DE69307918T3

DE69307918T3 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines reaktorsystems mit zirkulierender wirbelschicht

Info

Publication number: DE69307918T3
Application number: DE69307918T
Authority: DE
Inventors: Timo Hyppaenen
Original assignee: Foster Wheeler Energia Oy
Current assignee: Amec Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1993-11-09
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2013-11-10
Also published as: FI952155A0; DE69307918T2; CA2149049A1; DE69307918D1; DK0667945T4; EP0667945B2; GR3023248T3; DK0667945T3; EP0667945A1; JPH08503541A; PL173605B1; ES2099983T5; PL308953A1; ATE148545T1; EP0667945B1; CN1035416C; FI952155A; CN1088480A; FI109935B; CA2149049C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung für das Betreiben eines zirkulierenden Wirbelschicht-(CFB-)Systems.
CFB-Systeme, wie z. B. zirkulierende Wirbelschichtkessel, umfassen eine Brennkammer, worin eine schnelle Wirbelschicht - z. B. mit Gasgeschwindigkeiten > 2 m/s - aus Feststoffpartikeln aufrechterhalten wird. Ein Partikelabscheider ist mit einer Auslaßöffnung im oberen Teil der Brennkammer verbunden, und ein Rückführkanal ist damit verbunden zur Rückführung von im Abscheider abgeschiedenen Partikeln durch einen Feststoffpartikel-Einlaß in den unteren Teil der Brennkammer. Zur Rückgewinnung von Wärme aus dem System kann ein Wärmetauscher mit dem Rückführsystem verbunden sein.
Typischerweise wird Wärme aus Wirbelschichtkesseln durch Wärmetauschflächen in der Brennkammer und einem Konvektionsabschnitt zurückgewonnen, der im Pfad der heißen Rauchgase angeordnet ist. Die Umfassungswände von Brennkammern sind als Membranwände ausgeführt, wobei vertikale Rohre zur Bildung von Verdampferflächen über Flossen miteinander verbunden sind. Zusätzliche Wärmetauschflächen, wie z. B. Überhitzer, können zur Überhitzung des Dampfes im oberen Teil der Brennkammer angeordnet sein.
Unter den Verhältnissen der Brennkammer mit hoher Temperatur und hoher Strömungsgeschwindigkeit stellen Korrosion und Erosion ein Problem dar, und die Wärmetauschflächen müssen aus teuerem hitzebeständigem Material hergestellt werden.
Bei konventionellen CFB-Systemen kann es schwierig sein, gewünschte Überhitzung des Dampfes unter niedrigen Belastungsverhältnissen zu erreichen. Die Brennkammer- Austrittstemperatur ist geneigt, mit abnehmender Belastung zu sinken, und spezielle Arrangements sind notwendig, um gewünschte Ergebnisse mit Überhitzern im Konvektionsabschnitt zu erzielen. Zusätzliche, innerhalb der Brennkammer angeordnete Überhitzer, sind keine akzeptable Lösung, weil sie Kosten und Regelungsprobleme des Kessels erhöhen.
Daher ist es besonders bei druckbeaufschlagten Anwendungen notwendig, neue Wege zu finden, wie man Wärmetauschflächen in das System einfügen kann, ohne die Brennkammer vergrößern zu müssen, was die Größe des Druckgefäßes steigern würde.
Es ist vorgeschlagen worden, zur Erhöhung der Überhitzungskapazität externe getrennte Wärmetauscher (EHE) einzusetzen. Die externen Wärmetauscher beanspruchen in der Regel zu viel Platz. Desweiteren ist es schwierig, den Wärmeübergang darin unter verschiedenen z. B. schwankenden Belastungszuständen zu regulieren.
Im US Patent Nr. 4,716,856 hat man vorgeschlagen, Wärmetauschflächen in das Rückführsystem eines zirkulierenden Wirbelschichtreaktors einzufügen. Die Wärmetauschflächen sind dabei in einer Wirbelschicht festen zirkulierenden Materials angeordnet, das sich in einer im unteren Teil des Rückführkanals gebildeten Wärmetauscherkammer angesammelt hat. Somit liefert der zirkulierende Feststoff die zusätzliche Wärme, die z. B. zur Überhitzung usw. notwendig ist, ohne separate externe Wärmetauscher benutzen zu müssen.
