DE602006000936T2

DE602006000936T2 - Zirkulierende Wirbelschichtfeuerungsanlage mit umwandelbarem Verbrennungsverfahren

Info

Publication number: DE602006000936T2
Application number: DE602006000936T
Authority: DE
Inventors: Jean-Xavier Morin; Silvestre Suraniti; Corinne Beal; Emmanuel Flores; Daniel Baglione
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: ES2306400T3; CN1973988B; US7520249B2; US20070079773A1; CN1973988A; DE602006000936D1; EP1772670A1; FR2891893A1; EP1772670B1; FR2891893B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zirkulierende Wirbelschichtfeuerungsanlage mit umwandelbarem Verbrennungsverfahren.
Die Entwicklung von neuen Regelungen zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen, zu denen auch das Kohlenstoffdioxid in den mit kohlenstoffhaltigen fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken zählt, hat den Einsatz von Technologien zur CO2-Sequestrierung in den Rauchgasen bei Verbrennung mit Luft zur Folge.
Die am häufigsten eingesetzte Technik der CO2-Sequestrierung besteht darin, die durch den Stickstoff der Verbrennungsluft verdünnten Rauchgase mit Hilfe von Lösungsmitteln zu waschen, die das Kohlenstoffdioxid absorbieren und es dann, nach Regenerierung des Lösungsmittels durch Erhitzung, in Form eines konzentrierten Rauchgasstroms aus Kohlenstoffdioxid wieder frei geben.
Dieses Verfahren absorbiert sehr viel Energie und setzt den Wirkungsgrad der auf der Grundlage fossiler Kohlenstoffverbindungen arbeitenden Kraftwerke bedeutend herab, der so um mehr als fünfzehn Punkte sinkt.
Aus den Patenten US 4 498 289 und US 5 175 995 ist bekannt, in den Produktionsanlagen als Verbrennungsmittel Sauerstoff anstatt Luft zu verwenden.
Der Vorteil der Verwendung von Sauerstoff als Verbrennungsmittel ist die Verringerung des Stickstoffballasts bis zur Elimination, der das Kohlenstoffdioxid in den Rauchgasen verdünnt und aus dem Stickstoff in der Verbrennungsluft entsteht, sowie die erheblich geringeren baulichen Abmessungen der erforderlichen Einrichtung aufgrund eines Rauchgasdurchsatzes, der nur etwa 35%–40% des typischen Rauchgasdurchsatzes bei Luftverbrennung entspricht.
Die Anwendung dieses Prinzips auf eine zirkulierende Wirbelschichtfeuerungsanlage ist im Patent US 6 505 567 veröffentlicht. Nach diesem Dokument umfasst ein Dampferzeuger oder eine zirkulierende Wirbelschichtfeuerung Mittel zum Einleiten von annähernd reinem Sauerstoff in den Erzeuger.
Die technische Anwendung der zirkulierenden Wirbelschicht hat den Vorteil, dass sie es ermöglicht, aus dem Kreislauf der zirkulierenden Feststoffe Wärme abzuziehen und eine vom Sauerstoffgehalt des Verbrennungsmittels unabhängige niedrige Verbrennungstemperatur beizubehalten. Diese Technik ist somit besonders attraktiv und ermöglicht es, den Sauerstoffanteil im Verbrennungsmittel zu maximieren und die Größe des Feuerungskessels, die unmittelbar vom Durchsatz der erzeugten Rauchgase abhängt, zu minimieren.
Doch gemäß diesem Stand der Technik wird kein wirksames Mittel zur Umwandlung eines luftbetriebenen zirkulierenden Wirbelschichtreaktors in einen sauerstoffbetriebenen zirkulierenden Wirbelschichtreaktor angeboten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zirkulierenden Wirbelschichtreaktor zu schaffen, der speziell für den Betrieb mit Luftverbrennung ausgelegt ist und durch ein Mindestmaß an strukturellen Änderungen in eine wirksame zirkulierende Wirbelschicht für den Betrieb mit Sauerstoffverbrennung oder mit recyceltem Kohlenstoffdioxid umgewandelt werden kann.
Dazu schlägt die Erfindung einen zirkulierenden Wirbelschichtreaktor vor, der mit Luft versorgt werden soll und umgewandelt werden kann, um mit einem sauerstoffreichen Gemisch betrieben zu werden, der eine in horizontaler Richtung durch vertikale Wände abgegrenzte Reaktionskammer umfasst, mindestens zwei Zentrifugalabscheider sowie ein Wärmeaustauschelement, Wärmetauscherzelle genannt, Reaktor des weiteren mit Mitteln zur Einleitung eines Fluidisierungsgases in die Reaktionskammer mittels mindestens einem Luftkasten unterhalb der Reaktionskammer zur Aufrechterhaltung eines zirkulierenden Wirbelbetts aus Partikeln in dieser Kammer, Mittel zur Weiterleitung des zu entstaubenden Gases von der Kammer zu den Abscheidern, Mittel zum Austragen der aus den Abscheidern in der Wärmetauscherzelle abgeschiedenen Partikel, Reaktor dadurch gekennzeichnet, dass

– die besagte Reaktionskammer mindestens eine vertikale Wand als partielle innere Teilungswand aufweist, die zwei miteinander und jeweils mit mindestens einem Abscheider kommunizierende Teilkammern bildet,
– die besagte Wärmetauscherzelle mindestens eine vertikale Wand als innere Teilungswand aufweist, die zwei miteinander und jeweils mit mindestens einem Abscheider kommunizierende Teilkammern bildet,

