to the installation in a heat-resistant steel wall 23 and Fig. 4 the installation in a ceramic Isoliermassewand 24 , For each nozzle row 5 ( FIG. 3), a nozzle seat 9 is recessed in the oblique shaft wall 22 (FIGS . 3b and 4a). The width corresponds to the respective number of individual nozzles 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 4 d of the nozzle row 5 ( FIG. 3 b). The height is formed from the angle of inclination α1 between the intermediate wall 30 (in the windbox 6 ) and the nozzle outlet plate 13 ( FIGS. 3 and 4). The rectangular in the example nozzle inlet 71 is limited in height by the intermediate wall 30 and the nozzle outlet plate 13 . Laterally, the nozzle inlet 71 is determined by spacer plates 62 arranged on the right and left. The nozzle hole 10 widens in the direction of the nozzle exit 72 and is laterally bounded by the process space 26 extending to the Leitblechrippen 63 , 63 a. The baffle ribs 63 , 63 a are welded in the nozzle seat 9 and contribute together with a reinforcing rib 59 substantially to maintain the strength of the shaft wall 22 at. Between the spacer plates 62 and the baffle ribs 63 , a pressure equalization channel 11 between the individual nozzles 4 , 4 a, 4 b, 4 c seen before. The one row of nozzles 5 final outer side blechrippen 63 a are firmly connected to the spacer plates 62 .

Ist die Schachtinnenwandfläche 22 mit Keramik-Isoliermasse 24 belegt; ist eine Unterleg-Blechhaut 34 konstruktiv um die Iso lierwandstärke nach außen verlegt angeordnet. Die Distanzbleche 62 befinden sich hier unterhalb der Unterleg-Blechhaut 34. Aus statischen Gründen - Stützung der Isoliermassewand 24 - reicht die Zwischenwand 30 bis in die Isoliermassewand 24 hinein. Das Höhenmaß des Düsenausgangs 72 ergibt sich aus dem Neigungs winkel α1 zwischen Isoliermassewand 24 (Unterkante) bzw. Zwi schenwand 30 (Unterkante) und Düsenauslaufblech 13 (Oberkante). Die Stahlvorderkanten 35 der Leitblechrippen 63 und 35a des Düsenauslaufblechs 13 haben Kontakt mit dem Wirbelgut. Die Kühlung durch das ausströmende Wirbelgas senkt jedoch die Ar beitstemperatur in diesem Bereich und erhöht somit die Stand zeiten dieser Elemente. Ein nach längerer Zeit auftretender Verschleiß bzw. Abtrag an den Stahlvorderkanten 35, 35a ist verkraftbar und beeinträchtigt nicht den Betrieb.If the shaft inner wall surface 22 is covered with ceramic insulating compound 24 ; is a Unterleg-metal skin 34 constructively arranged to the Iso lierwandstärke outward. The spacer plates 62 are here below the lining sheet metal 34th For static reasons - support the Isoliermassewand 24 - extends the intermediate wall 30 into the Isoliermassewand 24 into it. The height dimension of the nozzle outlet 72 results from the inclination angle α1 between Isoliermassewand 24 (lower edge) and inter mediate wall 30 (lower edge) and nozzle outlet plate 13 (top edge). The steel leading edges 35 of the Leitblechrippen 63 and 35 a of the nozzle outlet plate 13 have contact with the fluidized material. The cooling by the outflowing fluidizing gas, however, lowers the working temperature in this range and thus increases the service lives of these elements. A occurring after a long time wear or removal of the steel leading edges 35 , 35 a is manageable and does not affect the operation.

In den Fig. 5 und 6, 6a, 6b sind Beispiele für die Aufteilung und Bestückung von schrägen Schachtwandinnenflächen 22 bzw. senkrechten Behälterinnenwandflächen 22a mit Düsenreihen 5 aufgeführt.In FIGS. 5 and 6, 6 a, 6 b, examples of the division and equipping of inclined shaft wall inner surfaces 22 and vertical container inner wall surfaces 22 a with rows of nozzles 5 are listed.