Dieses System beruht jedoch auf heißen Feststoffpartikeln, die von den Rauchgasen mitgeführt und in die Wärmetauschkammer zurückgeführt werden. Bei niedrigen Belastungszuständen und somit niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluidisierungsgases kann die Menge der im Gasstrom vorhandenen heißen Partikel zu klein sein, um die für Überhitzung notwendige Wärmeübertragungskapazität aufrechtzuerhalten.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 11 sind aus US-A-45 95 967 bekannt. Dieses Dokument stellt einen Wirbelschichtreaktor und ein Verfahren fürs Betreiben desselben dar, wobei drei gesonderte Kammern in einem Gehäuse gebildet sind und in der ersten Kammer eine Haupt-Wirbelschicht aus partikelförmigem Brennstoff und Absorbens aufrechterhalten wird. Die Fluidisierungsluft in dieser Kammer reißt einen Teil des partikelförmigen Materials beim Durchlaufen des Betts und der ersten Kammer mit. Ein Teil des mitgeführten Materials wird abgeschieden und zusätzlichen Gitterrostorganen zugeführt, die in der zweiten Kammer angeordnet sind, um ein Bett aus dem abgeschiedenen Material aufrechtzuerhalten. Dieses Material wird abgekühlt und zwecks Lagerung in eine dritte Kammer geleitet, wobei die Letztere mit der Haupt-Wirbelschicht verbunden ist, um das gekühlte abgeschiedene Partikelmaterial selektiv zurück in die Haupt- Wirbelschicht einzuführen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Betreiben von zirkulierenden Wirbelschichtsystemen vorzusehen, wo die obenerwähnten Nachteile minimiert sind.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung bei verschiedenen Belastungen in zirkulierenden Wirbelschichtsystemen vorzusehen.
Der vorliegenden Erfindung zufolge wird dies durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein zirkulierendes Wirbelschichtreaktor-System mit den Merkmalen von Anspruch 11 erreicht. Detaillierte Ausführungsformen werden in den damit zusammenhängenden Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren fürs Betreiben eines CFB-Systems vorgesehen, das eine im unteren Teil des Rückführkanals ausgebildete Wärmetauschkammer umfaßt, welche Wärmetauschkammer einen mit der Brennkammer gemeinsamen Wandabschnitt hat.
Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:
(a) Aufrechterhaltung einer schnellen Wirbelschicht aus Feststoffpartikeln in der Brennkammer, so daß eine Rauchgase und von ihnen mitgeführte Feststoffpartikel enthaltende Partikelsuspension veranlaßt wird, in der Brennkammer aufwärts zu fließen und durch die Auslaßöffnung abgeleitet zu werden;
(b) Abscheidung von Feststoffpartikeln aus der Partikelsuspension in einem Partikelabscheider;
(c) Leitung abgeschiedener Feststoffpartikel in einen Rückführkanal, der in seinem unteren Teil eine Wärmetauschkammer aufweist,
(d) Aufrechterhaltung eines Betts aus Feststoffpartikeln in der Wärmetauschkammer,
(e) Wiedereinführung von Feststoffpartikeln aus der Wärmetauschkammer in die Brennkammer durch den Feststoffpartikel-Einlaß, der im gemeinsamen Wand-Abschnitt angeordnet ist, und
(f) Einführung von zusätzlichen Feststoffpartikeln direkt aus der Brennkammer in den unteren Teil des Rückführkanals.
Unter hohen Belastungszuständen wird ein großer Feststoffpartikelstrom von den Rauchgasen mitgeführt und über Abscheider, Rückführkanal und Wärmetauschkammer in die Brennkammer zurückgeführt, wodurch die gewünschte Wärmeübertragungskapazität erreicht wird.
Unter niedrigen Belastungszuständen werden Feststoffpartikel veranlaßt, direkt aus der Brennkammer in die Wärmetauschkammer durch einen Durchlaß in der gemeinsamen Wand dazwischen zu fließen, welcher direkte Feststoffstrom die Wärmeübertragungskapazität derart verbessert, so daß sie das gewünschte Niveau erreicht.
Feststoffpartikel können aus der Wärmetauschkammer in die Brennkammer durch einen Feststoffpartikel-Einlaß oder - Einlässe wiedereingeführt werden, der/die in der gemeinsamen Wand zwischen den Kammern angeordnet ist/sind. Der/die Feststoffpartikel-Einlaß oder-Einlässe kann/können im unteren Teil der Wärmetauschkammer unter der Oberfläche des darin befindlichen Partikelbetts angeordnet sein, oder der/die Feststoffpartikel-Einlaß oder -Einlässe kann/können in der Wärmetauschkammer höher gelegene Überlauföffnungen bilden, die den Gasfluß auch aus dem Rückführkanal in die Brennkammer zulassen. Bei vielen Anwendungen werden beide Arten von Feststoffpartikel-Einlässen benutzt. Die unter der Oberfläche des Partikelbetts angeordneten Einlässe umfassen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Feststoff- Durchflußschleuse, die durch zwei oder mehrere schmale (kleine Vertikaldimension) horizontale Schlitze gebildet wird, die in der gemeinsamen Wand übereinander angeordnet sind und einen unkontrollierten Partikelfluß durch die Einlässe verhindern. Die Schlitze können in einer rahmenähnlichen Konstruktion vorgefertigt sein, die in die Wand eingebaut wird.
