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HINTERGRUND
UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor mit zirkulierender
Wirbelschicht, der einen Fliehkraftabscheider zur Abscheidung von
Partikeln aus Gasen umfasst. Der Fliehkraftabscheider umfasst eine
Wirbelkammer, die mit mindestens einem, in ihrem oberen Teil angeordneten
Einlass für die
zu reinigenden Gase in ihrem oberen oder unteren Teil angeordneten
Auslass für
die gereinigten Gase und mindestens einem, in ihrem unteren Teil angeordneten
Auslass für
die abgeschiedenen Partikel versehen ist. Im Fliehkraftabscheider
wird mindestens eine vertikale Wirbelkammer gebildet.
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Es
sind bisher verschiedene Zyklonabscheider bekannt, die eine zylindrische,
vertikale Wirbelkammer umfassen, die als Abscheidekammer dient und
deren unterer Teil als sich nach unten verjüngender Trichter ausgebildet
ist. Der obere Teil der Wirbelkammer ist mit einem tangentialen
Einlasskanal für den
zu behandelnden Gasstrom versehen. Das gereinigte Gas wird im Allgemeinen
durch eine Öffnung abgeleitet,
die zentral am oberen Ende der Wirbelkammer angeordnet ist. Bei
Durchflusszyklonen wird das Gas aus der Wirbelkammer durch ein Mittenrohr abgezogen,
das im Boden der Wirbelkammer angeordnet ist.
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Feststoffpartikel
werden im Zyklon durch die Fliehkraft aus den Gasen abgeschieden,
und sie fließen
die Wand der Abscheidekammer entlang abwärts in den verjüngten Teil
des Abscheiders, von wo sie abgezogen werden. Bei einem konventionellen Zyklonabscheider
basiert die Abscheidung auf dem Zusammenwirken von Fliehkraft und Änderungen
der Strömungsgeschwindigkeit.
Der in einen konventionellen Zyklon eintreffende Gasstrom beginnt,
die Außenwand
der Wirbelkammer entlang spiralförmig, hauptsächlich nach
unten zu wirbeln und wird beschleunigt, wenn der Konusdurchmesser
kleiner wird. Im unteren Teil des Zyklons ändern die Gase ihre Bewegungsrichtung
und beginnen, in der Mitte der Wirbelkammer aufwärts zum oberen Teil des Abscheiders
zu fließen,
der mit einem Gasauslasskanal versehen ist. Der durch die Wirkung
der Fliehkraft an den Wänden
im unteren Teil der Wirbelkammer angesammelte Feststoff ist nicht
im Stande, den Gasen zu folgen, sondern fließt weiter abwärts in einen
Auslasskanal.
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Die
Zyklonwände
werden insbesondere durch abrasiven Feststoff stark abgenutzt. Die
abrasive Wirkung kann insbesondere an demjenigen Teil der Wand nach
dem Einlass beobachtet werden, an dem der Feststoffstrom zuerst
anprallt. Man hat versucht, den Abrieb durch Schützen der Innenflächen der
Wirbelkammer durch abrieb- und feuerfeste Materialien oder durch
Fertigung der Wirbelkammern aus abriebfesten Materialien zu verringern.
Die abrasive Wirkung des Feststoffs wird durch hohe Temperatur begünstigt.
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Ein
Problem, dem man bei Reaktoren mit zirkulierender Wirbelschicht
begegnet, die bei Verbrennungs- und Vergasungsprozessen allgemein
geworden sind, besteht in der Abscheidung der von heißen Gasen
mitgeführten
Feststoffpartikel und Rückführung derselben
in den Reaktor. Bei den besonderen, an in solchen Verhältnissen
installierte Fliehkraftabscheider gestellten Anforderungen handelt
es sich um die Fähigkeiten,
große
Feststoffmengen aus den Gasen kontinuierlich abzuscheiden und einer
Aussetzung für
Erosion standzuhalten, wenn große Heißgas- und
Feststoffpartikelvolumina durch den Abscheider fließen.
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Der
Hauptnachteil der konventionellen Zyklone bei großen Reaktoren
besteht darin, dass die Zyklone z. B. durch keramische Wärmeisolatoren wärmeisoliert
werden müssen,
um die Außenfläche des
Abscheiders verhältnismäßig kalt
zu halten. Um eine ausreichende Wärmeisolierung zu erreichen,
ist eine dicke Isolierstoffschicht notwendig, was den Preis sowie
das Gewicht und den Platzbedarf des Abscheiders erhöht. Ferner,
um heißen
Verhältnissen
standzuhalten, müssen
die Zyklone inwendig mit abriebfesten Schichten feuerfester Auskleidung
geschützt
werden. Dabei werden die Zyklonwände durch
zwei Schichten verschiedener Materialien bedeckt. Es ist schwierig
und zeitraubend, diese zwei Schichten an den Wänden anzubringen, besonders weil
eine der Schichten sehr dick ist und langsam trocknen muss. Die
zwei Schichten sind auch für
Beschädigung
durch Temperaturdifferenzen z. B. beim Anlaufen, und für mechanische
Beanspruchung im Betrieb des Systems sehr anfällig.
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Im
großen
und ganzen ist aus dem Zyklon eine Vorrichtung mit dicken, beschädigungsanfälligen Isolierstoffschichten
geworden, die einen sehr großen
Raum beansprucht. Weil sie eine schwere Konstruktion ist, erfordert
sie auch eine starke Stützkonstruktion.
Diese schwere Konstruktion bedeutet, dass das Anlaufen eine lange
Zeit dauert, um Sprünge
an keramischen Teilen oder der feuerfesten Auskleidung zu vermeiden.
Temperaturdifferenzen können
beim Anlaufen Sprünge
an der feuerfesten Auskleidungen verursachen und müssen deshalb
vermieden werden.
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Das
in Reaktoren mit zirkulierender Wirbelschicht zirkulierende Bettmaterial
kann äußerst fein sein,
wenn zum Beispiel Feinkalk fürs
Absorbieren von Schwefeldioxid im Bett verwendet wird, oder wenn
die Brennstoffasche fein ist. Dies setzt hohe Anforderungen an den
Zyklon. Man hat versucht, die Abscheideleistung des Zyklons durch
Serienschaltung von zwei oder mehr Zyklonen zu verbessern. Nachteile
solcher Zusammenschaltungen sind große Druckverluste, teuere Konstruktion
und Verbindungsorgane, die viel Platz erfordern.