Fig. 5 zeigt einen runden Prozeßraum 26. Die untere Düsenebene I (kleinster Durchmesser) ist mit einer hohen Anzahl von kurzen unteren Düsenreihen 20 bestückt. Diese Düsenreihen 20 befinden sich im Schachttiefsten und sind um das Mittelloch 12 für den Wirbelgutabzug herum angeordnet und garantieren die Fluidisa tion in der Prozeßraummitte. Gleichzeitig bewirken die unteren Düsenreihen 20, daß kurz über dem Mittelloch 12 eine dauernde Fluidisation stattfindet, welche alles aktive Wirbelgutmaterial bis zum Schluß eines Betriebszyklusses erfaßt, wohingegen die inaktiven Grobteile 65 über das Mittelloch 12 in den Abzug 8 abklassiert werden. Fig. 5 shows a round process chamber 26. The lower nozzle plane I (smallest diameter) is equipped with a large number of short lower nozzle rows 20 . These rows of nozzles 20 are located in the shaft deepest and are arranged around the center hole 12 for the Wirbelgutabzug around and guarantee the Fluidisa tion in the process chamber center. Simultaneously, the lower rows of nozzles cause 20 that just above the center hole 12 takes place a continuous fluidization which detects all active Wirbelgutmaterial to the end of an operating cycle, whereas the inactive rough parts are abklassiert 65 through the center hole 12 in the trigger. 8

Die mittleren Düsenreihen 5b, 5c in den mittleren Düsenebenen II, III und die oberen Düsenreihen 15 in der oberen Düsenebene IV sind jeweils versetzt zu den nächst tieferliegenden Düsen reihen angeordnet und in ihrer Länge und somit Leistungsfä higkeit der jeweils erforderlichen Fluidisiergasmenge im jewei ligen Reaktorquerschnitt angepaßt. Der nach oben abnehmende Druckverlust entsprechend der jeweiligen Wirbelschichthöhe wird bei der Wirbelgasversorgung, wie oben erwähnt, berücksichtigt.The middle rows of nozzles 5 b, 5 c in the middle nozzle planes II, III and the upper nozzle rows 15 in the upper nozzle plane IV are each offset to the next lower nozzle rows arranged and in their length and thus Leistungsfä ability of each Fluidisiergasmenge required in jewei time Reactor cross-section adapted. The upward decreasing pressure loss corresponding to the respective fluidized bed height is taken into account in the fluidized gas supply, as mentioned above.

Fig. 6 zeigt die Anordnung der Düsenebenen I, II, III, IV, V und der Düsenreihen 5 in einem im oberen Teil rechteckigen Re aktorraum 38 und im unteren Teil pyramidenförmigen Reaktorraum 87. Eine gut angepaßte Teilung der Düsenreihen 5 und der Dü senebenen I bis V über den gesamten Querschnitt zeigt z. B. Fig. 6b. Ansonsten gelten die gleichen Kriterien wie bei den zuvor erläuterten runden Prozeßräumen 26 hinsichtlich der jeweils erforderlichen Fluidisiergasmenge für den jeweiligen Reaktor querschnitt. Die Abklassierung von Grobgutteilen 65 über das Mittelloch 12 wird unterstützt durch schräge Leitflächen 64 seitlich unterhalb des Reaktorraumes 87. Fig. 6 shows the arrangement of the nozzle planes I, II, III, IV, V and the nozzle rows 5 in a rectangular in the upper part Re actorraum 38 and in the lower part pyramidal reactor chamber 87th A well-adapted division of the nozzle rows 5 and the Dü senebenen I to V over the entire cross section shows z. B. Fig. 6b. Otherwise, the same criteria apply as in the above-mentioned round process chambers 26 with respect to the respectively required fluidizing gas for the respective reactor cross-section. The classification of coarse material 65 via the center hole 12 is supported by inclined guide surfaces 64 laterally below the reactor space 87th