Um einen direkten und unkontrollierten Partikelfluß durch die Schlitze zu verhindern, sollen die Schlitze ein Höhe (h) zu Länge (1) Verhältnis h/l < 0.5 haben. Schlitze mit einer Länge von ungefähr 200 mm bis 300 mm, z. B. der Länge des Querschnitts der gemeinsamen Wand, in der die Schlitze ausgebildet sind, sollen eine Höhe von < 100 mm bis 150 mm haben, um einen unkontrollierten Partikelfluß dadurch zu verhindern. Feststoffpartikel sind geneigt, sich in solchen Schlitzen anzusammeln und einen Sperrpfropf zu bilden, der die Strömung durch Schwerkraft verhindert. Ein gewünschter Feststoffpartikelfluß durch die Schlitze wird erreicht, indem Fördergas nah an den Schlitzen in das Bett eingeführt wird. Somit ist es möglich, den Feststoffpartikelfluß durch die Einlässe und den Partikelfluß an den Wärmetauschflächen im Wärmetauscher-Bett zu regulieren.
Die im wesentlichen horizontalen Schlitze der Einlässe brauchen nicht vollkommen horizontal zu sein, sondern sie können geneigt ausgeführt sein mit Austrittsenden in der Brennkammer auf einem höheren Niveau als die Eintrittsenden im Rückführkanal, so daß die Länge (1) der Schlitze im Vergleich zu horizontalen Schlitzen mit dem gleichen Querschnitt weiter verringert werden kann. Die geneigten Schlitze verhindern auch das Ansammeln groben Materials am Eintrittsende der Schlitze.
Die vertikale Gesamt-Erstreckung htot, die für eine imaginäre einzelne große Öffnung notwendig ist, kann - einem wichtigen Aspekt der Erfindung zufolge - in mehrere vertikale Erstreckungen h&sub1;, h&sub2;, h&sub3;, ..., unterteilt sein, wobei jede geteilte vertikale Erstreckung lediglich eine Fraktion der erforderlichen Gesamt-htot ist. Die Länge (1) eines jeden Schlitzes kann dann im gleichen Verhältnis reduziert werden, wie die vertikale Erstreckung verringert wird, ohne daß die Sperrwirkung des Feststoffflusses herabgesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können kurze Schlitze, die gerade durch eine gemeinsame (gewöhnlich feuerfest) ausgekleidete Membranwand hindurchreichen, zwischen Wärmetauschkammer und Brennkammer zur Beförderung von Partikeln dadurch eingesetzt werden, während sie noch immer eine ausreichende Feststoff-Durchflußschleuse bilden.
Die Schlitze haben ungefähr eine Länge (1) entsprechend der Gesamtdicke (w) der gemeinsamen Wand zwischen den beiden Kammern, wobei die Wanddicke Rohre und die feuerfeste Auskleidung einschließt. Dieses ist eine beachtliche Verbesserung gegenüber den bisher bekannten L-Schleusen, die aus der Brennkammer weit hinausreichen und viel Platz beanspruchen. Die vorliegende Erfindung sieht eine sehr kompakte Konstruktion vor, bei der die Feststoff- Durchflußschleuse in die Wandkonstruktion integriert werden kann.
Die Durchlässe für die Feststoff-Durchflußschleuse können leicht in den die Rohre einer Membran-Rohrwand miteinander verbindenden Flossen ausgebildet werden. In vielen Fällen können die Durchlässe in einem Wandabschnitt ausgebildet sein, wo die Rohre auseinandergebogen sind, um den für die Durchlässe nötigen Raum zu schaffen. Die Durchlässe können übereinander angeordnet sein, wobei sie z. B. eine Feststoff- Sperrverbindung des "Kiemensperre"-Typs von Ahlstrom bilden und in vorgefertigten Rahmen zusammengestellt sind.
Die Feststoffpartikel können - besonders unter hohen Belastungszuständen - via Überlauf durch eine oder mehrere Überlauföffnungen in die Brennkammer wiedereingeführt werden, die in der gemeinsamen Wand auf einem höheren Niveau als die obenbeschriebenen Feststoffpartikel-Einlässe ausgebildet sind. Besonders unter hohen Belastungszuständen können beide Typen der Feststoffpartikel-Einlässe benutzt werden.
Durch Anwendung kleiner Überlauföffnungen zur Wiedereinführung von Feststoffpartikeln aus der Wärmetauschkammer in die Brennkammer wird verhindert, daß große Partikel in der anderen Richtung, d. h. aus der Brennkammer in die Wärmetauschkammer fließen. Unter hohen Belastungszuständen können ziemlich große. Partikel im unteren Teil der Brennkammer fluidisiert werden. Es ist nicht wünschenswert, diese großen Partikel in die Wärmetauschkammer zu befördern.