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Querschnitt einer der besagten Teilkammern zwischen 60 und 65% des Gesamtquerschnitts der besagten Kammer, während der Querschnitt der anderen Teilkammer zwischen 35 und 40% liegt, und das besagte sauerstoffreiche Gemisch weist 70% Sauerstoff und 30% recyceltes Kohlenstoffdioxid auf.
Der besagte Luftkasten ist vorzugsweise durch eine in der gleichen Ebene wie die besagte Teilungswand der Reaktionskammer angeordnete Wand in zwei Teilkästen unterteilt.
Falls der Reaktor auch mindestens zwei äußere Fließbetten aufweist, jeweils zur Aufnahme der aus jedem Abscheider austretenden Partikel über einen Zufuhrkanal der Feststoffpartikel, wovon jedes eine Wand aufweist, die mit der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann, ist vorteilhaft eine Siphon-Einrichtung mindestens teilweise innerhalb der besagten Kammer längs der besagten Wand angeordnet, die mit den besagten äußeren Fließbetten und der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann.
Vorzugsweise sind die Hohlräume der besagten äußeren Fließbetten überdimensioniert, um einen Freiraum für weitere 10 bis 20% Austauscherfläche aufzuweisen.
Die Brennstoffzufuhrleitungen sind vorzugsweise überdimensioniert.
Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst der Reaktor eine in horizontaler Richtung durch senkrechte Wände abgegrenzte Reaktionskammer, zwei Zentrifugalabscheider und eine Wärmetauscherzelle, die sich im hinteren Bereich der Reaktionskammer befindet, wobei die beiden Abscheider seitlich sind und jeweils eine mit der Seitenwand der Wärmetauscherzelle gemeinsame senkrechte Wand aufweisen, und die besagte Teilungswand der besagten Kammer ist rechtwinklig zur Stirnwand dieser Kammer und die besagte Teilungswand der besagten Wärmetauscherzelle parallel zu dieser Teilungswand der besagten Kammer angeordnet.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante umfasst der Reaktor eine in horizontaler Richtung durch senkrechte Wände abgegrenzte Reaktionskammer, -n- Zentrifugalabscheider mit Rauchgasabzugschächten, die jedes Abscheiderpaar mit einer hinteren Wärmetauscherzelle und einer im hinteren Bereich der Kammer angeordneten Wärmetauscherzelle verbindet, wobei -n- höher oder gleich 2 ist, bei der Reaktionskammer jede ihrer besagten seitlichen Wände mit einer so genannten seitlichen senkrechten Wand einer Gruppe von n/2 Abscheidern gemeinsam sein kann, und die besagte Teilungswand der besagten Kammer parallel zur Stirnwand dieser letzteren ist und die besagte Teilungswand der besagten Wärmetauscherzelle parallel zu dieser Teilungswand der besagten Kammer ist.
In diesem Fall sind die beiden Rauchabzugsschächte, die jede so genannte Gruppe von Abscheidern mit der hinteren Wärmetauscherzelle verbinden, vorzugsweise mit einer senkrechten partiellen Teilungswand versehen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Umwandlung eines zirkulierenden Wirbelschichtreaktors der oben beschriebenen Art, um dessen Betrieb mit Sauerstoff oder recyceltem Kohlenstoffdioxid zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Umwandlungsschritte beinhaltet:

– vollständiges luftdichtes Abschließen der besagten senkrechten Teilungswand der Reaktionskammer zur Bildung von zwei separaten Teilkammern, wobei die eine so genannte Teilverbrennungskammer als Verbrennungskammer mit Sauerstoffzufuhr dient und die andere so genannte Abkühlkammer für die Abkühlung der Fluidisierungsgase der besagten äußeren Fließbetten;
– vollständiges luftdichtes Abschließen der besagten senkrechten Teilungswand der Wärmetauscherzelle zur Bildung von zwei separaten Teilzellen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet dieses Verfahren auch folgende Umwandlungsschritte:

– Verriegelung der Zufuhr von Feststoffpartikeln durch den oder die entsprechenden Abscheider des oder der an die besagte Abkühl-Teilkammer angeschlossenen äußeren Fließbetten,
– Absperrung des Durchlaufs zwischen diesem oder diesen äußeren Fließbett(en) und der besagten Abkühl-Teilkammer,
– beidseitig der Kammer Serienanschluss der Zufuhrschächte von Feststoffpartikeln aus allen vorhandenen äußeren Fließbetten, ausgehend vom Zufuhrschacht des oder der an die besagte Verbrennungs-Teilkammer angeschlossenen äußeren Fließbettes(-betten),
– Ausrüstung dieser Anschlüsse mit Stellventilen.

Das Verfahren weist vorteilhaft einen Einbauschritt für eine Siphon-Einrichtung auf, die mindestens teilweise innerhalb der besagten Kammer längs der besagten Wand angeordnet ist, welche mit den so genannten äußeren Fließbetten und der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren folgende Umwandlungsschritte:

– Absperrung der Austrittsöffnungen der so genannten Siphon-Einrichtung innerhalb der besagten Abkühl-Teilkammer,
– Ausführung von Öffnungen in der Decke und/oder Wänden der besagten Siphon-Einrichtung im Inneren der besagten Abkühl-Teilkammer,
– Fluidisierung der Siphon-Einrichtung, so dass die Weiterleitung der Feststoffpartikel in Längsrichtung innerhalb dieser Einrichtung gewährleistet wird.