Aus den Fig. 7 und 7a geht die Ausbildung der Strömungs- bzw. Fluidmechanik in der Wirbelschicht 7 hervor. Der Austritt des Wirbelgases löst über der oberen Abreißkante 39 an der Schachtinnenwandfläche 22 eine nach innen drehende, durch Strömungspfeile 40 markierte Walze aus. Dadurch gelangt auf steigendes Wirbelbettmaterial 67 in einen Fluidisierbereich 70 im Wandbereich und wird von dort zur Schachtinnenwandfläche 22 hin gelenkt. Das nach unten drehende und erneut vom Wirbelgas erfaßte Wirbelbettmaterial 67 wird dann in den aufsteigenden Fluidisierbereich 69 in Schachtmitte gefördert. Dieses Strö mungsbild wiederholt sich in allen Reaktorquerschnittsbereichen mit Düsenreihen 5. Das bewirkt eine sehr intensive horizontale und vertikale Vermischung des Wirbelbettmaterials 67 zwischen den einzelnen Düsenebenen 1 bis V mit Düsenreihen 5 (siehe auch Fig. 1). In der zentralen Wirbelbettachse 42 überwiegt zwar die Tendenz einer aufsteigenden Gutbewegung durch Fluidisation, zwischen zwei drehenden Walzen ist jedoch auch streckenweise eine horizontale und eine absteigende Bewegung vorhanden, so daß insgesamt eine optimale Verwirbelung des Wirbelgutes erzielt wird. From FIGS. 7 and 7a, the formation of the fluid mechanics in the fluidized bed 7 emerges. The outlet of the fluidizing gas triggers over the upper tear-off edge 39 on the shaft inner wall surface 22 of an inwardly rotating, marked by flow arrows 40 roller. As a result, rising fluidized bed material 67 enters a fluidizing region 70 in the wall region and is directed from there to the shaft inner wall surface 22 . The downwardly rotating fluidized bed material 67 again captured by the fluidizing gas is then conveyed into the ascending fluidizing region 69 at the center of the shaft. This flow picture is repeated in all reactor cross-sectional areas with nozzle rows 5 . This causes a very intense horizontal and vertical mixing of the fluidized bed material 67 between the nozzle planes 1 to V with nozzle rows 5 (see also Fig. 1). In the central fluidized bed axis 42 , although the tendency of an upward movement of good by fluidization outweighs, between two rotating rollers, however, a horizontal and a descending movement is also partially present, so that an overall optimum turbulence of the fluidized material is achieved.

Die hier dargestellten Bewegungsvorgänge der ablaufenden Fluidmechanik, ausgelöst durch die Düsenreihen 5, tragen dazu bei, daß die Verweilzeit des Brennstoffes bzw. des Produktes im Vergleich zur herkömmlichen Fluidisation mit ebenen Düsenböden in der Wirbelschicht 7 beträchtlich länger ist und somit auch eine bessere und wirtschaftlichere Ausnutzung z. B. eines Brennstoffes gewährleistet ist.The movement processes of the running fluid mechanics, triggered by the rows of nozzles 5 shown here , contribute to the fact that the residence time of the fuel or the product compared to conventional fluidization with flat nozzle plates in the fluidized bed 7 is considerably longer and thus a better and more economical use z. B. a fuel is guaranteed.

Über den Druckausgleichskanal 11 kommunizieren die Einzeldüsen 4, 4a, 4b, 4c, 4d jeder Düsenreihe 5 untereinander, so daß die einzelnen Wirbelgasfäden (Strömungspfeile 68) mit in etwa gleichen Energieinhalten in die Wirbelschicht 7 eintreten und sich zu kräftigen Wirbelgasströmen vereinen.About the pressure equalization channel 11 communicate the individual nozzles 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 4 d each row of nozzles 5 with each other, so that the individual Wirbelgasfäden (flow arrows 68 ) enter with approximately the same energy contents in the fluidized bed 7 and unite to vigorous fluidizing gas streams ,

Eine vereinfachte Ausführungsform von tiefergelegten Düsen reihen 5 ist insbesondere vorteilhaft zur Bestückung größerer Stückzahlen von Wirbelschichtreaktoren 1, 1a und ermöglichen eine noch rationellere Bauweise derselben. Fig. 8 und 8a sowie Fig. 9 und 9a zeigen den konstruktiven Aufbau solcher Düsen reihen 5 nach dem Baukastenprinzip (Fig. 8 und 8a in Verbindung mit einer hitzebeständigen Stahlwand 23 und Fig. 9 und 9a in Verbindung mit einer keramischen Isoliermassewand 24.) Diese Düsenreihen 5 lassen sich komplett als Schweiß-Fertigteil oder als Guß-Fertigteil vorfertigen. Bei letzteren kann vor teilhaft das Formguß- oder insbesondere das Feingußverfahren zur Anwendung kommen.A simplified embodiment of lowered nozzle rows 5 is particularly advantageous for equipping larger numbers of fluidized bed reactors 1 , 1 a and allow an even more rational design of the same. Fig. 8 and 8a, and Fig. 9 and 9a show the structural design of such rows of nozzles 5 on the modular principle (Fig. 8 and 8a, in conjunction with a heat-resistant steel wall 23 and Fig. 9 and 9a, in conjunction with a ceramic Isoliermassewand 24) These nozzle rows 5 can be completely prefabricated as a welded prefabricated part or as a cast finished part. In the latter can come before geous die casting or in particular the investment casting.