Es kann sein, daß es unter niedrigen Belastungszuständen nicht notwendig ist, Feststoffpartikel durch eine Überlauföffnung wieder in die Brennkammer einzuführen. Das Niveau der Bettoberfläche in der Wärmetauschkammer kann unterhalb der Überlauföffnung gehalten werden, und die Überlauföffnung kann anstelle als Durchlaß benutzt werden, der Feststoffpartikel aus der Brennkammer in die Wärmetauschkammer einführt. Bei niedrigen Belastungszuständen kann die Wiedereinführung von Feststoffpartikeln allein durch eine Überlauföffnung oder durch beide Typen von Feststoffpartikel-Einlässen erfolgen.
Die Feststoffpartikel wieder in die Brennkammer einführende Überlauföffnung kann derart konstruiert sein, daß sie gleichzeitig oder wahlweise Feststoff aus der Brennkammer in den Rückführkanal wie auch aus dem Rückführkanal in die Brennkammer einführen kann. Zum anderen können verschiedene Typen von Öffnungen zur Einführung von Feststoffpartikeln in den Rückführkanal und zur Wiedereinführung von Feststoffpartikeln in die Brennkammer benutzt werden. Die verschiedenen, Partikel einführenden Öffnungen können horizontal nebeneinander oder übereinander angeordnet sein. Gasströme in die Überlauföffnungen oder in ihre Nähe einführende Gasdüsen können zur Regelung des Feststoffflusses durch die Öffnungen eingesetzt werden, um z. B. das Fließen von Feststoffpartikeln aus der Brennkammer in den Rückführkanal zu verhindern. Das durch die Öffnungen fließende Gas kann als Sekundär- oder ähnliche Luft in der Brennkammer verwendet werden. Zusätzliche Öffnungen können auch höher in der gemeinsamen Wand zwischen Rückführkanal und Brennkammer vorwiegend fürs Einführen von Gas aus dem Rückführkanal in die Brennkammer ausgebildet sein.
Das Partikelbett in der Wärmetauschkammer wird fluidisiert, um einen Wärmeübergang zwischen den Partikeln und im Bett angeordneten Wärmetauschflächen zu ermöglichen. Fluidisierungsgas wird aus dem Rückführkanal vorzugsweise durch Gasdurchflußöffnungen über der Wirbelschicht abgezogen. Um zu verhindern, daß Fluidisierungsgas in den Partikelabscheider fließt, kann ein Gasverschluß zwischen Rückführkanal und Abscheider angeordnet werden. Der Gasverschluß kann aus einem Partikelbett bestehen, das in einem unteren Kanal des Abscheiders angeordnet ist. Der untere Kanal ist vorzugsweise über eine Feststoff-Durchflußschleuse mit dem Rückführkanal verbunden. Die Feststoff- Durchflußschleuse umfaßt vorzugsweise zwei oder mehrere vertikal schmale schlitzartige horizontale Öffnungen, die in einer gemeinsamen Wand zwischen dem unteren Kanal und dem Rückführkanal übereinander angeordnet sind und einen unkontrollierten Partikelfluß aus dem unteren Kanal in den Rückführkanal verhindern.
Der Wärmeübergang von Partikeln auf Wärmetauschflächen, wie z. B. Überhitzerflächen, kann - gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung - durch Fluidisierungsgas geregelt werden. Ein gewachsener Fluidisierungsgasstrom und eine gesteigerte Partikelbewegung rund um die Wärmetauschflächen ergeben einen verbesserten Wärmeübergang. Gas, wie etwa Luft oder Inertgas zur Regelung des Wärmeübergangs, kann durch mehrere getrennte Düsen eingeführt werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Wärmeübergang durch Regelung des Durchsatzes heißer Feststoffpartikel kontrolliert werden, die durch das Bett, d. h. von der Bettoberfläche bis zu den Feststoffpartikel- Einlässen im unteren Teil des Betts hinabfließen. Dies wird durch Regulierung des Fördergasdurchsatzes erreicht, die die Wiedereinführung von Partikeln durch die Feststoffpartikel- Einlässe regelt. Überschüssige Feststoffpartikel, die in den Rückführkanal eingeführt aber nicht für die Wärmeübertragung gebraucht werden, werden via Überlauf in die Brennkammer wiedereingeführt.
Wenn die durch den/die Feststoffpartikel-Einlaß/-Einlässe unter der Bettoberfläche transportierte Feststoffmenge verringert und der Partikelüberlauf in die Brennkammer entsprechend erhöht wird, reicht eine erhöhte Partikelmenge nur bis an die Bettoberfläche heran, bevor sie in die Brennkammer wiedereingeführt wird. Somit fließt eine verringerte Feststoffpartikelmenge durch das Bett in Kontakt mit den Wärmetauschflächen. Folglich gehen die Bett-Temperatur sowie der Wärmeübergang infolge der niedrigeren Temperaturdifferenz zwischen Partikeln und Wärmetauschflächen zurück.
