Claims (17)
92 115 531.3 Patentansprüche :92 115 531.3 Patent claims:
1) Verfahren zur Behandlung von Gasen und partikelförmigen
Feststoffen in einem Wirbelbett, wobei die Gase und die partikelförmigen Feststoffe in eine Mischungskammer eingeleitet
und vermischt werden, die aus der Mischungskammer abgegebenen Gase und partikelförmigen Feststoffe einem Zyklon
zugeführt werden, und die abgetrennten Feststoffe teilweise zur Mischungskammer rezirkuliert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gase mit einer Geschwindigkeit von mehr als 35 m/s in
die Mischungskammer eingeführt werden. 1) Process for the treatment of gases and particulate solids in a fluidized bed, wherein the gases and the particulate solids are introduced into a mixing chamber and mixed, the gases and particulate solids discharged from the mixing chamber are fed to a cyclone, and the separated solids are partially recirculated to the mixing chamber, characterized in that the gases are introduced into the mixing chamber at a speed of more than 35 m/s.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase innerhalb eines Abstandes, der mindestens größer
als der Durchmesser der Einlaßöffnung ist, bei ungefähr konstanter Geschwindigkeit in die Mischungskammer eingeführt
werden.2) Process according to claim 1, characterized in that the gases are introduced into the mixing chamber at an approximately constant speed within a distance which is at least greater than the diameter of the inlet opening.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gase, die mit den partikelförmigen Feststoffen mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 4 g/cm3 vermischt
werden, mit einer Einlaßgeschwindigkeit von mehr als 60 m/s eingeführt werden. j3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that the gases which are mixed with the particulate solids having a specific weight of more than 4 g/cm 3 are introduced at an inlet speed of more than 60 m/s. j
4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. 4) Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized.
Ij daß die nach unten gerichtete Randströmung der festen Partikel
in der Mischungskammer so geleitet wird, daß sie in einem Winkel von mindestens 20" auf den Strom der heißen Gase
trifft, der in die Mischungskammer eingeführt wird.Ij that the downward marginal flow of solid particles
in the mixing chamber is directed so that it meets the flow of hot gases introduced into the mixing chamber at an angle of at least 20".
5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/ 5) Method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that
daß heißes reduzierendes Gas mit einer Einlaßgeschwindigkeit von mindestens 60 m/s, vorzugsweise 100 m/s in die Mischungskammer
eingeführt wird, feste Partikel mit einem spezifischen Gewicht von mehr als 4 g/cm3 im Wirbelbett der Mischungskammer
angeordnet sind, und das Auswaschen der festen Partikel aus der Mischungskammer nur stromabwärts erfolgt.that hot reducing gas is introduced into the mixing chamber at an inlet velocity of at least 60 m/s, preferably 100 m/s, solid particles with a specific gravity of more than 4 g/cm 3 are arranged in the fluidized bed of the mixing chamber, and the washing out of the solid particles from the mixing chamber takes place only downstream.
6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 6) Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that
daß die Temperatur des Wirbelbettes in Übereinstimmung mit den
Metallerzen auf eine Temperatur eingestellt wird, die für die Reduktion dieser Metallerze vorteilhaft ist.that the temperature of the fluidized bed is adjusted in accordance with the
metal ores to a temperature which is advantageous for the reduction of these metal ores.
7) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 7) Method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that
daß die Temperatur des Wirbelbettes für die Reduktion der Eisenerze auf 750 bis 1050°C, vorzugsweise 900"C eingestellt
wird.that the temperature of the fluidized bed for the reduction of the iron ores is set at 750 to 1050°C, preferably 900°C.
8) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, 8) Method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that
* daß die Temperatur des Wirbelbettes in der Mischungskammer
eingestellt wird, indem das Verhältnis der zwangsweise* that the temperature of the fluidized bed in the mixing chamber is adjusted by changing the ratio of the forced
* gekühlten zur ausgekleideten Innenoberfläche der Mischungskammer,
das Kühlmittel, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühl- * cooled to the lined inner surface of the mixing chamber, the coolant, the flow rate of the coolant
mittels, die Zufuhrgeschwindigkeit des Erzes verändert werden \
und kühlende oder erwärmende Mittel zugesetzt werden.by changing the feed rate of the ore and adding cooling or heating agents.
9) Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, 9) Method according to claim 8,
characterized,
daß die Temperatur in der Mischungskammer eingestellt wird, indem alle aufgeführten Schritte oder jede Anzahl der aufgeführten
Schritte kombiniert werden oder indem einer der aufgeführten Schritte allein vorgenommen wird.that the temperature in the mixing chamber is adjusted by combining all or any number of the steps listed or by performing any of the steps listed alone.
10) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, 10) Method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that
daß die Mischungskammer als Gaskühler für das reduzierende Gas, insbesondere Abgas aus dem Schmelzreduktionsgefäß,
verwendet wird.that the mixing chamber is used as a gas cooler for the reducing gas, in particular exhaust gas from the melt reduction vessel.
11} Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, 11} Method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that
daß die Dichte der Suspension der festen Partikel und des Gases des Produktstromes in der Mischungskammer auf
10 bis 200 kg/m3, vorzugsweise 20 bis 100 kg/m3 und im Steigrohr vor dem Zyklon auf Werte von 2 bis 30 kg/m3,
vorzugsweise 3 bis 10 kg/m3 eingestellt wird.that the density of the suspension of the solid particles and the gas of the product stream in the mixing chamber is adjusted to 10 to 200 kg/m 3 , preferably 20 to 100 kg/m 3 and in the riser pipe upstream of the cyclone to values of 2 to 30 kg/m 3 , preferably 3 to 10 kg/m 3 .
12) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, 12) Method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that
daß die heißen Gase mit einer Gasgeschwindigkeit von 35 bis 80 m/s aus dem Vergasungsbrenner der Gasturbine, einem
Vergaser oder einem anderen Hochtemperaturverfahren, das heiße * Gase erzeugt, in die Mischungskammer eingeführt werden,
wodurch im Wirbelbett feste Partikel hauptsächlich mit einer *
Partikelgröße von 4 bis 200 &mgr;&tgr;&agr; und einem spezifischen Gewichtthat the hot gases are introduced into the mixing chamber at a gas velocity of 35 to 80 m/s from the gas turbine combustor, a gasifier or another high temperature process which generates hot * gases, whereby solid particles are formed in the fluidized bed mainly with a * particle size of 4 to 200 μ΄α and a specific gravity
von weniger als 4 g/cm3 vorhanden sind, und keine festen
Partikel stromaufwärts in die Gaszufuhrleitung entweichen.of less than 4 g/cm 3 and no solid particles escape upstream into the gas supply line.
13) Vorrichtung zur Behandlung von Gasen und Feststoffen in einem Wirbelbett, wobei der Wirbelbettreaktor, stromabwärts
gesehen, im wesentlichen eine Mischungskammer, ein Steigrohr und einen Zyklon mit einer Leitung für die Rückführung der
Feststoffe in die Mischungskammer umfaßt, dadurch gekennzeichnet, 13) Apparatus for treating gases and solids in a fluidized bed, the fluidized bed reactor, viewed downstream, essentially comprising a mixing chamber, a riser pipe and a cyclone with a line for returning the solids to the mixing chamber, characterized in that
daß die Mischungskammer eine Gaszufuhrleitung für diese Gase aufweist, diese Gaszufuhrleitung ein Verhältnis von Länge zu
Durchmesser I/D von mehr als 1 aufweist, und die Mischungskammer einen unteren konischen Gefäßabschnitt mit
einem Neigungswinkel des Konus von weniger als 70" aufweist.that the mixing chamber has a gas supply line for these gases, this gas supply line has a length to diameter ratio I/D of more than 1, and the mixing chamber has a lower conical vessel section with an inclination angle of the cone of less than 70".
14) Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, 14) Device according to claim 13,
characterized,
daß der untere konische Abschnitt der Mischungskammer einen Neigungswinkel des Konus zwischen 45 und 70° aufweist.that the lower conical section of the mixing chamber has a cone inclination angle between 45 and 70°.
15) Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, 15) Device according to claim 13 or 14, characterized in that
daß die metallische Außenwand der Mischungskammer vollständig oder teilweise zwangsweise gekühlt wird, vorzugsweise durch
Wasserkühlung.that the metallic outer wall of the mixing chamber is completely or partially forcibly cooled, preferably by
water cooling.
16) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15,16) Device according to one or more of claims 13 to 15,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Innenwand der Mischungskammer vollständig oder teilweise mit einer ein- oder mehrschichtigen feuerfesten
Auskleidung versehen ist.that the inner wall of the mixing chamber is completely or partially provided with a single or multi-layer refractory lining.
17) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16,17) Device according to one or more of claims 13 to 16,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Gaseinlaßöffnung der Mischungskammer mit einer Ringdüse für die Einführung eines zusätzlichen Gases
ausgestattet ist.that the gas inlet opening of the mixing chamber is equipped with an annular nozzle for the introduction of an additional gas.