Das Verfahren kann auch das Verschließen aller Zufuhrleitungen für Brennstoff und Sekundärluft der besagten Abkühl-Teilkammer umfassen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Abbildungen, die nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, näher erläutert.
Die 1 und 2 sind perspektivische Darstellungen eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 3 und 4 sind perspektivische Darstellungen eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel, mit einer Reaktionskammer und einer Wärmetauscherzelle, die offen ist, damit das Innere sichtbar wird.
Die 5A bis 5C sind horizontale Schnittdarstellungen vom oberen Teil eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 6 ist eine schematisierte perspektivische Teil-Darstellung eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 7A und 7B sind vertikale und horizontale Schnittdarstellungen eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 8A und 8B sind ebenfalls vertikale und horizontale Schnittdarstellungen eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 9 ist eine perspektivische Darstellung eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Die 10 ist eine horizontale Schnittdarstellung des oberen Teils eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Die 11A bis 11C sind horizontale Schnittdarstellungen des oberen Teils eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Die 12 ist eine Schnittdarstellung vom unteren Teil eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht gemäß der Erfindung bezogen auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Bei der ersten Ausführung, die in den 1 bis 8 beschrieben und illustriert wird, ist die zirkulierende Wirbelschicht von dem in der ebenfalls von der Anmelderin eingereichten Patentschrift WO 03/038338 beschriebenen Typ.
Dieser Reaktor umfasst eine Reaktionskammer 1, die in horizontaler Richtung durch vertikale Wände abgetrennt ist, zwei Zentrifugalabscheider 2A und 2B und ein Element zur Wärmerückgewinnung, bezeichnet als Wärmetauscherzelle 3, welches sich im hinteren Breich der Reaktionskammer befindet. Dieser Reaktor umfasst die Mittel für die Einleitung eines Fluidisierungsgases in die Reaktionskammer zur Aufrechterhaltung einer zirkulierenden Wirbelschicht aus Feststoffpartikeln in dieser Kammer dank eines unter der Kammer 1 befindlichen Luftkastens 4. Er umfasst auch Mittelfûr den Transfer des zu entstaubenden Gases von der Kammer 1 zu den Abscheidern 2A, 2B sowie Mittel zum Austragen der abgesetzten Feststoffpartikel aus den Abscheidern sowie Mittel für den Transfer der entstaubten Gase aus den Abscheidern zur Wärmetauscherzelle 3. Dieser Reaktor umfasst auch zwei äußere FließFließbetten 5A und 5B, beide zur Aufnahme der Partikel an den Austritten der Abscheider über einen Zufuhrschacht für Feststoffpartikel; ein jedes hat eine gemeinsame Wand mit der Reaktionskammer 1.
Die beiden Abscheider 2A und 2B sind seitlich angeordnet und weisen je eine gemeinsame vertikale Wand mit der Wärmetauscherzelle auf 3.
Entsprechend der Erfindung kann dieser für den Betrieb mit Luft bestimmte Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht unter minimalem Aufwand für den effizienten Betrieb mit einem sauerstoffreichen Gasgemisch umgewandelt werden.
Dieses sauerstoffreiche Gemisch enthält vorzugsweise 70% Sauerstoff und 30% recyceltes Kohlenstoffdioxid.
Dafür verfügt die Reaktionskammer 1, wie in den 3 bis 5 ersichtlich, über eine innere partielle vertikale Teilungswand 10 zur Unterteilung in zwei Teilkammern 1A und 1B, die untereinander und deren jede mit einem Abscheider kommuniziert. Die Wärmetauscherzelle 3 umfasst eine vertikale Teilungswand 30 zur internen partiellen Unterteilung in zwei Teilzellen 3A und 3B, welche untereinander kommunizieren und deren jede mit mindestens einem Abscheider kommuniziert.
Diese Teilungswand 10 der Reaktionskammer steht senkrecht zur Stirnwand der Kammer und die besagte Teilungswand 30 der Wärmetauscherzelle steht parallel zu der besagten Teilungswand 10 der Kammer.
Generell sind diese Teilungswände 10 und 30 so angeordnet, dass sie einen Querschnitt durch eine der so genannten Teilkammern 1B und durch eine bei Sauerstoffbetrieb in der Reaktionskammer entsprechende der so genannten Teilzellen 3B definieren. Vorzugsweise beträgt der Querschnitt einer der besagten Teilkammern 1A 60 bis 65% des Gesamtquerschnitts der Kammer 1; während der Querschnitt der anderen Teilkammer 1B zwischen 35 und 40% beträgt.
Die besagten Teilungswände 10 und 30, wie sie in den Abbildungen dargestellt sind, verlaufen von der Decke nach unten und lassen im unteren Teil der Reaktionskammer 1 oder der Wärmetauscherzelle 3 einen freien Durchgang. Als Variante können sie im oberen Teil der Kammer und/oder der Wärmetauscherzelle einen freien Durchgang lassen oder aber es können Wände sein, die mit mehreren Öffnungen versehen sind, welche sich über die Höhe veteilen oder nicht und die über die gesamte Breite verteilt sind oder nicht.
Im Inneren der Zelle 3 können die Wärmetauscher parallel zur Stirnwand der Kammer 1 angeordnet sein, so dass sie durch die Teilungswand 30 der Zelle hindurchgehen, luftdicht, wie in 5A illustriert. Es ist dann nur eine Reihe Kollektoren C erforderlich, die an einem seitlichen Rand der Zelle 3 angeordnet ist, und mit Dampf betriebene Entstaubungsgeräte (Kaminreiniger) D können die Reinigung der beiden Teilzellen und der Wärmetauscher ermöglichen.
Die Wärmetauscher können auch parallel zur Stirnwand der Kammer 1 so angeordnet werden, dass sie nicht durch die Teilungswand 30 der Zelle hindurchgehen, wie in 5B illustriert. Es sind dann zwei Reihen Kollektoren C1 und C2 erforderlich, jede an einem Seitenrand der Zelle 3 angeordnet, und mit Dampf betriebene Entstaubungsgeräte (Kaminreiniger) D können die Reinigung der beiden Teilzellen und der Wärmetauscher ermöglichen.
Die Wärmetauscher können schließlich noch rechtwinklig zur Stirnwand der Kammer 1 angeordnet werden, wie dies 5C illustriert. Es sind dann zwei Reihen Kollektoren C erforderlich, die hinter der Zelle 3 angeordnet sind, und je nach Abstand zwischen den Wärmetauschern mit Dampf oder Ultraschall betriebene Entstaubungsgeräte (Kaminreiniger) können die Reinigung der beiden Teilzellen und der Wärmetauscher ermöglichen.
Der Luftkasten 4, gut sichtbar auf 6, ist durch eine in der gleichen vertikalen Ebene wie die besagte Teilungswand 10 der Reaktionskammer 1 angeordnete Wand 40 in zwei Teilkästen, 4A und 4B, unterteilt.
Als Variante kann es auch ausreichend sein, dass er entsprechend vorgerüstet ist, damit später bei der Umwandlung des Reaktors die Segmentierung erfolgen kann.
Wie in den 7A und 7B illustriert, ist im Inneren der Reaktionskammer 1 auf der Länge der mit den äußeren Fließbetten 5A und 5B gemeinsamen Wand der Reaktionskammer 1 eine Siphon-Einrichtung 6 installiert. Bei nicht umgewandeltem Betrieb, also mit Luft, hat sie keine spezifische Funktion, sie gewährleistet durch die über die gesamte Breite der Reaktionskammer 1 angebrachten Austritts-öffnungen 6A den Durchgang der Feststoffe von den äußeren Fließbetten zur Reaktionskammer 1. Sie kann jedoch auch gleich bei der Montage des Reaktors für den Luftbetrieb installiert werden, wenn die bei der Umwandlung des Reaktors erforderlichen Veränderungen möglichst wenig umfangreich und einfach gehalten werden sollen.
Als Variante kann diese Siphon-Einrichtung 6 später bei der Umwandlung des Reaktors installiert werden
Wie die 8A und 8B zeigen, sind die Hohlräume für die äußeren Fließbetten 5A und 5B in der Länge überdimensioniert, so dass sie Freiraum aufweisen. Wie weiter unten noch zu sehen sein wird, sind in diesen Fließbetten Verdampfer- und/oder Überhitzungswärmetauscher hinzuzufügen, um die Umstellung auf den Betrieb mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid zu erlauben.
Außerdem sind auch die Versorgungsleitungen für Brennstoff überdimensioniert, um den 100%igen Durchsatz des Brennstoffs nach der Umstellung in der Teilkammer 1B zu ermöglichen. Gleiches gilt für die Geräte zum Transport des Brennstoffs, die nach der Umstellung in der Teilkammer 1B den vollständigen Durchsatz ermöglichen müssen.
Ein Verbrennungsreaktor wie der vorher beschriebene ist dafür bestimmt, mit Luft als Verbrennungsmittel betrieben zu werden. Dank einer Reihe von Veränderungen, die im Folgenden beschrieben werden, kann er für den Betrieb mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid umgewandelt werden. Das allgemeine Prinzip dieser Umwandlung besteht darin, dass nur eine Teilkammer der Reaktionskammer als Feuerraum oder Verbrennungskammer genutzt wird, der mit ihr verbundene Abscheider in seiner Primärfunktion der Trennung von Gas und Feststoffen fungiert, die Gase am Austritt dieses Abscheiders in einer Teilzelle der Wärmetauscherzelle aufgefangen werden, die Feststoffe am Austritt dieses Abscheiders in zwei äußeren Fließbetten aufgefangen werden, die so verbunden sind, dass sie parallel von den Feststoffen durchlaufen werden, und die am Austritt mit der besagten Verbrennungskammer verbunden sind, so dass die Feststoffe in die Kammer überführt werden können, die am Austritt auch mit der anderen Teilkammer verbunden sind, die so genannte Abkühlkammer, so dass das Fluidisierungsgas, vorzugsweise Stickstoff, zu dieser weitergeleitet werden kann.
Dafür umfasst das Verfahren zur Umwandlung eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht der oben beschriebenen Art mit dem Ziel, den Betrieb mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid zu ermöglichen, folgende Schritte der Umwandlung:

– vollständiges und dichtes Abschließen der vertikalen Teilungswand 10 der Reaktionskammer, so dass zwei unabhängige Teilkammern entstehen, die eine 1B, die so genannte Verbrennungs-Teilkammer mit einem Querschnitt, der zwischen 35 und 40% des Querschnitts der Kammer 1 beträgt, mit der Bestimmung, eine mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid gespeiste Verbrennungskammer zu bilden, und die andere 1A, die so genannte Abkühl-Teilkammer, mit der Bestimmung, die Fluidisierungsgase der äußeren Fließbetten 5A und 5B zu kühlen,
– vollständiges und dichtes Abschließen der vertikalen Teilungswand 30 der Zelle, so dass zwei unabhängige Teilzellen 3A und 3B entstehen,
– Verriegelung der Versorgung des mit der Abkühl-Teilkammer 3A verbundenen äußeren Fließbetts 5A mit Feststoffpartikeln aus dem entsprechenden Abscheider 2A; diese Verriegelung kann durch Schließen des Stellventils zur Regulierung des Feststoff-Durchsatzes erfolgen, welches zur Regulierung des Reaktors im Betrieb mit Luft dient, oder die Verriegelung erfolgt durch Ausbau dieses Ventils und Verschluss der entsprechenden Leitung,
– Verschließen des Durchgangs zwischen diesem äußeren Fließbett 5A und der Abkühl-Teilkammer 1A,
– Serienanschluss der Zufuhrschächte für Feststoffpartikel zu den vorhandenen zwei äußeren Fließbetten 5A und 5B, vom Fließbett 5B zum ursprünglich mit der Verbrennungs-Teilkammer 1A verbundenen äußeren Fließbett 5A;
– Ausrüstung dieses Anschlusses mit einem Stellventil zur Regulierung des Feststoff-Durchsatzes, zum Beispiel kann dafür das weiter oben erwähnte ausgebaute Ventil dafür verwendet werden. Das Ventil wird am Ende des Zufuhrschachts für das äußere Fließbett 5B montiert, welches eine gemeinsame Wand mit der Verbrennungs-Teilkammer 1B hat, um eine regulierte Versorgung des Zufuhrschachts des anderen Fließbetts 5A zu ermöglichen.

Wenn die Siphon-Einrichtung 6 mit ihren Luftkästen 6B bereits vor der Umwandlung an dem mit Luft betriebenen Reaktor installiert worden ist, so wird diese Siphon-Einrichtung mit den folgenden Operationen verändert, um am Austritt der äußeren Fließbetten die Trennung des Feststoffkreislaufs vom Kreislauf der Fluidisierungsgase der äußeren Fließbetten, vorzugsweise Stickstoff, zu gewährleisten:

– Verschließen der Austrittsöffnungen 6A der Siphon-Einrichtung im Inneren der Abkühl-Teilkammer 1A,
– Anbringen von Öffnungen am Eintritt, in der Decke und/oder einer Wand der so genannten Siphon-Einrichtung 6 im Inneren der Abkühl-Teilkammer 1A,
– Fluidisierung der Siphon-Einrichtung 6, so dass der Transport der Feststoffe in Längsrichtung in dieser Einrichtung gewährleistet ist, in der Richtung von dem an die Abkühl-Teilkammer anstoßenden Fließbett 5B hin zum Fließbett 5A, welches an die Verbrennungs-Teilkammer anstößt; diese Fluidisierung erfolgt durch recyceltes Kohlenstoffdioxid und/oder Wasserdampf,