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Um
eine bessere Abscheideleistung zu erzielen, hat man auch aus parallel
geschalteten Zyklonen bestehende Zyklonbatterien vorgeschlagen.
Ziel hat darin bestanden, höhere
Abscheideleistungen bei Benutzung kleinerer Einheiten zu erreichen.
Diese Zyklonbatterien sind jedoch teuer und kompliziert in der Herstellung.
Die Zyklonbatterien erfordern eine bestimmte Mindest-Druckdifferenz,
damit das Gas stets auf die verschiedenen Zyklone gleichmäßig verteilt
wird.
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Die
Wände der
Verbrennungsreaktoren bestehen in der Regel aus Wasserrohrpaneelen
für teilweise
Rückgewinnung
der im Reaktor erzeugten Wärme.
Die Zyklonabscheider und Rückführkanäle für den Feststoff
sind gewöhnlich
ungekühlte,
wärmeisolierte
Konstruktionen. Die Verbindung von solchen gekühlten und ungekühlten Teilen
miteinander ist infolge der ungleichen Wärmedehnung und der dicken Isolierschichten
schwierig. Deshalb erfordern die Verbindungen zwischen Reaktor und
Abscheider teuere, keramische oder entsprechende hitzebeständige Kanäle und Dehnungsfugen.
Der Zyklonabscheider und der ihm nachgeschaltete Konvektionsabschnitt
erfordern ebenfalls spezielle Dehnungsfugen.
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Bei Änderung
des Durchmessers des Querschnitts eines Zyklons ändert sich auch der Abstand zwischen
benachbarten Wasserrohren der Zyklonwand, es sei denn, einige Rohre
werden weggenommen oder in Teilen der Zyklonwand eingefügt. Dies
ist ein komplizierter Vorgang.
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Zur
Vermeidung der oben erwähnten
Nachteile, die durch die Wärmedehnung
verursacht werden, schlägt
zum Beispiel das US-Patent
4,746,337 einen Zyklon der Wasserrohrkonstruktion vor. Die Herstellung
eines zylindrischen Zyklons einer rohrförmigen Konstruktion ist jedoch
nicht einfach. Ferner müssen
die Rohrpaneele in der Herstellungsphase in sehr schwierige Formen
gebogen werden, was ein zeitraubender und schwieriger Prozess ist.
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Die
finnische Patentanmeldung 861224 und WO 87 05 826 A stellen einen
zylindrischen Zyklonabscheider der Wasserrohrkonstruktion dar, bei
dem eine der Wasserrohrwände
für sowohl
eine Reaktionskammer als auch einen Partikelabscheider gemeinsam
ist. Wie oben, weist auch diese Anordnung schwierige Biegungen auf.
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Die
US-Patentveröffentlichung
4,615,715 stellt ein aus Rohrpaneelen hergestelltes Abscheidergehäuse und
eine eigentliche Wirbelkammer dar, die aus einer innerhalb des Gehäuses angeordneten zylindrischen
abriebfesten Einheit hergestellt ist. Der Ringraum zwischen dem
Abscheidergehäuse
und der zylindrischen Einheit ist mit einem geeigneten Füllmittel
gefüllt.
Wegen der Anordnung der zylindrischen Einheit innerhalb des Abscheiders
und wegen des Füllmittels
ist der Abscheider jedoch groß und schwer,
obwohl man einen Teil der Wärmeisolierung weggelassen
hat. Des Weiteren wird der zylindrische Innenteil der Wirbelkammer
durch Partikel abgenutzt, die die Wände entlang abwärts fließen.
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Der
Erfindung zufolge ist eine Abscheidervorrichtung vorgesehen, die
im Aufbau einfacher, insbesondere bezüglich ihrer Isolierschichten
weniger anfällig
für Beschädigung ist,
nicht so viel Platz beansprucht, und weniger teuer als konventionelle
Hochtemperatur-Zyklonabscheider ist. Der erfindungsgemäße Fliehkraftabscheider
kann aus einfachen Elementen, zum Beispiel hauptsächlich planaren
oder plattenförmigen
Wasserrohrpaneelen gefertigt werden. Der erfindungsgemäße Abscheider
wird leicht modular ausgeführt.
Dank seiner Modulkonstruktion lässt
sich der erfindungsgemäße Abscheider
besser als die vorher bekannten Konstruktionen auf große Reaktoren
mit zirkulierender Wirbelschicht anwenden und ist in hohem Maße abriebfest.
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Es
ist ein charakteristisches Merkmal des erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders,
dass die Wirbelkammer nichtzylindrisch ist, sich hauptsächlich aus
planaren Wänden
zusammensetzt, wobei der Querschnitt der Seitenwände der Wirbelkammer vorzugsweise
die Form eines Quadrats, Rechtecks oder eines anderen Vielecks hat.
Der Querschnitt des durch die Wirbelkammer abgegrenzten inneren
Gasraums ist eindeutig nicht-kreisförmig. Unter „Gasraum" bei einer Wirbelkammer
versteht man den Innenraum, der frei mit Gas gefüllt werden kann. Der Gasraum
wird wesentlich durch die Innenwände
der Wirbelkammer und durch (eventuelle) an der Wand befestigte Elemente
begrenzt. Der Gasraum ist ein Raum, in den Gas frei fließen kann,
ohne durch irgendwelche Elemente, feuerfeste Schichten oder dergleichen
begrenzt zu werden.
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Die
Querschnittsform des Gasraums der Wirbelkammer kann durch eine Kreisförmigkeit
X dargestellt werden, die gleich Kreisumfang des Gasraums geteilt
durch den Kreisumfang des größten, im Querschnitt
des Gasraums enthaltenen Kreises ist. Bei einem zylindrischen Abscheider
X = 1, und bei einem quadratischen X = 1,273. Beim erfindungsgemäßen Abscheider
ist die Kreisförmigkeit
X des Gasraums des Abscheiders gleich oder größer 1, zum Beispiel X ≥ 1,1, und
vorzugsweise ist X gleich oder größer 1,15. Obwohl ein Abscheider
mit einer Kreisförmigkeit
von X > 1 als solcher
aus der deutschen 34 35 214 bekannt ist, wird angedeutet, dass solch
eine Konstruktion zum Einsatz bei der Abscheidung von Partikeln
ungeeignet ist, was weg von der Erfindung führt.