Durch Erhöhung der Feststoffmenge, die durch den/die Feststoffpartikel-Einlaß/-Einlässe transportiert wird, kann eine größere Menge frischen heißen Feststoffes ununterbrochen durch das Bett transportiert werden, was die Temperatur und somit den Wärmeübergang im Bett erhöht.
Im unteren Teil des Rückführkanals bewegt sich das Bett langsam abwärts, wenn Feststoff in die Brennkammer wiedereingeführt und neues Material kontinuierlich oben auf das Bett aufgetragen wird. Die Betthöhe kann - gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung - in einer Wärmetauschkammer ohne Überlauföffnung durch Regulierung des Fördergases geregelt werden, das Feststoff in die Brennkammer wieder einführt. Die Betthöhe kann somit in einigen Fällen zur Regelung des Wärmeübergangs herangezogen werden.
Ein Sperrbett-Teil aus Feststoffpartikeln kann zwischen Fördergas-Einlässen in der Nähe der Feststoffpartikel-Einlässe unter der Bettoberfläche und den Fluidisierungsgas-Einlässen im Wärmeübertragungsabschnitt der Wärmetauschkammer aufrechterhalten werden. Ein Sperrbett dicht an den Fördergas- Einlässen verhindert die Störung des erwünschten Wärmeübergangs durch das Fördergas, während ein im Wärmeübertragungsabschnitt aufrechterhaltener Sperrbett-Teil aus Feststoffpartikeln verhindert, daß Fluidisierungsgas die Beförderung von Feststoffpartikeln durch das Bett stört. In den meisten Fällen können diese Ziele durch Anwendung eines einzelnen Sperrbett-Teils erreicht werden.
Die Wärmetauschkammer kann einen geneigten oder abgestuften Boden haben, um leichter ein geeignetes Sperrbett zwischen Fördergas-Einlässen und Fluidisierungsgas-Einlässen zu schaffen. Eine Trennwand kann auf dem geneigten Boden zwischen Wärmeübertragungs- und Partikel-Förderabschnitt angeordnet sein. Fluidisierungsgas wird durch den oberen geneigten Bodenteil in den Wärmeübertragungsabschnitt eingeführt. Fördergas wird durch den unteren Teil des geneigten Bodens eingeführt. Ein Sperrbett aus z. B. nur geringfügig fluidisierten Partikeln wird vorzugsweise auf dem unteren Teil des geneigten Bodens auf rechterhalten.
Die vorliegende Erfindung kann auch in Reaktor-Systemen angewandt werden, die Rückführkanäle mit horizontalen Böden haben, solange dafür Sorge getragen wird, daß sich ein Sperrbett auf einem Teil des Bodens bilden kann, um zu verhindern, daß Förder- oder Fluidisierungsgas einander stören.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Wärmetauschkammer einen abgestuften unteren Teil haben, wo der Wärmeübertragungsabschnitt und die Feststoffpartikel-Einlässe auf verschiedenen Niveaus angeordnet sind. Der Wärmeübertragungsabschnitt ist auf einem höheren Niveau als der Auslaß für Feststoffpartikel angeordnet. Die Feststoffpartikel-Einlässe können sich in einen nach unten gerichteten Kanal oder Kanalabschnitt der Wärmetauschkammer öffnen, welcher Kanalabschnitt mit der Brennkammer in Verbindung steht.
Die Partikel werden direkt aus der Wärmetauschkammer in die Brennkammer wiedereingeführt.
Die vorliegende Erfindung sieht eine wichtige Verbesserung für die Regelung des Wärmeübergangs bei sowohl hohen als auch niedrigen Belastungen vor. Ein ausreichend großer Feststoffdurchsatz wird in der Wärmetauschkammer sowohl unter hohen als auch niedrigen Belastungszuständen aufrechterhalten, um die gewünschte Wärmeübergangskapazität zu erreichen.
Der Gasraum in der Wärmeübertragungszone enthält in erster Linie reines Fluidisierungsgas ohne alkalische, chlorhaltige oder andere korrosive gasförmige Bestandteile und schafft somit sehr vorteilhafte Zustände für die Überhitzung. Überhitzer in dieser Zone können somit auf viel höhere Temperaturen aufgeheizt werden als was in den korrosiven Verhältnissen möglich ist, die in der Brennkammer selbst vorherrschen. Somit kann auch Dampf mit > 500ºC, sogar > 550 ºC, erzeugt werden, wenn korrosive gasförmige Bestandteile enthaltende Brennstoffe verfeuert werden.
Besonders bei Verbrennungskesseln für Müll/Brennstoffe auf Müllbasis (RDF, refuse derived fuel) ist es wegen der unreinen, verschiedenartigen, Korrosion hervorrufende Bestandteile enthaltenden Gase problematisch gewesen, die Wärme zur Überhitzung zu nutzen. Bei der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch Schaffung eines Systems beseitigt, bei dem Überhitzerflächen mit heißem zirkulierendem Material in sicherer Gasatmosphäre kontaktiert werden. Bei Benutzung eines langsam brodelnden Betts (mit Gasgeschwindigkeiten < 1 m/s) wird auch die Erosion in der Wärmetauschkammer minimiert. Partikel, die auf die Wärmetauschflächen aufprallen, haben eine sehr niedrige Aufschlaggeschwindigkeit. Zusätzlich ist die Erosion im Rückführkanal-Bett aufgrund der kleinen Partikelgröße des Bettmaterials verhältnismäßig gering.