Baukastenprinzip besagt, daß Schweiß- oder Guß-Fertigteile 73, 73a für eine bestimmte Basislänge einer Düsenreihe 5 gefertigt werden, welche je nach der erforderlichen Leistungsfähigkeit zu Düsengruppen nebeneinander eingeschweißt werden. Bei engen Platzverhältnissen können auch durch Abtrennen verkleinerte Basislängen erzeugt und eingebaut werden. Ebenfalls ist es möglich, an den Basislängen die Düseneingänge 71 durch An bringen von Schweißraupen zu verkleinern oder die Düseneingänge 71 durch Abschleifen zu vergrößern, um die Wirbelgasgeschwin digkeit zu verringern bzw. zu erhöhen.Modular principle states that welded or cast finished parts 73 , 73 a are manufactured for a certain base length of a row of nozzles 5 , which are welded side by side depending on the required performance to nozzle groups. In tight spaces, smaller base lengths can also be created and installed by cutting. It is also possible, at the base lengths of the nozzle inputs 71 bring to zoom by welding beads or to increase the nozzle inputs 71 by grinding in order to reduce or increase the Wirbelgasgeschwin speed.

Der Aufbau einer Düsenreihe 5 aus als Baukastenteile dienenden Schweiß- oder Guß-Fertigteilen 73, 73a entspricht einem Grund prinzip, das Fig. 3 und 4 erläutern. Die Schweiß- oder Guß- Fertigteile 73, 73a bestehen aus Leitblechrippen 63 und 63a als Seitenbegrenzungen, Düsenauslaufblechen 13 und Düsenabdeck blechen 13a, die an die Stahlwand 23 mit dem Düsenausgang 72 bzw. in die Unterleg-Blechhaut 34 eingeschweißt werden können.The construction of a row of nozzles 5 serving as structural parts welding or cast finished parts 73 , 73 a corresponds to a basic principle, Figs. 3 and 4 explain. The welded or cast finished parts 73 , 73 a consist of Leitblechrippen 63 and 63 a as side boundaries, Düsenauslaufblechen 13 and Düsenabdeck plates 13 a, which can be welded to the steel wall 23 with the nozzle outlet 72 and 34 in the lining sheet metal.

Ein weiterer Vorteil des angewendeten Baukastenprinzips besteht darin, daß die Einbaustelle in der Schrägschachtinnenwandfläche 22 bzw. der Behälterinnenwandfläche 23a beliebig ausgewählt werden kann und dieser nicht unterhalb der jeweiligen Zwi schenwand 30 im Windkasten 6 erfolgen muß. Damit kann eine noch optimalere Einteilung der Düsenreihen 5 über die Schacht innenwandfläche 22 bzw. Behälterinnenwandfläche 23a vorgenommen werden.Another advantage of the applied modular principle is that the installation point in the inclined shaft inner wall surface 22 and the container inner wall surface 23 a can be arbitrarily selected and this does not have to be done below the respective inter mediate wall 30 in the wind box 6 . This can be made even more optimal division of the nozzle rows 5 on the inner wall surface 22 and container inner wall surface 23 a.