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Die
Innenseite der Wirbelkammer des erfindungsgemäßen Abscheiders ist zumindest
teilweise mit einer dünnen
Schicht abrieb- und feuerfesten Materials ausgekleidet. Diese Schicht
feuerfesten Materials macht den Querschnitt des Gasraums wesentlich
nicht kreisförmig,
sie schützt
aber für
Abrieb anfällige
Bereiche in der Wirbelkammer. Auch funktioniert die Schicht feuerfesten
Materials bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nicht
wesentlich als Wärmeisolator
in der Wirbelkammer. Die Dicke der Schicht der feuerfesten Auskleidung
ist vorzugsweise nur ungefähr
90 bis 150 mm. Diese dünne
abrieb- und feuerfeste Schicht kann mit Stiften oder anderen Befestigungsorganen
an der Wandoberfläche
der Wirbelkammer befestigt werden, welche Wandoberfläche vorzugsweise
ein Wasserrohrpaneel ist. Durch Befestigung der feuerfesten Schicht direkt
an einer gekühlten
Wand, ohne jede Isolier- oder andere Schichten dazwischen, wird
auch die Kühlung
der feuerfesten Auskleidung ermöglicht. Beim
Abkühlen
wird diese feuerfeste Auskleidung sowohl chemisch als auch mechanisch
beständiger. Wärme leitendes
Material kann als abriebfestes Material ausgewählt werden. Solches Material
kühlt noch
schneller ab. Darüber
hinaus verbessern die Stifte die Abkühlung. Um die abrasive Wirkung
der im Eintrittsgas suspendierten Partikel zu vermindern, können die
der Eintrittswand gegenüberliegende Wand
und besonders abriebanfällige
Bereiche mit einer speziellen zusätzlichen Schicht schützenden
feuerfesten Materials oder mit einem feuerfesten Material ausgestattet
werden, das abriebfester ist als die feuerfeste Auskleidung in der
restlichen Kammer.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung setzen sich die Wände
der Wirbelkammer aus Kühlflächen, etwa
Wasserrohrpaneelen, zusammen. Weil die Wirbelkammer durch wesentlich
planare Wände
abgegrenzt ist, können
die Wandelemente planare oder gebogene vorgefertigte Wasserrohrpaneele
sein. Somit ist es möglich,
einen Fliehkraftabscheider, etwa einen Vergasungs- oder Verbrennungsreaktor
einfach durch Schweißen
an der beabsichtigten Einsatzstelle aufzubauen. Ein Teil oder vorzugsweise
alle Wände
der Wirbelkammer sind einer gekühlten
Konstruktion. Das Kühlsystem
der Wirbelkammer ist vorzugsweise mit dem Haupt-Wasser-/Dampfsystem des Wirbelschichtreaktors
verbunden, dem es zugeordnet ist.
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Ein
gekühlter
Partikelabscheider gemäß der vorliegenden
Erfindung muss nicht mit dicker feuerfester Ausmauerung oder anderen
dicken Schutzschichten ausgekleidet sein, die infolge von Temperaturdifferenzen
beim Anfahren oder im Betrieb leicht beschädigt und daher leicht Brüche oder
Risse bekommen würden
[dicke Auskleidungen beanspruchen auch viel Platz]. Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind verhältnismäßig dünne abriebfeste Schutzschichten
auf dem Kühlpaneel
ausreichend. Der vorliegenden Erfindung zufolge können Probleme
mit dicken Auskleidungen, wie auch andere Probleme infolge von Wärmedehnungen,
vermieden werden. Wärmedehnungen
in sowohl Reaktionskammer als auch Abscheider können leichter vorausgesagt
und ausgeglichen werden, wenn beide aus Wasserrohrpaneelen gebildet
sind, wo sich die Temperatur leichter kontrollieren lässt. Im
Grunde genommen können
infolge von kleineren oder nichtexistierenden Differenzen der Wärmedehnung
zwischen Reaktionskammer und erfindungsgemäßem Abscheider Probleme mit
den Dehnungsfugen zwischen Abscheider und Reaktionskammer minimiert
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfasst der Fliehkraftabscheider eine längliche
Wirbelkammer, worin zwei oder mehr parallele Gaswirbel mit Abstand
zueinander gebildet werden. Die Seitenwände der Wirbelkammer bestehen aus
vier planaren Paneelen, z. B. Wasserrohrpaneelen, wobei zwei gegenüberliegende
Wände die
langen Wände
und die restlichen zwei die Stirnwände der Wirbelkammer sind.
Die langen Wände
können vorzugsweise
zweimal oder mehrere Mal länger
als die Stirnwände
sein. In jenem Fall entspricht der Querschnitt des Innenraums der
Wirbelkammer vorzugsweise dem Raum von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden
Quadraten, wobei die Länge
einer Seite des Quadrats gleich der Länge der Stirnwand ist. Vorzugsweise
ist die Anzahl der Gaswirbel gleich der Anzahl von Quadraten.
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Die
längliche
Wirbelkammer ist mit einer Vielzahl aufeinanderfolgender Wirbel
in Längsrichtung
der Kammer versehen, indem der Gaseinlass/die Gaseinlässe und
der Gasauslass/die Gasauslässe
auf geeignete Weise angeordnet sind, so dass die Zahl der in den
Wirbelkammern erzeugten Wirbel der Anzahl der Gasauslässe darin
entspricht. Der Gasauslass/die Gasauslässe sind in den Wirbelkammern
angeordnet, so dass das Gas vom Einlass tangential in einen oder,
zwei parallele Wirbel geleitet werden kann.
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Die
Gaseinlässe
sind in der Seitenwand der Wirbelkammer angeordnet, um das Gas tangential vom
Einlass in die Gaswirbel in der Wirbelkammer zu leiten und den „Dralleffekt" der eingeführten Gasstrahlen
entsprechend den Zentren der Gasaustrittsöffnungen zu maximieren. Der „Dralleffekt" ist gleich m .·v·r, wenn m . =
Massenstrom, v = Gasgeschwindigkeit in der Einlassöffnung und
r = der senkrechte Abstand zwischen Gaseintrittsstrahl und Mitte
Gasauslassöffnung
ist. Die in den Wirbelkammern gebildeten Gaswirbel sind im Wesentlichen
konzentrisch zu den Gasauslassöffnungen.
Es ist auch möglich,
Gas von einem Einlass zweien benachbarten Gaswirbeln zuzuführen oder
Gas von zwei oder mehr Gaseinlässen nur
einem Gaswirbel zuzuführen.