Wenn die Siphon-Einrichtung nicht vor der Umwandlung an dem mit Luft betriebenen Reaktor installiert worden ist, wird in der Reaktionskammer eine Siphon-Einrichtung mit dazu gehörigen Luftkästen für die Fluidisierung 6B installiert, welche die im Folgenden angeführten Merkmale aufweist, nämlich je nach Teilkammer Austrittsöffnungen für Feststoffe und Austrittsöffnungen für Gase.
Wenn der Luftkasten 4 nicht bereits mit einer Teilungswand ausgerüstet worden ist, wird diese Teilungswand 40 montiert. Nur der Teilkasten 4B unter der Verbrennungskammer 1B wird mit Sauerstoff und/oder recyceltem Kohlenstoffdioxid verwendet und fluidisiert.
Eine Einrichtung zum diskontinuierlichen Austragen eventueller Ablagerungen kann im unteren Teil des anderen Teilkastens 4A unter der Abkühl-Teilkammer 1A vorgesehen werden. Eine solche Austrag-Einrichtung kann auch im unteren Teil der Abkühl-Teilkammer 1A und in der Nähe der Siphon-Einrichtung am Austritt des Abscheiders 2A vorgesehen werden, der von den Fluidisierungsgasen der äußeren Fließbetten durchströmt werden soll.
Das Verfahren der Umwandlung umfasst auch das Verschließen aller Zufuhrleitungen für Brennstoff und sekundäre Verbrennungsluft der Kühl-Teilkammmer 1A, unabhängig davon, ob diese Zufuhrleitungen sich in der Reaktionskammmer oder in der Siphon-Einrichtung befinden. Die Zufuhrleitungen für sekundäre Verbrennungsluft der Verbrennungs-Teilkammer 1B sind ihrerseits mit Einspritzlanzen für sauerstoffreiches Gemisch ausgerüstet.
Zusätzliche Verdampfer- und/oder Überhitzungs-Wärmetauscher, in der Größenordnung 10 bis 20% werden in dem freien Raum der äußeren Fließbetten 5A und 5B angebracht. Nach der Umwandlung beim Betrieb mit sauerstoffreichem Gemisch ersetzen diese Wärmetauscher die Fläche für den Wärmeaustausch im Inneren der Abkühl-Teilkammer 1A, die nicht mehr genutzt wird. Diese Wärmetauscher können ihre Wärme an Wärmeschild-Kreisläufe abgeben, so dass keine Kreiselpumpe eingesetzt werden muss.
Der Wärmetauscherzelle 3 nachgeschaltet, wird der ursprüngliche Kreislauf der Rauchgase zur Behandlung der aus den äußeren Fließbetten ausgetragenen Gase verwendet. Ein getrennter Kreislauf kommt hinzu, um die aus dem Kreislauf der Verbrennung des sauerstoffreichen Gemisches stammenden kohlenstoffdioxid- und wasserdampfhaltigen Verbrennungsabgase zu behandeln.
Dieser hinzugefügte Kreislauf umfasst Schächte, Gas-Gas-Wärmetauscher, Filtriereinrichtungen, Ventilatoren und Kondensatoren zur Behandlung des Kohlenstoffdioxids, bevor es für den Transport verdichtet wird.
Entsprechend der zweiten Ausführungsart, die in den 9 bis 12 beschrieben und illustriert ist, ist die zirkulierende Wirbelschicht von dem Typ, der in der von der Anmelderin eingereichten Patentunterlage WO 2004/036118 beschrieben wird.
Entsprechend dieser früheren Unterlage, nach einem Modulsystem, kann ein Reaktor eine in horizontaler Richtung durch vertikale Wände abgegrenzte Reaktionskammer umfassen, n Zentrifugalabscheider mit Rauchabzugsschächten, welche jedes Abscheiderpaar mit einer hinteren Wärmetauscherzelle und einer Wärmetauscherzelle im hinteren Berich der Verbrennungskammer verbinden, wobei jede der so genannten seitlichen vertikalen Wände der Reaktionskammer eine gemeinsame Wand mit einer so genannten seitlichen vertikalen Wand einer Gruppe von n/2 Abscheidern sein kann.
Das spezifisch beschriebene Beispiel wird der Fall mit n = 4 sein, aber die Erfindung gilt für den allgemeinen Fall mit n größer oder gleich 2.
Dieser modulare Reaktor umfasst eine Reaktionskammer 1, die in horizontaler Richtung durch vertikale Wände abgegrenzt ist, er umfasst auch je nach seiner Größe zwei bis sechs Abscheider, im beschriebenen Beispiel sind es vier Zentrifugalabscheider 2A bis 2D und ein Element zur Wärmerückführung, bezeichnet als Wärmetauscherzelle 3 und angeordnet im hinteren Bereich der Kammer. Dieser Reaktor umfasst Mittel zur Einleitung eines Fluidisierungsgases in die Reaktionskammer und zur Aufrechterhaltung einer zirkulierenden Wirbelschicht von Partikeln in dieser Kammer 1. Er umfasst auch Mittel für den Transfer des zu entstaubenden Gases aus der Kammer 1 zu den Abscheidern 2, Mittel zum Austragen der abgeschiedenen Partikel aus den Abscheidern 2 und Mittel zur Weiterleitung der entstaubten Gase aus den Abscheidern 2 in die Wärmetauscherzelle 3. Dieser Reaktor kann auch zwei bis sechs Fließbetten umfassen, im beschriebenen Beispiel sind es vier äußere Fließbetten 5A bis 5D, die alle dafür bestimmt sind, dank eines Zufuhrschachts für Feststoff-Partikel die Partikel am Austritt der einzelnen Abscheider aufzunehmen und deren jedes eine gemeinsame Wand mit der Reaktionskammer 1 aufweisen kann.
Für die Reaktionskammer 1 gilt, dass jede ihrer so genannten seitlichen vertikalen Wände eine gemeinsame Wand mit einer so genannten seitlichen vertikalen Wand eines Abscheiderpaars sein kann.
Entsprechend der Erfindung ist dieser für die Speisung mit Luft bestimmte Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht mit einem Minimum an Umwandlungsschritten umwandelbar für den effizienten Betrieb mit einem sauerstoffreichen Gemisch.
Dieses sauerstoffreiche Gemisch besteht vorzugsweise aus 70% Sauerstoff und 30% recyceltem Kohlenstoffdioxid.
Dafür umfasst die Reaktionskammer 1, wie auf den 10 bis 11 sichtbar, mindestens eine partielle innere vertikale Teilungswand 10, so dass zwei Teilkammern 1A und 1B entstehen, welche untereinander kommunizieren und deren jede mit den seitlichen Abscheidern kommuniziert. Die Wärmetauscherzelle 3 umfasst eine partielle innere vertikale Teilungswand 30, so dass zwei Teilzellen 3A und 3B entstehen, welche untereinander kommunizieren und deren jede mit den Abscheidern kommuniziert.
Diese Teilungswand 10 der Reaktionskammer ist parallel zur Stirnwand S1 der Kammer und diese Teilungswand 30 der Wärmetauscherzelle ist parallel zu dieser Teilungswand 10 der Kammer angeordnet.
Generell sind diese Teilungswände 10 und 30 so angeordnet, dass sie einen Querschnitt einer der so genannten Teilkammern 1B und einer der so genannten Teilzellen 3B umschreiben, der dem Betrieb mit Sauerstoff in der Reaktionskammer entspricht.
Der Querschnitt der einen der so genannten Teilkammern 1A soll möglichst zwischen 60 und 65% des Gesamtquerschnitts der Kammer 1 betragen, der Querschnitt der anderen Teilkammer 1B beträgt dann zwischen 35 und 40% des Gesamtquerschnitts. Der Querschnitt der einen der so genannten Teilzellen 3A soll möglichst zwischen 60 und 65% des Gesamtquerschnitts der Wärmetauscherzelle betragen, der Querschnitt der anderen Teilzelle 3B beträgt dann zwischen 35 und 40%.
Diese Teilungswände 10 und 30, wie sie auf den Abbildungen dargestellt sind, verlaufen von der Decke nach unten und lassen einen freien Durchgang im unteren Teil der Reaktionskammer 1 oder der Wärmetauscherzelle 3. Als Variante können sie auch einen freien Durchgang im oberen Teil der Kammer und der Zelle lassen oder sie können mit mehreren Öffnungen versehen sein, die sich über die Höhe verteilen oder nicht und die über die gesamte Breite angeordnet sind oder nicht.
Im Inneren der Zelle 3 können die Wärmetauscher senkrecht zur Stirnwand S1 der Kammer 1 angeordnet sein und durch die Teilungswand 30 der Zelle hindurchgehen, abgedichtet, wie in 11A illustriert. Es ist dann nur eine Reihe Kollektoren C erforderlich, die am vorderen Rand oder hinteren Rand der Zelle 3 angeordnet sein kann.
Die Wärmetauscher können auch rechtwinklig zur Stirnwand der Reaktionskammer 1 angeordnet werden ohne dass sie luftdicht durch die Teilungswand 30 der Zelle hindurch geführt werden, wie dies 11 zeigt. Es sind dann zwei Reihen Kollektoren C1 und C2 erforderlich, die am vorderen und hinteren Rand der Zelle 3 angeordnet sind.
Die Wärmetauscher können schließlich noch parallel zur Stirnwand S1 der Kammer 1 so angeordnet werden, dass sie nicht durch die Teilungswand 30 der Zelle hindurchgehen, so wie in 11C gezeigt. Es sind dann zwei Reihen Kollektoren C1 und C2 erforderlich, deren jede an einem seitlichen Rand der Zelle 3 angeordnet wird.
Entsprechend dieser Ausführungsart kann der untere Teil der Reaktionskammer mit einer kleinen Innenmauer in Form eines umgekehrten V versehen sein, die Kammer umfasst zwei Fluidisierungssohlen und zwei parallele Luftkästen 4' und 4'', die auf 9 gut sichtbar sind.
Jeder dieser Luftkästen ist durch eine in derselben vertikalen Ebene wie die besagte Teilungswand 10 der Reaktionskammer 1 angeordnete Teilungswand in zwei Teilkästen unterteilt.
Als Variante kann es ausreichend sein, dass sie entsprechend vorgerüstet sind, so dass die Segmentierung dann später bei der Umwandlung des Reaktors erfolgen kann.
Wie in 12 illustriert, sind zwei seitliche Siphon-Einrichtungen 6' und 6'' vollständig oder teilweise im Inneren der Reaktionskammer 1 auf der Länge der Wand in der Nähe der Fließbetten oder so angeordnet, dass sie gemeinsam mit den seitlichen äußeren Fließbetten 5A und bis 5D der Reaktionskammer 1 sein können. Bei nicht umgestelltem Betrieb, also mit Luft, haben sie keine spezifische Funktion und gewährleisten nur die Weiterleitung der Feststoffe von den äußeren Fließbetten zur Reaktionskammer 1 durch die Austrittsöffnungen, die auf der gesamten Länge der Reaktionskammer 1 angebracht sind. Sie können bei der Montage des Reaktors installiert werden, wenn die Veränderungen bei der Umwandlung des Reaktors gering und einfach gehalten werden sollen.
Als Variante können diese Siphon-Einrichtungen 6 später bei der Umwandlung des Reaktors installiert werden.
Die Hohlräume für die äußeren Fließbetten 5A bis 5D sind in der Länge überdimensioniert, damit sie freien Raum aufweisen. Wie man weiter unten sehen wird, sind Verdampfer- und/oder Überhitzungs-Wärmetauscher in den Fließbetten hinzuzufügen, um die Umstellung auf den Betrieb mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid zu ermöglichen.
Wie in 10 zu sehen, sind die beiden oberen Rauchabzugsschächte, die jedes Abscheiderpaar 2A, 2B und 2C, 2D mit der hinteren Wärmetauscherzelle verbinden, mit einer partiellen vertikalen Teilungswand 7, 8 versehen, deren hinterer Rand sich in der Ebene der Teilungswand 30 der Wärmetauscherzelle 3 befindet.
Außerdem sind die Zufuhrleitungen für Brennstoff überdimensioniert, um nach der Umwandlung den 100%igen Durchsatz des Brennstoffs in der Verbrennungs-Teilkammer 1B zu gewährleisten. Gleiches gilt für die Geräte zum Transport des Brennstoffs, die nach der Umwandlung in der Verbrennungs-Teilkammer 1B den vollständigen Durchsatz ermöglichen müssen.
Ein Reaktor wie der vorher beschriebene ist für den Betrieb mit Luft bestimmt. Dank einer gewissen Anzahl von Veränderungen, die nun beschrieben werden sollen, kann er so umgewandelt werden, dass er mit einem sauerstoffreichen Gemisch betrieben werden kann. Das allgemeine Prinzip dieser Umwandlung besteht darin, dass nur eine Teilkammer der Reaktionskammer als Feuerraum oder Verbrennungs-Teilkammer verwendet wird, dass die zwei damit verbundenen Abscheider in ihrer primären Funktion der Trennung von Gasen und Feststoffen verwendet werden, dass die Gase am Austritt dieser Abscheider in einer Teilzelle der Wärmetauscherzelle aufgefangen und rückgeführt werden, dass die Feststoffe am Austritt dieser Abscheider in den entsprechenden zwei Fließbetten aufgefangen werden, die mit den anderen äußeren Fließbetten verbunden sind, so dass sie parallel von den Feststoffpartikeln durchlaufen werden; jedes mit dem anstoßenden benachbarten Fließbett und am Austritt mit der besagten Verbrennungskammer verbunden, so dass die Feststoffe an diese weitergeleitet werden können, und am Austritt mit der anderen Teilkammer, der so genannten Kühl-Teilkammer verbunden, damit das Fluidisierungsgas, vorzugsweise Stickstoff, an diese weitergeleitet werden kann.
Dafür umfasst das Verfahren zur Umwandlung eines Reaktors mit zirkulierender Wirbelschicht, wie im Folgenden beschrieben, mit dem Ziel, den Betrieb mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid zu ermöglichen, folgende Umwandlungsschritte:

– vollständiges und luftdichtes Abschließen der vertikalen Teilungswand 10 der Reaktionskammer, so dass zwei unabhängige Teilkammern entstehen, die eine 1B, die so genannte Verbrennungs-Teilkammer, mit einem Querschnitt zwischen 35 und 40%, mit dem Zweck, als Verbrennungskammer zu dienen, die mit einem sauerstoffreichen Gemisch betrieben wird, und die andere 1A, die so genannte Abkühl-Teilkammer mit dem Zweck, die Fluidisierungsgase für die äußeren Fließbetten 5A, 5B, 5C, 5D zu kühlen,
– vollständiges und dichtes Abschließen der vertikalen Teilungswand 30 der Zelle, so dass zwei unabhängige Teilzellen 3A und 3B entstehen,
– Verriegelung der Zufuhr von Feststoff-Partikeln aus den beiden entsprechenden Abscheidern 2A und 2C, die beiden mit der Abkühl-Teilkammer 1A verbundenen äußeren Fließbetten 5A und 5C; diese Verriegelung kann auch durch Schließen des Stellventils zur Regulierung des Reaktors bei Luftbetrieb oder durch Ausbauen dieses Ventils und Verschließen der entsprechenden Leitung erfolgen.
– Verschließen des Durchgangs zwischen den beiden äußeren Fließbetten 5A und 5C und der Abkühl-Teilkammer 1A,
– auf jeder Seite der Kammer Serienanschluss der Zufuhrschächte für Feststoff-Partikel für alle vorhandenen äußeren Fließbetten von dem mit der Verbrennungs-Teilkammer 1B verbundenen Fließbett aus; ein Ventil, zum Beispiel das wie weiter oben beschrieben ausgebaute, wird am Austritt des Zufuhrschachtes für jedes äußere Fließbett montiert, welches eine gemeinsame Wand mit der Verbrennungs-Teilkammer 1B aufweist, so dass eine regulierte Zufuhr zu dem jeweiligen anderen Fließbett jedes Paares ermöglicht wird, so werden die beiden benachbarten Fließbetten parallel von den Feststoffpartikeln durchlaufen,
– Ausrüstung dieses Anschlusses mit einem Stellventil.