Sehr vorteilhaft ist weiterhin, daß die Düsenreihen 5 in einer beliebigen Schräglage in die Stahlwand 23 bzw. in die Unterleg- Blechhaut 34 eingeschweißt werden können. Insbesondere bei feinkörnigem, in fluidisiertem Zustand waagerecht ausfließendem Material, kann man durch entsprechende Schrägstellung der Düsenreihe 5 verhindern, daß bei Betriebsstillstand fein körniges , fluidisiertes Wirbelschichtmaterial (Schüttwinkel ß1) in die Windkästen 6 überlaufen kann, was bei gröberem Wirbel schichtmaterial (Schüttwinkel β2) nicht der Fall wäre. Furthermore, it is very advantageous that the rows of nozzles 5 can be welded into the steel wall 23 or into the underlay sheet metal 34 in any inclined position. Especially with fine-grained, flowing fluidized state horizontally flowing material can prevent by appropriate inclination of the nozzle row 5 that finite granular, fluidized fluidized bed material (angle of repulsion ß1) can overflow in the windboxes 6 , which in coarse eddy layer material (angle of repose β2) not at standstill the case would be.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, mit schrägen 22 oder mit senkrechten Wänden 22a (Fig. 6a) ausgestattete Reaktorräume nachträglich mit Düsenreihen 5 und den erforderlichen Wind kästen 6 auszurüsten.Furthermore, there is the possibility, with oblique 22 or vertical walls 22 a ( Fig. 6a) equipped reactor rooms retrofitted with rows of nozzles 5 and the required wind boxes 6 .

Es ist auch möglich, solche Düsenreihen 5 in herkömmlichen Dü senböden mit vertikalen Düsenstöcken einzubauen (in der Zeich nung dicht abgebildet). Nach oben verschlossene runde, recht eckige oder dreieckige Rohrstutzen können kurz unterhalb des Abschlußdeckels mit Ausnehmungen versehen werden, in welche die Düsenreihen 5 eingeschweißt werden können.It is also possible to incorporate such rows of nozzles 5 in conventional nozzle floors with vertical nozzle bars (denoted in the drawing). Upwardly closed round, rectangular or triangular pipe socket can be provided shortly below the end cover with recesses, in which the nozzle rows 5 can be welded.

Abschließend sei noch vermerkt, daß die konstruktive Ausführung der Düsenreihe 5 mit einer vorgegebenen Düsenlochhöhe und einer leistungsbedingten Düsenlochbreite als Summe der waagerecht nebeneinander angeordneten Düsenreihen 5 - letztlich anzusehen als länglicher rechteckiger Düsenschlitz - keinesfalls durch eine Vielzahl runder konischer Düsenrohre ersetzt werden kann. Letztere wären sehr schwierig einzubauen und vom Ferti gungspreis her sowie hinsichtlich der spezifisch aufzubrin genden Leistung nicht vertretbar.Finally, it should be noted that the structural design of the nozzle row 5 with a given nozzle hole height and a performance nozzle hole width as the sum of horizontally juxtaposed rows of nozzles 5 - ultimately regarded as an elongated rectangular nozzle slot - can not be replaced by a variety of round conical nozzle tubes. The latter would be very difficult to install and not justifiable from the production price and with regard to the specific output to be generated.

In der Fig. 10 ist ein Klarsicht-Modell 74 eines Wirbel schichtreaktors 1 dargestellt. Dessen Reaktorbehälter 75 und der darunter angeordnete Schrägschacht 85, der eine Wandneigung γS von 60° aufweist, sind mit Düsenreihen 5 bestückt, deren Neigung γD 20° beträgt. Ein Verdichter 80 und ein Luftsammler 79 erzeugen Druckluft, die über Magnetventile 78a bis f und über Handventile 77a bis k dosiert in Wirbelgasleitungen 53 zu Windkästen 6 transportiert wird und über die Düsenreihen 5 als Wirbelgas in die Wirbelschicht 7 gelangt, die aus Grieß oder Feinsand als Wirbelbettmaterial gefüllt ist. Mit dieser Ver suchseinrichtung konnte nachgewiesen werden, daß bei geöffneten Magnetventilen 78a bis f ein Vollastbetrieb simulierbar ist, wobei die Handventile 77a bis k von Rand auf Wirbelung ein stellbar sind. Teillastbetrieb ist dadurch simulierbar, daß die Magnetventile 78a bis d oder c bis f durch eine Zeituhr ge schlossen werden.In Fig. 10, a transparent model 74 of a fluidized bed reactor 1 is shown. Its reactor vessel 75 and the oblique shaft 85 arranged underneath, which has a wall inclination γS of 60 °, are equipped with rows of nozzles 5 whose inclination γD is 20 °. A compressor 80 and an air collector 79 generate compressed air, which is metered via solenoid valves 78 a to f and hand valves 77 a to k transported in fluidizing gas lines 53 to wind boxes 6 and passes through the nozzle rows 5 as fluidizing gas in the fluidized bed 7 , the semolina or Fine sand is filled as fluidized bed material. With this test device Ver could be demonstrated that when open solenoid valves 78 a to f a full load operation is simulated, the manual valves 77 a to k from edge to whirl are adjustable. Part-load operation is simulated by the solenoid valves 78 a to d or c to f be closed by a time ge ge.