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Die
längliche
Wirbelkammer eignet sich zur Anordnung neben einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht
(damit betrieblich verbunden) auf solche Weise, dass eine der Reaktorwände oder
zumindest Teil des oberen Wandabschnitts als Wand der Wirbelkammerwand
dient. Somit kann zum Beispiel Teil einer gemeinsamen langen Wand
des Reaktors als lange Wand der Wirbelkammern dienen, was natürlich die
Materialkosten senkt.
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Des
Weiteren können
zwei andere Wände des
Reaktors vorzugsweise beim Verbinden des Reaktors mit dem Abscheider
genutzt werden. Die zu der gemeinsamen Wand senkrechten Ver längerungen
der Wände
können
z. B. die Stirnwände
der Wirbelkammer bilden. Somit können
bei der Abscheiderkonstruktion drei gekühlte Paneelwände des
Reaktors genutzt werden, was bemerkenswerte Vorteile in Hinsicht
auf Wirtschaftlichkeit und Herstellung bringt. Diese Konstruktion
ermöglicht
die Anordnung zum Beispiel des Verbrennungsofens des Wirbelschichtreaktors
und des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders
so, dass eine einzige rechteckige Konstruktion entsteht, was in
Hinsicht auf die Abstützung der
Konstruktion höchst
vorteilhaft ist.
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Ein
Auslass für
die abgeschiedenen Feststoffpartikel kann jedem Gaswirbel entsprechend
in der Wirbelkammer vorgesehen werden, so dass eine gleichmäßige Verteilung
rückgeführter Feststoffpartikel
in die Reaktionskammer leicht von mehreren nebeneinander liegenden
Stellen aus, zum Beispiel in einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht,
arrangiert werden kann. Der in verschiedenen Wirbeln abgeschiedene
Feststoff kann zum anderen in einer Sammelkammer oder einem Sammeltrichter,
die im unteren Teil der Wirbelkammer angeordnet sind, aufgefangen
werden und zu einer gewünschten
Stelle in einem oder mehreren Partikelströmen weitergeleitet werden.
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In
der länglichen
Wirbelkammer können
die langen Wände
Abstützung
zur Versteifung der Wandpaneele und Verhinderung der Durchbiegung
derselben benötigen.
In diesem Fall können
Querabstützungen
oder Querwände
zwischen den zwei gegenüberliegenden
langen Wänden
zur Versteifung der Kammerkonstruktion angeordnet werden. Die Querabstützungen/-wände werden
zwischen zwei Gaswirbeln auf solche Weise angeordnet, dass die Querabstützungen/-wände sich
nicht nachteilig auf die Wirbelbildung auswirken. Die Querabstützungen/-wände können gekühlt und/oder
aus abrieb- und feuerfestem Material hergestellt sein. Die Querabstützungen können in
der Wirbelkammer eine Trennwand bilden, um die Kammer teilweise
oder vollständig
in getrennte Wirbelkammern aufzuteilen. Die Querabstützungen
können
sich von der Decke der Wirbelkammer bis zum Boden derselben hinabreichen,
wobei in der Kammer zwei oder – je
nach der Anzahl von Querwänden – mehr vollkommen
getrennte Gasräume
gebildet werden. Andererseits können
die Querabstützungen
lediglich kurze Stützelemente
sein, die die Kammer eigentlich nicht in getrennte Gasräume unterteilen.
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Die
Gaseinlässe
in der Wirbelkammer haben vorzugsweise die Form vertikaler, schmaler,
länglicher
Schlitze. Die Schlitze können
z. B. so hoch wie der obere Abschnitt der Wirbelkammer sein. Die
Breite des Schlitzes wird entsprechend dem für den Gasstrom erforderlichen
Querschnitt festgelegt. Die Einlässe
können
vorzugsweise mit Leitblechen zur Leitung des Gases tangential in
den Wirbel versehen sein. Die Leitbleche funktionieren auch als
Versteifungen der langen Wand.
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Bei
den erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheidern
wird nur ein Gaswirbel gebildet, wenn der Abscheider einen quadratischen
Querschnitt hat. Es ist leicht, eine Vielzahl davon parallel anzuordnen und
dadurch eine aus einzelnen Elementen bestehende kompakte Zyklonbatterie
zu konstruieren, die wenig Platz beansprucht.
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Die
bedeutendsten Vorteile der Erfindung liegen in der einfachen Konstruktion
und der Tatsache, dass sowohl eine Reaktionskammer als auch eine kleine
Batterie von Partikelabscheidern z. B. aus einfachen, planaren Teilen,
etwa vorgefertigten Wasserrohrpaneelen, aufgebaut werden können, die
durch ein billiges Schweißverfahren
vorab in einer Werkstatt gefertigt werden können. Durch Anordnung einer
Vielzahl von die Abscheidung von Feststoff bewirkenden Gaswirbeln
in einem länglichen
Wirbelkammerraum, wird weniger Abscheider-Wandfläche im Vergleich zu einer Zyklonbatterie
gebraucht, die aus mehreren unabhängigen Abscheidern zusammengestellt
ist.
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Dank
der Kühlung
ist die Wandkonstruktion des Abscheiders dünner als die konventioneller Heißgasabscheider,
und auf Grund ihrer quadratischen/rechteckigen Form kann der Abscheider
aus plattenförmigen
Teilen gefertigt werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Abscheider
ist konstruktionsmäßig geeignet
zur Reinigung von Produkt- oder Rauchgasen zum Beispiel in nach
dem Wirbelschichtprinzip arbeitenden Vergasern und Verbrennungsreaktoren,
wo es erwünscht
ist, eine gekühlte Konstruktion
zu haben und wo die Menge der abzuscheidenden Partikel groß ist. Die
Erfindung ist besonders geeignet zur Trennung von zirkulierendem Feststoff
aus Gasen in Reaktoren mit zirkulierender Wirbelschicht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fliehkraftabscheiders
gemäß der Erfindung,
der in betrieblicher Verbindung mit einem Reaktor mit zirkulierender
Wirbelschicht angeordnet ist;
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2 ist
eine Schnittansicht aus 1 entlang Linie 2-2;
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3 ist
eine Schnittansicht aus 2 entlang Linie 3-3;
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4 ist
eine Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders,
der in einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht angeordnet
ist;
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5A ist
eine Schnittansicht aus 4 entlang Linie 5-5;
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6A und 7A sind
Schnittansichten ähnlich
zu jenen von 3 und 5A und
stellen andere beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider
dar;
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5B bis 7B sind
Schnittansichten ähnlich
zu jenen von 5A bis 7A von
geringfügig
abweichende Ausführungsformen;
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8 ist
eine Schnittansicht einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders;
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9 ist
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Reaktors mit zirkulierender
Wirbelschicht mit um die Peripherie desselben angeordneten Fliehkraftabscheidern;
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10 ist
eine Ansicht wie die von 9, die jedoch eine kreisrunde
Konstruktion eines Reaktors mit Fliehkraftabscheidern rings um seine
Peripherie darstellt;
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11 ist
eine vertikale Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors
mit zirkulierender Wirbelschicht mit ihm zugeordneten Fliehkraftabscheidern;
und
-
12 bis 15 sind
vertikale Schnittansichten ähnlich
zu jener von 11, jedoch für verschiedene Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Reaktors
mit zirkulierender Wirbelschicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die 1, 2 und 3 stellen
einen Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht dar, der eine Reaktionskammer 10,
einen Fliehkraftabscheider (Zyklon) 12 und einen Rückführkanal 14 für abgeschiedene
Partikel umfasst. Der Querschnitt der Reaktionskammer ist rechteckig,
und die Reaktionskammer 10 setzt sich aus Wasserrohrwänden zusammen, wovon
lediglich die langen Wände 16 und 18 in 1 dargestellt
sind. Die Wasserrohrwände sind
vorzugsweise aus miteinander verbundenen vertikalen Wasserrohren
gebildet.