Wenn die zwei Siphon-Einrichtungen 6' und 6'' bereits vor der Umwandlung am Reaktor installiert worden sind, werden die beiden Siphon-Einrichtungen entsprechend den folgenden Operationen verändert, um die Trennung des Kreislaufs der Feststoffe vom Kreislauf der Fluidisierungsgase, vorzugsweise Stickstoff, für die äußeren Fließbetten zu gewährleisten:

– Verschließen der Austrittsöffnungen jeder Siphon-Einrichtung 6' und 6'' im Inneren der Kühl-Teilkammer 1A,
– Anbringen von Öffnungen in der Decke und/oder in einer Wand am Eintritt zu jeder Siphoneinrichtung 6' und 6'' im Inneren der Abkühl-Teilkammer 1A,
– Fluidisierung jeder Siphon-Einrichtung 6' und 6'', so dass ein longitudinaler Transfer der Feststoffe in diesen Einrichtungen in der Richtung von den Fließbetten 5A, 5C, die der Abkühl-Teilkammer benachbart sind, hin zu den Fließbetten 5B und 5D, die der Verbrennungs-Teilkammer benachbart sind, gewährleistet wird; diese Fluidisierung erfolgt durch recyceltes Kohlenstoffdioxid und/oder Wasserdampf.

Wenn die Siphon-Einrichtung nicht bereits vor der Umwandlung am mit Luft betriebenen Reaktor installiert worden ist, wird in der Reaktionskammer eine Siphon-Einrichtung mit dazu gehörigen Luftkästen installiert, welche die folgenden Merkmale aufweisen, nämlich je nach Teilkammer Austrittsöffnungen für Feststoffe und Austrittsöffnungen für Gase.
Wenn die zwei Luftkästen 4' und 4'' nicht bereits mit einer Teilungswand versehen sind, wird diese montiert. Nur die zwei Teilkästen unter der Verbrennungs-Teilkammer 1B werden verwendet und mit Sauerstoff und recyceltem Kohlenstoffdioxid fluidisiert.
Die Teilungswände 7 und 8 der Rauchabzugsschächte werden an ihrem O-Ende im Inneren der Zyklonen geschlossen, so dass die Teilleitungen zur Versorgung der Teilzelle 3B nur einen Teil des aus den Zyklonen 2B und 2D im hinteren Teil austretenden Rauches zurückhalten.
Eine Einrichtung zum diskontinuierlichen Austragen eventueller Ablagerungen kann im unteren Teil der Abkühl-Teilkammer 1A und der anderen, unter der Abkühl-Teilkammer 1A befindlichen Luftkästen vorgesehen werden. Eine solche Einrichtung zum Austragen kann auch in der Nähe der Siphon-Einrichtung am Austritt der Abscheider 2A und 2C vorgesehen werden, die von den Fluidisierungsgasen für die äußeren Fließbetten durchströmt werden.
Das Verfahren zur Umwandlung umfasst auch das Verriegeln aller Zufuhrleitungen für Brennstoff und Sekundärluft der Kühl-Teilkammer 1A, unabhängig davon, ob diese Zufuhrleitungen sich in der Reaktionskammer oder in der Siphon-Einrichtung befinden. Die Zufuhrleitungen für Sekundärluft der Verbrennungs-Teilkammer 1B sind ihrerseits mit Einspritzlanzen für das sauerstoffreiche Gemisch ausgerüstet.
Zusätzliche Verdampfer- und/oder Überhitzungs-Wärmetauscher in der Größenordnung 10 bis 20% werden in dem freien Raum der äußeren Fließbetten 5A, 5B, 5C, 5D angebracht. Nach dem Umwandeln, im Betrieb mit sauerstoffreichem Gemisch, ersetzen diese Wärmetauscher die Austauschfläche im Inneren der Abkühl-Teilkammer 1A, die nun nicht mehr genutzt wird. Diese Wärmetauscher können ihre Wärme an Wärmeschild-Kreisläufe abgeben, so dass keine Kreiselpumpe erforderlich wird.
Der Wärmetauscherzelle 3 nachgeschaltet, wird der ursprüngliche Kreislauf der Rauchgase für die Behandlung der aus den äußeren Fließbetten ausgetragenen Gase verwendet. Ein getrennter Kreislauf wird hinzugefügt, um die kohlenstoffdioxid- und wasserdampfhaltigen Verbrennungsgase aus dem Verbrennungskreislauf des sauerstoffreichen Gemisches zu behandeln. Dieser hinzugefügte Kreislauf umfasst Schächte, Gas-Gas-Wärmetauscher, Filtriereinrichtungen, Ventilatoren und Kondensatoren auf dem Weg zu einer Einheit für die Behandlung des Kohlenstoffdioxids, bevor es für den Transport komprimiert wird.