Wenn das Bett in der Kammer mit dem Feststoffpartikelbett durch einen geneigten Boden (oder einen getrennten unteren Auslaßkanalteil des Rückführkanals) in einen Wärmeübertragungsabschnitt einen Feststoffpartikel - Auslaßabschnitt aufgeteilt ist, wird der Erfindung zufolge ein bedeutender Vorteil erreicht, nämlich:
- große Partikel (z. B. Aschepartikel, im Bett gebildete Agglomerate oder von den Wänden des Rückführkanals gelöstes feuerfestes Material) fallen im Rückführkanal durch die Schwerkraft abwärts unter das Niveau des Einlasses für Fluidisierungsgas und weg von der Wärmeübertragungszone, wo sie mechanischen Schäden und andere Probleme (wie z. B. Reduzierung des Wärmeübergangs) hervorrufen könnten.
Die vorliegende Erfindung sieht eine sehr einfache und kompakte CFB-Kesselkonstruktion vor. Das ganze, den Abscheider und Rückführkanal umfassende Rückfühsystem kann in erster Linie aus zwei zumindest teilweise parallelen vertikalen Wasserrohr-Wandpaneelen konstruiert sein, die einen im wesentlichen vertikalen Kanal dazwischen bilden. Der Kanal hat vorzugsweise eine mit der Brennkammer gemeinsame Wand. Der Kanal hat typischerweise einen Abscheider in seinem oberen Teil, einen Rückführkanal in seinem mittleren Teil und eine Festbettkammer in seinem untersten Teil. Die Feststoffpartikel-Einlässe, Überlauföffnungen und andere Durchlässe für Gas- und Feststoff, die den Rückführkanal mit der Brennkammer verbinden, können in der gemeinsamen Wand z. B. als rahmenartige Konstruktion vorgefertigt sein. Solch eine Rahmenkonstruktion kann auch auf der Baustelle leicht in die Membranwand eingebaut werden.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft bei druckbeaufschlagten Wirbelschichtsystemen, die also auf einem Druck erheblich über dem Atmosphärendruck, z. B. mindestens dem zweifachen Atmosphärendruck, betrieben werden, weil zusätzliche Wärmetauschflächen im Rückführkanal an einer im Regelfall leeren Stelle im Druckgefäß angeordnet werden können und weil der zusätzliche Wärmeübergang durch verhältnismäßig kleine Gasströme und somit wenig Ausrüstung geregelt werden kann. Die vorliegende Erfindung sieht ein kompaktes Feuerungssystem vor, das sich leicht in ein Druckgefäß einbauen läßt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird weiter beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine CFB- Vorrichtung gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite beispielhafte CFB-Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine zirkulierende Wirbelschichtfeuerung 10 mit einer Brennkammer 12 mit einer schnellen Wirbelschicht aus Partikeln darin, wobei Fluidisierungs- und/oder Verbrennungsgase (-luft) bei 11 eingeführt werden. Ein Partikelabscheider 14 ist mit dem oberen Teil der Brennkammer 12 verbunden zur Abscheidung von Partikeln, die von einem Gemisch aus Rauchgasen und Feststoff mitgeführt werden, das aus der Brennkammer 12 abgeleitet wird. Ein Rückführkanal 16 ist zur Rückführung von Feststoff aus dem Abscheider 14 in den unteren Teil der Brennkammer 12 vorgesehen. Eine Auslaßöffnung 18 verbindet den Partikelabscheider 14 mit der Brennkammer 12. Ein Gasabzug 20 ist im Partikelabscheider 14 angeordnet.
Die Wände 22, 24 der Brennkammer 12, die Wände 22, 26, 28 des Abscheiders 14 und die Wände 30, 22 des Rückführkanals 16 sind hauptsächlich aus Wasserrohr- oder Membranpaneelen gefertigt. Die unteren Bereiche (z. B. 22a, 24a) der Wände 22, 24, 30 in Brennkammer 12 und Rückführkanal 16 können durch eine feuerfeste Auskleidung 32 geschützt sein.