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Der
obere Teil von Wand 18 ist gebogen und bildet die Decke 20 der
Reaktionskammer 10. Die Wände im unteren Abschnitt der
Reaktionskammer 10 sind mit feuerfestem Material 22 geschützt. Der Reaktor
hat einen Einlass 23 für
Feststoff. Der Boden der Reaktionskammer 10 wird von einer
Verteilerplatte 24 gebildet, die mit Düsen oder Öffnungen 26 fürs Einführen von
Fluidisierungsgas aus einem Windkasten 28 in die Reaktionskammer
zur Aufrechterhaltung einer Wirbelschicht in der Kammer ausgestattet
ist. Fluidisierungsgas oder Fluidisierungsluft wird in die Reaktionskammer
mit solch einer hohen Geschwindigkeit eingeführt, dass es einen Teil des
Wirbelschichtmaterials veranlasst, mit dem Gas durch eine im oberen
Teil der Kammer 10 angeordnete Öffnung 30 in den Partikelabscheider 12 kontinuierlich
zu fließen.
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Der
Fliehkraftabscheider 12 gemäß der Ausführungsform von 1, 2 und 3 ist
ein Multivortex-Fliehkraftabscheider, in dem zwei parallele, vertikale,
Partikel mittels Fliehkraft aus aus der Reaktionskammer abgezogenem
Gas abscheidende Gaswirbel im Gasraum 31 des Abscheiders
entstehen. Eine Wirbelkammer bildet den Abscheider 12 und umfasst
vorzugsweise planare, hauptsächlich
rechteckige Wasserrohrwände 32, 34, 36 und 38.
Vorzugsweise sind auch diese Wände
miteinander verbundene vertikale Wasserrohre. Die Wirbelkammer des
Abscheiders 12 hat eine an die Reaktionskammer angrenzende
lange Wand, die mit der Reaktionskammer gemeinsam ist, d. h. Teil
der Wand 16 der Reaktionskammer 10 bildet die
Wand 32 der Wirbelkammer. Am Schlitz 30 ist die
Wasserrohrwand 32 zum Inneren der Wirbelkammer hin derart
gebogen, dass die gebogenen Teile 40 einen Einlasskanal 42 bilden, der
den Gasstrom in den Wirbelkammer-Gasraum 31 leitet. Der
Schlitz 30 ist hoch und schmal, höher und schmaler als bei konventionellen
vertikalen Zyklonen, vorzugsweise ebenso hoch wie der obere Abschnitt 43 der
Wirbelkammer. Bei dieser Konstruktion mit einem Einlass für zwei Wirbel
kann das Höhe/Breite-Verhältnis niedriger,
jedoch vorzugsweise > 3
sein. Die von der Wand einwärts
gebogenen Teile 40 sind vorzugsweise so gebogen, dass sie
einen Einlasskanal bilden, der sich einwärts zur Wirbelkammer hin verjüngt.
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Die
oberen Teile der Wände
der Wirbelkammern sind vorzugsweise vertikal und planar und bilden
den oberen Abschnitt 43. Der untere Teil der langen Wand 36 ist
zur gegenüberliegenden
langen Wand 32 hingebogen und bildet den unteren Abschnitt 45 der
Wirbelkammer. Durch diese Konstruktion wird ein asymmetrischer,
langer, trichterförmiger Raum 44 gebildet,
wobei der Bodenabschnitt besagten Raums einen Feststoffauslass 46 bildet.
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Der
Auslass 46 dient auch als Einlass zum Rückführkanal 14. Die langen
Wände des
Rückführkanals
werden durch die Verlängerungen
der Wände 32 und 3b des
Partikelabscheiders 12 gebildet. Die Stirnwände des
Rückführkanals 14 werden
entsprechend durch die Verlängerungen
der Wände 34 und 38 gebildet.
Nur ein Teil der Stirnwände 34 und 38 mit der
Breite des Rückführkanals 14 setzt
sich nach unten fort und bildet dabei einen Rückführkanal. Die restlichen Teile
der Stirnwände
erstrecken sich lediglich bis zum oberen Teil des Rückführkanals 14,
wie in 1 bei Wand 34 dargestellt ist. Der untere
Teil des Rückführkanals 14 steht über einen
L-Krümmer 48 mit
dem unteren Abschnitt der Reaktionskammer 10 in Verbindung,
um den im Abscheider 12 abgeschiedenen Feststoff in die
Wirbelschicht zurückzuführen.
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Im
oberen Abschnitt 43 der Wirbelkammer sind zwei aufeinanderfolgende
Gasauslasskanäle 54 und 56 in Öffnungen 50 und 52 angeordnet
zur Ableitung gereinigten Gases aus dem Gasraum 31 der Wirbelkammer.