Die Versuchseinrichtung weist folgende technische Daten auf.The test facility has the following technical data.

Luft-AuslegungAir interpretation Wirbelung im freien QuerschnittWhirling in free cross section Querschnitt: 0,45 m × 0,03 m|= 0,0135 m²Cross section: 0.45 m × 0.03 m | = 0.0135 m² Luftbedarf bei 1 m/sAir requirement at 1 m / s = 0,0135 m³/s=13,5 l/s= 0.0135 m³ / s = 13.5 l / s Luftleistung des VerdichtersAir capacity of the compressor = 20-30 l/s= 20-30 l / s gewählter Düseneinlaufselected nozzle inlet = 4 mm × 30 mm= 4 mm × 30 mm 10 Düsen Gesamt-Querschnitt10 nozzles total cross section = 0,004 m × 0,030 × 10 St.= 0.004 m × 0.030 × 10 pcs. = 0,0012 m²= 0.0012 m² Düseneinlaufnozzle inlet = 0,0135 m³/s : 0,0012 m²= 0.0135 m³ / s: 0.0012 m² = 11,25 m/s min für Gries oder Feinsand= 11.25 m / s min for semolina or fine sand

Die durchgeführten Versuche haben optisch bestätigt, daß durch die gestaffelt angeordneten Düsenreihen im Schrägschacht des Reaktors das mechanische Fluidverhalten der Wirbelschicht gegenüber der konventionellen Technik wesentlich verbessert werden kann.The experiments have optically confirmed that the staggered arranged rows of nozzles in the inclined shaft of Reactor, the mechanical fluid behavior of the fluidized bed significantly improved over the conventional technique can be.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a Wirbelschichtreaktor
2, 2a Schrägschacht
4, 4a, 4b, 4c, 4d Einzeldüse
5, 5a, 5b Düsenreihe
5c, 5d mittlere Düsenreihe
6, 6a, 6b, 6c, 6d Windkastenabschnitt
7 Wirbelschacht
8 Ascheabzug
9 Düsensitz
10 Düsenloch
11 Druckausgleichskanal
12 Mittelloch
13 Düsenauslaufblech
13a Düsenabdeckblech
14 Walzenströmungspfeil
15 obere Düsenreihe
16, 16a, 16b, 16c Ventil
20 untere Düsenreihe
22 Schrägschachtinnenwandfläche
22a Behälterinnenwandfläche
23 hitzebeständige Stahlwand
24 keramische Isoliermassewand
26 Prozeßraum
27 integrierter Brenner
28 Ventilregister
30 Zwischenwand
31, 31a kreisförmiger Reaktorraum
34 Unterleg-Blechhaut
35 Stahlvorderkante Leitblechrippe
35a Stahlvorderkante Düsenauslaufblech
38, 38a rechteckiger Reaktorraum
39 obere Abreißkante
40 Strömungspfeil
42 zentrale Wirbelbettasche
53, 53a Wirbelgasleitung
54, 54a Produkt- bzw. Brennstoffdosieröffnung
55 Flachschieber
57, 57a Rundbehälter
58, 58 Rechteckbehälter
59 Verstärkungsrippe
61, 61a, 61b, 61c Zwischenwandöffnung
62 Distanzblech
63, 63a Leitblechrippe
64 Leitfläche
65 Grobgutteile
67 Wirbelbettmaterial
68 Wirbelgas-Strömungspfeil
69 Fluidisierbereich (Schachtmitte)
70 Fluidisierbereich (Wandbereich)
71 Düseneingang
72 Düsenausgang
73, 73a Schweiß- oder Guß-Fertigteil
74 Klarsichtmodell
75, 75a Reaktorbehälter
77a-k Handventil
78a-f Magnetventil
79 Luftsammler
80 Verdichter
81, 81a Kegelbehälter
82, 82a, 82b, 82c Wirbelgasstichleitung
84 Windkasten
85 Schrägschacht
87, 87a pyramidenförmiger Reaktorraum
88, 88a Pyramidenbehälter
α1 Neigungswinkel
β1 Schüttwinkel feinkörniges Schüttgut
β2 Schüttwinkel grobkörniges Schüttgut
γS Schachtwandneigung
γD Düsenneigung
I, II, III, IV, V Düsenebene
"A" Einzelheit
"B" Einzelheit 1 , 1 a fluidized bed reactor
2 , 2 a inclined shaft
4 , 4 a, 4 b, 4 c, 4 d individual nozzle
5 , 5 a, 5 b nozzle row
5 c, 5 d middle row of nozzles
6 , 6 a, 6 b, 6 c, 6 d Windkastenabschnitt
7 vortex shaft
8 ash deduction
9 nozzle seat
10 nozzle hole
11 pressure equalization channel
12 center hole
13 nozzle outlet plate
13 a nozzle cover plate
14 roller flow arrow
15 upper nozzle row
16 , 16 a, 16 b, 16 c valve
20 lower nozzle row
22 inclined shaft inner wall surface
22 a container inner wall surface
23 heat-resistant steel wall
24 ceramic insulating wall
26 process space
27 integrated burners
28 valve registers
30 partition wall
31 , 31 a circular reactor space
34 underlay metal skin
35 Steel leading edge baffle rib
35 a Steel leading edge Nozzle outlet sheet
38 , 38 a rectangular reactor space
39 upper tear-off edge
40 flow arrow
42 central fluidized bed ash
53 , 53 a fluid gas line
54 , 54 a product or fuel metering opening
55 flat slide
57 , 57 a Round container
58 , 58 rectangular containers
59 reinforcing rib
61 , 61 a, 61 b, 61 c partition wall opening
62 spacer plate
63 , 63 a baffle rib
64 guide surface
65 coarse material parts
67 fluid bed material
68 fluidizing flow arrow
69 fluidisation area (shaft center)
70 fluidisation area (wall area)
71 nozzle inlet
72 nozzle exit
73 , 73 a Welded or cast finished part
74 Transparent model
75 , 75 a reactor vessel
77 a-k manual valve
78 a-f solenoid valve
79 air collector
80 compressors
81 , 81 a cone container
82 , 82 a, 82 b, 82 c fluidized gas flow line
84 windbox
85 inclined shaft
87 , 87 a pyramidal reactor space
88 , 88 a pyramid container
α1 inclination angle
β1 angle of repose fine-grained bulk material
β2 angle of repose coarse-grained bulk material
γS shaft wall inclination
γD nozzle tilt
I, II, III, IV, V nozzle level
"A" detail
"B" detail