Abscheider 14 und Rückführkanal 16 sind mit einer Seitenwand 22 der Brennkammer 12 verbunden und bilden dadurch eine integrale Konstruktion. Abscheider 14 und Rückführkanal 16 sind in einem Raum zwischen der Seitenwand 22 und einem vertikalen Rohrpaneel 23 ausgebildet, das parallel zur Seitenwand 22 angeordnet ist. Die Seitenwand 22 bildet somit eine Wand des Abscheiders 14 und eine Wand des Rückführkanals 16. Der untere abwärts geneigte Abschnitt von Seitenwand 22 bildet eine gemeinsame Wand 22a zwischen Rückführkanal 16 und Brennkammer 12, und der obere Abschnitt der Seitenwand 22 bildet einen Teil einer Doppelwandkonstruktion 22b zwischen Abscheider 14 und Brennkammer 12. Das vertikale Rohrpaneel 23 bildet die (zur Wand 22) gegenüberliegenden Wände von Abscheider 14 und Rückführkanal 16. Der obere Teil des vertikalen Rohrpaneels 23 bildet die Außenwand 26 des Abscheiders 14 und der untere Teil des Rohrpaneels 23 die Außenwand 30 für Rückführkanal 16. Das vertikale Rohrpaneel 23 ist in gewünschter Entfernung zur Seitenwand 22 angeordnet, um einen Zyklon-Effekt zur Abscheidung von eingeführten, darin als Gas-/Feststoff-Suspension vorliegenden Gasen und Feststoffen zu bewirken. An seinem mittleren Teil ist das vertikale Rohrpaneel 23 zur Seitenwand 22 hin gebogen, um einen Rückführkanal 60 mit kleinerem Querschnitt (für Feststofffluß erwünscht) vorzusehen.
Eine von einem zweiten Rohrpaneel 34 gebildete Innenwand 28 ist vorzugsweise im Abscheider 14 zwischen Seitenwand 22 und Außenwand 26 angeordnet, um die Doppelwändkonstruktion zwischen Abscheider 14 und Brennkammer 12 zu bilden. Für das Rohrpaneel 34 ist ein unteres Sammelrohr 28' vorgesehen, das es mit einem Fluid-Rückführsystem verbindet. Der Gasraum 29 zwischen Innenwand 28 und oberem Teil 22b von Seitenwand 22 ist ein gasdichter Raum, der von den Gasräumen der Brennkammer 12, des Partikelabscheiders 14 und Rückführkanals 16 getrennt ist. Bei einigen Anwendungen sind keine Doppelwandkonstruktion und somit keine Innenwand 28 notwendig, in welchem Fall der obere Teil von Seitenwand 22 eine gemeinsame Wand zwischen Abscheider 14 und Brennkammer 12 bilden kann.
Bei einer anderen alternativen Ausführungsform (siehe Fig. 2 - in Fig. 2 sind die mit denen von Fig. 1 vergleichbaren Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt) bildet ein Rohrpaneel 23 die Außenwand 26 des Abscheiders 14, welches Rohrpaneel ein Sammelrohr 26' fürs Verbinden desselben mit einem Fluid Rückführsystem aufweist. Somit kann ein vertikales Zwischen-Rohrpaneel 34 parallel zur Seitenwand 22 vorgesehen werden, um einen Raum dazwischen zu bilden, wobei der Raum zwischen Seitenwand 22 und Zwischen-Rohrpaneel 34 an seinem oberen Teil eine Doppelwandkonstruktion oder Innenwand 28 für den Abscheider 14 bildet und an seinem unteren Teil die Außenwand 30 für den Rückführkanal bildet.
Im unteren Teil des Rückführkanals 16 - wie aus Fig. 1 zu ersehen ist - ist eine Wärmetauschkammer 36 mit einem Bett 38 aus Feststoffpartikeln vorgesehen. Die Wärmetauschkammer 36 ist im wesentlichen unter dem geneigten Abschnitt 22a der Seitenwand 22 ausgebildet, wobei die Wärmetauschkammer 36 dabei einen größeren Querschnitt hat als der Rückführkanal 16 über sie.
Das Bett 38 ist vorzugsweise ein Brodelbett 38 aus Rückführpartikeln in der Wärmetauschkammer 36. Gas zur Fluidisierung des Betts wird durch Fluidisierungsgasdüsen 39 eingeführt. Wärmetauschflächen (z. B. Rohre) 40 sind im Bett 38 angeordnet.
Ein erster Typ von Feststoffpartikel-Einlässen 42 ist im unteren Teil der gemeinsamen Wand 22 ausgebildet, um den Transport von Feststoffpartikeln aus der Wärmetauschkammer 36 in die Brennkammer 12 zu ermöglichen. Der erste Typ von Feststoffpartikel-Einlässen 42 umfaßt mehrere schmale schlitzartige Durchlässe oder Öffnungen 44, die übereinander angeordnet sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Fördergas wird durch Gasdüsen 45 zur Beförderung von Feststoffpartikeln durch die Einlässe 42 eingeführt.
Der Boden 46 des Rückführkanals 16 ist abgestuft, der Wärmeübertragungsabschnitt 36 ist über ihm angeordnet und hat einen getrennten unteren Abschnitt 48 im untersten Bereich des abgestuften Bodens 46 zur Abführung von Feststoffpartikeln durch die Feststoffpartikel-Einlässe 42.