Die Gasauslasskanäle 54, 56,
d. h. so genannte Zentralkanäle
des Abscheiders, können entweder
keramische oder gekühlte
Kanäle
sein, um den heißen
Verhältnissen
im Abscheider standzuhalten. Die Zentralkanäle sind im Gasraum 31 der
Wirbelkammer vorzugsweise so angeordnet, dass sich ihre Mittenachsen
auf der natürlichen
Mittenachse des Gaswirbels befinden, der durch das wirbelnde Gas
im Raum 31 gebildet wird. Die Gase werden vom Abscheider 12 in
einen darüber
angeordneten Kanal 60, welcher Kanal 60 mit Wärmerückgewinnungsflächen 62 versehen
ist, und weiter in einen vertikalen, neben der Reaktionskammer 10 angeordneten
Konvektionsabschnitt 64 geleitet, welcher Konvektionsabschnitt
ebenfalls mit Wärmerückgewinnungsflächen 66 versehen
ist. Die Gase werden über
Kanal 68 abgeleitet.
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Die
langen Wände
der Wirbelkammer sind mittels einer Trennwand 70 verstärkt, die
sich von Wand 32 zu Wand 36 erstreckt. Die Trennwand
erstreckt sich von unten dem Einlass 30 bis zum unteren
Abschnitt der Wirbelkammer. Die Trennwand verhindert durch das fließende Gas
verursachte Durchbiegungen und Vibrationen der langen Wände. Anstelle
einer Trennwand können
auch verschleißfeste Stützbalken
zur Versteifung der langen Wände
eingesetzt werden. Der von Wand 32 zum Einlass 30 hingebogene
Teil 40 versteift die Wand 32 im oberen Bereich
der Wirbelkammer.
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Zur
Aufrechterhaltung einer kreisförmigen Bewegung
des Gases in einem Wirbel oder zur Leitung des Feststoffes sind
in der Wirbelkammer keine kreisförmigen
Elemente vorgesehen. Deshalb ist der Querschnitt des Gasraums 31 der
Wirbelkammer, d. h. des mit Gas gefüllten Raums, eindeutig nichtkreisförmig. Die
tangentiale Einführung
des Einlassgases, die Anordnung des Gasauslasses und die planaren Wände tragen
zur Bildung des Gaswirbels im Gasraum 31 bei. Überraschenderweise
hat man herausgefunden, dass im Gasraum 31 des Abscheiders 12 keine
zylindrischen oder anderen kreisförmigen Leitwände zur
Aufrechterhaltung eines Gaswirbels notwendig sind. In der vorliegenden
Beschreibung und den Ansprüchen
ist „Kreisförmigkeit" der Kreisumfang
des Querschnitts der Innenfläche
des Gasraums 31 der Wirbelkammer geteilt durch den Kreisumfang
des größten im
Querschnitt enthaltenen Kreises; und ist der Erfindung zufolge größer als
1, zum Beispiel ≥ 1,1
und bevorzugt ≥ 1,15.
Die Wände
der Wirbelkammer sind innen mit einer dünnen Schicht abrieb- und feuerfesten
Materials ausgekleidet, das in den Zeichnungen nicht dargestellt
ist. Die Dicke der feuerfesten Schicht ist normalerweise ungefähr 40 bis
150 mm. Bevorzugt kann das abrieb- und feuerfeste Material direkt
an die Wände 32, 34, 36,
und 38 der Wirbelkammer befestigt werden. Einem starken
Abrieb ausgesetzte Stellen erfordern eine dickere Schicht feuerfesten
Materials, oder aber es kann ein abriebfesteres feuerfestes Material
verwendet werden. Somit kann zum Beispiel die Wand 36 gegenüber dem
Gaseinlass 30 mit einer vertikalen feuerfesten Auskleidung
versehen werden, deren Länge der
Höhe des
Einlasses entspricht. Zumindest ein Teil der vom in die Wirbelkammer
fließenden
Eintritts-Gasstrahl mitgeführten
Teilchen schlägt
dann auf diesem feuerfesten Bereich von Wand 36 auf.
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Die
von dem in den Abscheider 12 einfließenden Gas mitgeführten Partikel
sind geneigt, über einen
kürzeren
Strömungspfad
als das Gas zu fließen.
Wenn zum Beispiel das Gas in die Wirbelkammer fließt und seine
Bewegungsrichtung ändert,
um einen Wirbel zu bilden, bewegt sich ein Teil. der Partikel hauptsächlich geradeaus
weiter und schlägt schließlich auf
der gegenüberliegenden
Wand 36 auf. Infolge der Trägheit der Bewegungsänderung
der Partikel sind die Randbereiche der Wirbelkammer für Abrieb
anfällig
und müssen
vorzugsweise mit einer dickeren Schicht feuerfesten Materials oder
durch ein verschleißfesteres
feuerfestes Material geschützt werden.
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Bei
für Reaktoren
mit zirkulierender Wirbelschicht typischen großen Volumina von Feststoffströmen ist
der durch Partikel verursachte Abrieb jedoch nicht unbedingt in
dem dem Einlass gegenüberliegenden
Bereich am stärksten.
Die kritischen Bereiche können
sich auf beiden Seiten dieses Bereiches befinden. Der Grund hierfür könnte darin
liegen, dass die Partikel selbst beim Abwärtsfließen eine Schutzsperre oder
eine Schutzschicht in diesem Bereich bilden. Bei Anwendung einer
Schutzschicht aus feuerfestem Material ist es vorteilhaft, dies
im Auge zu behalten, so dass eine beständige feuerfeste Auskleidung
in diesem gesamten kritischen Bereich und nicht nur an der eigentlichen,
dem Gaseinlass senkrecht gegenüberliegenden
Aufschlagstelle vorgesehen wird.
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Die
Eckbereiche der Wirbelkammer haben eine erhöhte Wirkung auf die Abscheidung
von Partikeln. In den Eckbereichen wird der Gassuspensionsstrom
gezwungen, seine Richtung abrupt zu ändern. Das Gas ändert seine
Strömungsrichtung
viel leichter als Partikel, die sich in den Eckbereichen ansammeln.
Dies führt
zu einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit
der Partikel in Richtung der Wirbelströmung in den Eckbereichen. Beim
Aufschlagen auf einer Schicht schwererer Partikelsuspension nahe
der Wand in den Eckbreichen kann der Partikelstrom sogar zum Stillstand
kommen, was zu einer weiteren Konzentration von Partikeln in der Nähe der Eckbereiche
führt.
Deshalb scheiden sich konzentrierte Partikelsuspensionen/-schichten
oder andere schwere Partikelklumpen leichter durch die Schwerkraft
aus dem Gasstrom in der Wirbelkammer ab und fließen in den Eckbereichen abwärts in den unteren
Teil des Abscheiders.