Claims

1. fluidized bed reactor, consisting of a reactor vessel and an inclined shaft below, wherein in the oblique shaft wall in several nozzle planes above one another and staggered interspersed Wirbelgasöffnungen and can be equipped with nozzle inserts behind the oblique shaft wall provided a fluidizing gas supply and the shaft deepest a Wirbelgutabzug is connected, characterized that

a) nozzle rows ( 5 , 5 a, 5 b, 5 c, 5 d, 15 , 20 ) are inserted into the fluidizing gas openings of the nozzle planes (I, II, III, IV, V),
b) each of a plurality of individual nozzles ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 4 d), which are connected to each other via a pressure equalization channel ( 11 ) consist, and
c) each nozzle plane (I, II, III, IV, V) is assigned its own windbox section ( 6 , 6 a, 6 b, 6 c, 6 d) of the vortex gas supply.

2. fluidized bed reactor according to claim 1, characterized in that the nozzle rows ( 15 , 5 b, 5 c, 20 ) from the uppermost nozzle level (V) to the lowermost nozzle level (I) with a decreasing number of individual nozzles ( 4 , 4 a , 4 b, 4 c) are fitted.

3 fluidized bed reactor according to claim 1, characterized in that the nozzle rows ( 5 ) in each nozzle plane (I, II, III, IV, V) with a constant number of one zeldüsen ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c) equipped are.

4. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of nozzle rows ( 5 ) populated nozzle levels (I, II, III, IV) in the oblique shaft inner wall ( 22 ) are arranged.

5. fluidized bed reactor according to claim 4, characterized in that one or more with nozzle rows ( 5 ) be pieced nozzle levels (V) in addition in the container inner wall ( 22 a) are arranged.