Claims

Zirkulierende Wirbelschichtfeuerungsanlage für den luftversorgten Betrieb und umwandelbar, um mit einem sauerstoffreichen Gemisch betrieben zu werden, mit einer in horizontaler Richtung durch senkrechte Wände abgegrenzten Reaktionskammer (1), mindestens zwei Zentrifugalabscheidern (2A, 2B) und einem Wärmetauscher mit der Bezeichnung Wärmetauscherzelle (3), Feuerungsanlage mit des weiteren Mitteln zur Einleitung eines Fluidisierungsgases in die Reaktionskammer mittels mindestens einem Luftkasten (4) unterhalb der Reaktionskammer zur Aufrechterhaltung eines zirkulierenden Wirbelbetts aus Partikeln in dieser Kammer, Mitteln zur Weiterleitung des zu entstaubenden Gases von der Kammer zu den Abscheidern, Mitteln zum Austragen der aus den Abscheidern in der Wärmetauscherzelle abgeschiedenen Partikel, Reaktor dadurch gekennzeichnet, dass – die besagte Reaktionskammer mindestens eine partielle senkrechte innere Teilungswand (10) aufweist, die zwei miteinander und jeweils mit mindestens einem Abscheider kommunizierende Teilkammern (1A, 1B) bildet, – die besagte Wärmetauscherzelle mindestens eine partielle senkrechte innere Teilungswand (30) aufweist, die zwei miteinander und jeweils mit mindestens einem Abscheider kommunizierende Teilkammern (3A, 3B) bildet, wobei diese Teilungswände so angeordnet sind, dass sie einen Querschnitt für den Durchlauf der Verbrennungsgase in eine der besagten Teilkammern bilden sowie in eine der besagten Teilzellen, die für den Betrieb mit Sauerstoffzufuhr in der Reaktionskammer vorgesehen ist.
Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der einen der besagten Teilkammern zwischen 60 und 65% des Gesamtquerschnitts der besagten Kammer beträgt, während der Querschnitt der anderen Teilkammer zwischen 35 und 40% liegt, wobei das besagte sauerstoffreiche Gemisch 70% Sauerstoff und 30% recyceltes Kohlenstoffdioxid beträgt.
Feuerungsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Luftkasten durch eine in der gleichen Ebene wie die besagte Teilungswand der Reaktionskammer angeordnete Wand in zwei Teilkästen unterteilt ist.
Feuerungsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, mit des weiteren mindestens zwei äußeren Fließbetten zur jeweiligen Aufnahme der aus jedem Abscheider austretenden Partikel über einen Zufuhrkanal der Feststoffpartikel, wovon jedes eine Wand aufweist, die mit der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Siphon-Einrichtung mindestens teilweise innerhalb der besagten Kammer längs der besagten Wand angeordnet ist, die mit den besagten äußeren Fließbetten und der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann.
Feuerungsanlage nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume der besagten äußeren Fließbetten überdimensioniert sind, um einen Freiraum für weitere 10 bis 20% Austauscherfläche aufzuweisen.
Feuerungsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzufuhrkanäle überdimensioniert sind.
Feuerungsanlage gemäß einem der vorigen Ansprüche, mit einer in horizontaler Richtung durch senkrechte Wände abgegrenzten Reaktionskammer, zwei Zentrifugalabscheidern und einer Wärmetauscherzelle, die sich im hinteren Bereich der Reaktionskammer befindet, wobei die beiden Abscheider seitlich sind und jeweils eine mit der Seitenwand der Wärmetauscherzelle gemeinsame senkrechte Wand aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Teilungswand der besagten Kammer rechtwinklig zur Stirnwand dieser Kammer und die besagte Teilungswand der besagten Wärmetauscherzelle parallel zu dieser Teilungswand der besagten Kammer angeordnet sind.
Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer in horizontaler Richtung durch senkrechte Wände abgegrenzten Reaktionskammer, mit n Zentrifugalabscheidern mit Rauchgasabzugschächten, die jedes Abscheiderpaar mit einer hinteren Wärmetauscherzelle und einer im hinteren Bereich der Kammer angeordneten Wärmetauscherzelle verbindet, wobei n größer oder gleich 2 ist, wobei die Reaktionskammer jede ihrer besagten seitlichen Wände mit einer so genannten seitlichen senkrechten Wand einer Gruppe von n/2 Abscheidern gemeinsam hat, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Teilungswand der besagten Kammer parallel zur Stirnwand dieser letzteren ist und die besagte Teilungswand der besagten Wärmetauscherzelle parallel zu dieser Teilungswand der besagten Kammer ist.
Feuerungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rauchabzugsschächte, die jede so genannte Gruppe von Abscheidern mit der hinteren Wärmetauscherzelle verbinden, mit einer senkrechten partiellen Teilungswand versehen sind.
Verfahren zur Umwandlung einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerungsanlage nach einem der vorigen Ansprüche, um ihren Betrieb mit Sauerstoff oder rezykliertem Kohlenstoffdioxid zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Umwandlungsschritte beinhaltet: – vollständiges luftdichtes Abschließen der besagten senkrechten Teilungswand (10) der Reaktionskammer zur Bildung von zwei separaten Teilkammern (1A, 1B), wobei die eine so genannte Verbrennungs-Teilkammer als Verbrennungskammer mit Sauerstoffzufuhr dient und die andere so genannte Abkühlkammer für die Abkühlung der Fluidisierungsgase der besagten äußeren Fließbetten, – vollständiges luftdichtes Abschließen der besagten senkrechten Teilungswand (30) der Wärmetauscherzelle zur Bildung von zwei separaten Teilkammern (3A, 3B)
Verfahren nach vorigem mit einem der Ansprüche 4 bis 9 verbundenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es auch noch folgende Umwandlungsschritte beinhaltet: – Verriegelung der Zufuhr von Feststoffpartikeln durch den oder die entsprechenden Abscheider des oder der an die besagte Abkühl-Teilkammer angeschlossenen äußeren Fließbetten, – Absperrung des Durchlaufs zwischen diesem oder diesen äußeren Fließbett(en) und der besagten Abkühl-Teilkammer, – beidseitig der Kammer Serienanschluss der Zufuhrschächte von Feststoffpartikeln aus allen vorhandenen äußeren Fließbetten, ausgehend vom Zufuhrschacht des oder der an die besagte Verbrennungs-Teilkammer angeschlossenen äußeren Fließbettes(-betten), – Ausrüstung dieser Anschlüsse mit Stellventilen.
Verfahren nach vorigem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Einbauschritt für eine Siphon-Einrichtung aufweist, die mindestens teilweise innerhalb der besagten Kammer längs der besagten Wand angeordnet ist, welche mit den so genannten äußeren Fließbetten und der besagten Reaktionskammer gemeinsam sein kann, falls die Feuerungsanlage nicht schon gemäß Anspruch 4 ausgestattet ist.
Verfahren nach vorigem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Umwandlungsschritte beinhaltet:: – Absperrung der Austrittsöffnungen der so genannten Siphon-Einrichtung innerhalb der besagten Abkühl-Teilkammer, – Ausführung von Öffnungen in der Decke und/oder den Wänden der besagten Siphonanlage innerhalb der besagten Abkühlkammer, – Fluidisierung der Siphonanlage, so dass in dieser Anlage ein longitudinaler Transfer der Festkörper sichergestellt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Absperrung aller Brennstoff- und Sekundärluft-Zuleitungen der besagten Abkühl-Teilkammer aufweist.