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Der
Rückführkanal 14 ist
ferner durch eine Trennwand 71 in zwei Teile 13 und 15 geteilt,
deren untere Abschnitte mittels Ziegel-ausgekleideter oder feuerfest
ausgekleideter Wände 72 zu
trichterförmigen
Räumen 74 und 76 gebildet
sind, in welche Räume
der abgeschiedene Feststoff fließt. Aus dem trichterförmigen Raum
wird der Feststoff durch Öffnungen 78 und 80 zurück in den
unteren Abschnitt der Reaktionskammer eingeführt.
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1 stellt
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dar. Gemäß dieser
Ausführungsform
bildet die Wand 16 der Reaktionskammer die Wand 32 des
Rückführkanals 14.
Einer zweiten, in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zufolge wird der Rückführkanal
durch getrennte Wände
gebildet, wobei die Wand der Reaktionskammer hier nicht genutzt
wird. In 4 werden die entsprechenden
Bezugszeichen wie in 1, 2 und 3 benutzt.
Im unteren Abschnitt der Wirbelkammer 12 sind die beiden
Wände 32 und 36 derart
aufeinander zugebogen, dass sie im unteren Abschnitt der Wirbelkammer
einen symmetrischen Trichter bilden. Der Rückführkanal 14 ist somit
mit kurzem Abstand zur Reaktionskammer angeordnet. Der untere Teil
des Rückführkanals
ist mit einem Gasverschluss oder Kniestück 84 versehen, das
den Gasfluss aus der Reaktionskammer in den Rückführkanal verhindert.
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Bei
der in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Rückführkanal 14 ein
länglicher
Kanal wie bei der in 2 dargestellten Ausführungsform. Im
Zusammenhang mit den Trennwänden
kann der unterste Abschnitt der Wirbelkammer so geformt sein, dass
er im trichterförmigen
unteren. Teil der Wirbelkammer einen oder mehr Auslässe für Feststoffpartikel
bildet, wobei die Form der Auslässe
einem Quadrat oder Kreis nahe kommt. Somit kann der Auslass oder
können
die Auslässe,
wie bei konventionellen, vertikalen Zyklonabscheidern, mit rohrförmigen Rückführkanälen verbunden
sein.
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5A ist
eine Schnittansicht von 4, ähnlich wie 3 von 1.
Bei der in 1, 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
ist die Wirbelkammer 12 mit einem Gaseinlass 30 versehen. Der
Fliehkraftabscheider gemäß 5A ist
mit zwei Einlässen 86 und 88 – einem
für jeden
Gaswirbel – versehen.
Wie im Falle von 3 ist auch der Querschnitt von
Wirbelkammer 12 rechteckig. Der Querschnitt des Gasraums
pro Wirbel ist fast ein Quadrat. Die Wände der Wirbelkammer sind mit
einer dünnen Schicht
abriebfesten feuerfesten Materials geschützt, die in den Zeichnungen
nicht dargestellt ist.
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Der
erfindungsgemäße Fliehkraftabscheider ist
besonders vorteilhaft, weil in einem Abscheidergehäuse eine
Vielzahl Gaswirbel gebildet werden kann. Es können zum Beispiel vier Wirbel
in einem Raum innerhalb des Abscheiders vorgesehen werden, wobei
für jeden
Wirbel ein eigener Gasauslass 54, 55, 56 und 57 vorgesehen
ist, wie in 6A dargestellt ist. Vorzugsweise
sind im Abscheider zwei Gaseinlässe
so angeordnet, dass jeweils ein Einlass Gas in zwei Wirbel einführt. Auf
entsprechende Weise können
Abscheider mit einer noch größeren Anzahl
Wirbel vorgesehen werden.
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Die
Gaseinlässe
sind im Abscheider so angeordnet, dass sie das Gas hauptsächlich tangential auf
den zu bildenden Wirbel zuführen.
Bei der in 6A dargestellten Ausführungsform
der Erfindung hat ein Multivortex-Abscheider eine Stützwand 70, die
die langen Wände
des Abscheiders abstützt.
Die Wand teilt die Wirbelkammer in zwei Wirbelkammern gleicher Größe. Andererseits
können
auch selbständige
Abscheider mit zwei Wirbeln einfach nebeneinander angeordnet werden,
um eine Abscheiderbatterie mit vier Wirbeln zu bilden. Aufgrund
der planaren Wände
können
die Abscheider ohne Bedarf an Extra-Raum leicht nebeneinander angeordnet
werden. Eine erforderliche Menge kleinerer Abscheider der Standardgröße kann
auf diese Weise einfach miteinander verbunden werden. Die Konstruktion
ist sehr viel billiger, weil Abscheiderelemente der Standardgröße gebaut
werden können
und eine erforderliche Anzahl derselben miteinander kombiniert werden kann,
statt einen einzigen großen
Abscheider herzustellen.
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Wenn
mehrere planare Wandelemente miteinander kombiniert werden, um lange
Abscheiderbatterien mit gemeinsamen Trennwänden zwischen den verschiedenen
Abscheiderabschnitten zu bilden, ist die Anzahl der auf der Baustelle
zu verschweißenden
Wände viel
kleiner als bei der Fertigung von völlig getrennten Abscheidern.
Die Anzahl der Wände bei
einer erfindungsgemäßen Abscheiderbatterie
ist gleich oder kleiner als die Anzahl der Wirbel + 3, wenn eine
Trennwand zwischen allen Wirbeln angeordnet ist. Die für die Abscheidereinheiten
benötigte gesamte
Wandfläche
ist auch kleiner, was den Abscheider weniger teuer macht. Die Konstruktion
von 1 ist sehr vorteilhaft. Bei dieser Konstruktion
wird die Wandfläche
der Reaktionskammer auch im Abscheider genutzt. In diesem Fall ist
die Anzahl der erforderlichen Wände
gleich oder kleiner als die Anzahl der Wirbel + 2, wenn eine Trennwand
zwischen allen Wirbeln angeordnet wird. Die Anzahl der Wände ist noch
kleiner, wenn keine Trennwände
benutzt werden.
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Es
ist auch möglich,
nur einen Gaswirbel und einen oder mehr Gaseinlässe im erfindungsgemäßen Abscheider
zu haben, wie in 7A dargestellt ist. Die Vorteile
der Erfindung, die dadurch erreicht werden, dass die Wirbelkammer
aus planaren Wänden derart
gebildet wird, dass auch der innere Teil der Wirbelkammer wesentlich
von einer kreisrunden Form abweicht, werden auch in diesem Fall
erreicht.