6. fluidized bed reactor according to one of claims 4 or 5, characterized in that the Windkastenabschnitte ( 6 , 6 a, 6 b, 6 c) via fluidized gas flow conduits ( 82 , 82 a, 82 b, 82 c) and a valve register ( 28 ) Control valves ( 16 , 16 a, 16 b, 16 c) can be charged with fluidizing gas from a fluidizing gas line ( 53 ).

7. fluidized bed reactor according to one of claims 4 or 5, characterized in that the Windkastenabschnitte ( 6 , 6 a, 6 b, 6 c, 6 d) via a fluid gas line ( 53 a) with We belgas be charged and in the intermediate walls ( 30 ) Openings ( 61 , 61 a, 61 b, 61 c) are mounted with lei stungsmäßig tuned passage cross sections.

8. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reactor vessel ( 75 ) and inclined shaft ( 2 ) consist of a heat-resistant steel wall ( 23 ).

9. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reactor vessel ( 75 a) and inclined shaft ( 2 a) consist of a ceramic Isoliermassewand ( 24 ) and a Unterleg-sheet skin ( 34 ).

10. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reactor vessel ( 75 , 75 a) as a round container ( 57 , 57 a) and the inclined shaft ( 2 , 2 a) as a cone container ( 81 , 81 a) are formed ,

11. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reactor vessel ( 75 , 75 a) as a rectangular container ( 58 , 58 a) and the inclined shaft ( 2 , 2 a) as a pyramid container ( 88 , 88 a) are formed ,

12. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a nozzle row ( 5 ) of a heat-resistant steel wall ( 23 ) connected to the nozzle outlet plate ( 13 ), of a plurality of the intermediate wall ( 30 ) connected spacer plates ( 62 ) and from a plurality with the heat-resistant steel wall ( 23 ) and the intermediate wall ( 30 ) on the one hand and the nozzle outlet plate ( 13 ) on the other hand connected baffle ribs ( 63 , 63 a), which limit the nozzle holes ( 10 ) with the recess of a Druckaus gleichskanals ( 11 ).

13. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a nozzle row ( 5 ) consists of a with the lining sheet metal ( 34 ) and the ceramic Isoliermassewand ( 24 ) connected to the nozzle outlet plate ( 13 ), of a plurality of the intermediate wall ( 30 ) connected distance plates ( 62 ) and from several with the intermediate wall ( 30 ) and the ceramic Isoliermassewand ( 24 ) on the one hand and the nozzle outlet plate ( 13 ) on the other hand connected Leitchrichschrippen ( 63 , 63 a) consist, the nozzle holes ( 10 ) with recess a pressure equalization channel ( 11 ) zen limit.

14. fluidized bed reactor according to any one of claims 12 or 13, characterized in that the nozzle outlet plate ( 13 ) is inclined at an inclination angle (α1) from the horizontal downwards.

15. Fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a nozzle row ( 5 ) from a welded or cast finished part ( 73 ) is formed, consisting of a nozzle outlet plate ( 13 ) and a nozzle cover plate ( 13 a), their individual nozzles (4, 4 a, 4 b, 4 c) of routing plate fins (63) or Leitblechrippen (63 a) with pressure compensation channel (11) are limited and the nozzle row (5) with the nozzle outlets (72) flush with the Inside wall surface ( 22 ) of the heat-resistant steel wall ( 23 ) is bindable ver.

16. fluidized bed reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a nozzle row ( 5 ) of a welded or cast finished part ( 73 a) is formed, best starting from a nozzle outlet plate ( 13 ) and a Düsenab cover plate ( 13 a ), the individual nozzles (4, 4 a) of Leit plate fins (63) or Leitblechrippen (63 a) with pressure compensation channel (11) are limited, and the nozzle row (5) flush with the inner wall surface (22) of the Kera mix Isoliermassewand ( 24 ) is connectable.

17. fluidized bed reactor according to claim 7, characterized in that in the fluidized gas line ( 53 a), a burner ( 27 ) is integrated for vortex gas preheating.

18. fluidized bed reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the individual nozzles ( 4 ) of the nozzle rows ( 5 ) are arranged downwardly and laterally inclined to produce an angular momentum and to set the firing stoves in rotation.