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Die
Erfindung soll nicht auf die Ausführungsformen der Beispiele
eingeschränkt
werden, sondern sie kann im Rahmen des durch die beigefügten Ansprüche festgelegten
Schutzumfangs modifiziert und angewandt werden. Somit kann die Wirbelkammer
in einigen Fällen
die Form eines Vielecks, etwa eines Sechsecks oder sogar eines Achtecks
haben, die aus planaren Paneelen leicht hergestellt werden können. Der
Querschnitt des Gasraums der Wirbelkammer ist hauptsächlich der
gleichen Form wie der durch die Außenwände der Wirbelkammer gebildete
Querschnitt. Beim erfindungsgemäßen Abscheider
ist der Gasraum der Wirbelkammer nicht mit wesentlich gekrümmten Wänden, zum
Beispiel durch wärmeisolierte
feuerfeste Materialien, abriebfeste feuerfeste Materialien oder
Leitbleche versehen, so dass der Querschnitt der Wirbelkammer einem
Kreis nahe käme.
Die Innenwände
können
aber mit einer dünnen Schicht
abriebfesten feuerfesten Materials ausgekleidet sein.
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Das
Verfahren zur Abscheidung von Partikeln aus einem Hochtemperaturgasstrom
mit mitgeführten
Partikeln nutzt eine Wirbelkammer mit einem inneren Gasraum, dessen
Kreisförmigkeit
größer als 1,
bevorzugt ≥ 1,1
ist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (a) Einführung von
Hochtemperaturgas mit darin mitgeführten Partikeln in einen oberen
Teil des nichtkreisförmigen
inneren Gasraums 31 der Wirbelkammer; (b) Bildung zumindest
eines vertikalen Gaswirbels in der Wirbelkammer, wo das Gas im Gasraum
wirbelt und mit dem nichtkreisförmigen Querschnitt
der Wirbelkammer in Kontakt kommt; (c) Entfernung von Hochtemperaturgas,
aus dem Partikel abgeschieden sind, aus der Wirbelkammer; und (d)
Entfernung von abgeschiedenen Partikeln aus einem unteren Teil der
Wirbelkammer.
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Bei
der Ausführungsform
von 5B ist die Wirbelkammer 12 ein Vieleck,
und es gibt keine Trennwand zwischen den Gasräumen wie bei der Ausführungsform
von 5A. In 5B gibt
es einen Einlass 86, 88 für jeden im Gasraum 31 der
Wirbelkammer 12 gebildeten Gaswirbel. Bei den Ausführungsformen
von 5B bis 7B sind
die Bezugszeichen bei vergleichbaren Konstruktionen die gleichen
wie bei den der Ausführungsformen
von 5A bis 7A.
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Bei
der Ausführungsform
von 6B gibt es einen Einlass 86, 88 für die Gaswirbel
in den Gasräumen 31a und 31b. 7B zeigt
ein Ein-Gaswirbel-Modul.
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8 stellt
zwei Gasräume 31a und 31b mit Gaswirbeln
mit einem länglichen
Querschnitt und länglichen
Gasauslassöffnungen 50, 52 dar.
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9 zeigt
einen Querschnitt durch einen Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht
mit einer Reaktionskammer 110 in der Mitte und Abscheidermodulen 112a, 112b, 112c usw.
rings um den oberen Teil der Reaktionskammer 110. Die mit
jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangehenden „1", dargestellt.
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10 stellt
einen Querschnitt einer zylindrischen Reaktionskammer 210 dar,
die Abscheidermodule mit gebogenen Wänden um die Reaktionskammer 210 aufweist.
Die mit jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangehenden „2", dargestellt.
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Die 11–15 zeigen
vertikale Querschnitte von CFB-Reaktoren
mit darin angeordneten Fliehkraftabscheidern gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 11 sind Abscheider an zwei gegenüberliegenden
Seiten der Reaktionskammer angeordnet. Die beiden langen Wände 332a, 332b und 336a, 336b des
Abscheiders sind so gebogen, dass sie Rückführkanäle 314a und 314b bilden.
Die langen Wände 332a und 332b sind
mit der Reaktionskammer gemeinsame Wände. Dabei sind die Abscheider so
angeordnet, dass sie sich zum Teil in die Reaktionskammer hineinerstrecken.
Die Rückführkanäle sind
auf der Außenseite der
Reaktionskammer angeordnet. Die mit jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer vorangestellten „3", dargestellt.
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Bei
der in 12 dargestellten Ausführungsform
hat nur einer (412b) der Fliehkraftabscheider eine lange,
gebogene, mit der Reaktionskammer 410 gemeinsame Wand 432b,
wobei nur dieser Abscheider 412b in die Reaktionskammer
hineinragt. Der Rückführkanal 414b des
Abscheiders 412b ist innerhalb der Reaktionskammer angeordnet.
Der Rückführkanal 414a des
anderen Abscheiders befindet sich außerhalb der Reaktionskammer.
Die mit jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangestellten „4", dargestellt.
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Bei
der in 13 dargestellten Ausführungsform
hat der Abscheider keine mit der Reaktionskammer gemeinsamen Wände. Der
Abscheider ist über einen
Kanal 540 mit der Reaktionskammer 510 verbunden.
Die mit jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangestellten „5", dargestellt.
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14 zeigt
eine Ausführungsform
mit zwei Abscheidern 612c, 612d vollständig innerhalb
der Reaktionskammer 610, ohne jede mit der Reaktionskammer
gemeinsamen Wände.
Die entsprechenden Rückführkanäle 614 bilden
eine Trennwand innerhalb der Reaktionskammer 610. Die mit
jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangestellten „6", dargestellt.
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15 zeigt
einen Fliehkraftabscheider 712 gemäß der vorliegenden Erfindung
des Durchflusstyps mit einem Gasauslass 750 im unteren
Teil der Wirbelkammer 712. Die mit jenen von 1–5A vergleichbaren
Bauten dieser Ausführungsform
sind durch das gleiche zweistellige Bezugszeichen, jedoch mit einer
vorangestellten „7", dargestellt.
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Während die
Erfindung im Zusammenhang mit dem beschrieben wurde, was derzeit
für die
praktischste und bevorzugteste Ausführungsform gehalten wird, soll
es sich verstehen, dass die Erfindung nicht auf die dargestellte
Ausführungsform
beschränkt
werden soll, sondern im Gegenteil verschiedene, vom Schutzumfang
der beigefügten
Ansprüche
eingeschlossene Modifikationen und entsprechende Anordnungen decken
soll.