Ein Sperrbett 50 aus Partikeln wird zwischen den Feststoffpartikel-Einlässen 42 und dem Wärmeübertragungsabschnitt 36 aufrechterhalten, um zu verhindern, daß Fluidisierungsgas oder Fördergas einander stören, wodurch die gewünschte Regelung des Wärmeübergangs erleichtert wird.
Ein Durchlaß 52 zur Einführung von Feststoff direkt aus der Brennkammer 12 in den Rückführkanal 16 ist oberhalb des Betts 38 aus Feststoffpartikel in der gemeinsamen Wand 22a angeordnet. Feststoff, der innerhalb der Brennkammer 12 zirkuliert, besonders die Wände der Brennkammer 12 entlang hinabfließender Feststoff fließt aus dem Durchlaß 52 in die Wärmetauschkammer 36. Leitorgane 54, die z. B. als eine geformte Lippe 54 gestaltet sind, können in der Brennkammer 12 angeordnet sein, um den Feststofffluß auf den Durchlaß 52 zuzuleiten oder Feststoffpartikel aus einem Bereich, der größer als der Querschnitt des Durchlasses 52 ist, in den Rückführkanal 16 aufzufangen. Mittel, wie z. B. ein Sieb (nicht dargestellt) vor dem Durchlaß 52, können vorgesehen sein, um zu verhindern, daß eine gewünschte Größe überschreitende Partikel in den Durchlaß 52 fließen.
Der Durchlaß 52 kann auch - besonders bei hoher Belastung - als Feststoffpartikel-Einlaß des Überlauftyps zur Wiedereinführung von Feststoffpartikeln aus dem Rückführkanal 16 in die Brennkammer 12 benutzt werden. Bei hoher Belastung kann der Überlauf von Partikeln aus dem Rückführkanal 16 dazu benutzt werden, das Fließen von Feststoffpartikeln aus der Brennkammer 12 in den Rückführkanal 16 zu verhindern. Bei hoher Belastung zirkuliert in der Regel bereits genügend Feststoff durch den Partikelabscheider 14 in den Rückführkanal 16. Die Strömungsrichtung und -geschwindigkeit des festen Materials durch die Durchlässe 52 können durch Gasströme z. B. durch Eindüsung von Gas in die Durchlässe 52 oder zu gewünschten Stellen im umgebenden Bereich geregelt werden.
Alternativ können getrennte Durchlässe zur Einführung von Feststoffpartikeln aus der Brennkammer 12 in den Rückführkanal 16 und Überlauföffnungen zur Wiedereinführung von Feststoffpartikeln aus dem Rückführkanal 16 in die Brennkammer 12 benutzt werden. Falls verschiedene Durchlässe und Überlauföffnungen benutzt werden, können sie an verschiedenen vertikalen und/oder horizontalen Stellen angeordnet sein, wobei alle Feststoff in den Rückführkanal 16 einführenden Durchlässe vorzugsweise über der Überlauföffnung angeordnet sind. Die Durchlässe oder Überlauföffnungen können auch dazu benutzt werden, Gas aus dem Rückführkanal in die Brennkammer 12 abzuführen.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 sind separate Gaseinlässe 56 in der gemeinsamen Wand 22 auf einer Ebene oberhalb der Oberfläche von Bett 38 zur Abführung von Gas aus dem Gasraum 16" des Rückführkanals 16 in die Brennkammer 12 angeordnet.
Die unteren Abschnitte 22a, 24a der Seitenwände 22, 24 der Brennkammer 12 sind vorzugsweise geneigt ausgeführt, wobei deren oberer Teil z. B. mit ungefähr 15-40º gegenüber der Vertikalen angewinkelt ist, um im unteren Teil der Brennkammer 12 eine kleinere Querschnittsfläche als im oberen Teil vorzusehen. Dies führt zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten im unteren Teil der Brennkammer 12 und einer sehr heftigen Bewegung des Feststoffes darin, was die direkte Strömung von Feststoffpartikeln durch Durchlässe 52 in den Rückführkanal 16 verbessert. Bei einigen Anwendungen kann Gas in den unteren Teil der Brennkammer 12 eingespritzt werden, um Feststoffstrahlen oder -Fontänen an gewünschten Stellen innerhalb der Brennkammer 12 zu bilden. Diese Strahlen können dazu benutzt werden, Feststoff auf die Durchlässe 52 zuzuführen, die Feststoff in den Rückführkanal 16 einführen.
Ein Gasverschluß 58 ist zwischen dem oberen Teil des Rückführkanals 16 und dem Partikelabscheider 14 vorgesehen, um das Fließen von Gas aus dem Rückführkanal 16 in den Abscheider 14 zu verhindern. Die Konstruktion des Gasverschlusses 58 besteht aus einem im unteren Teil des Abscheiders 14 ausgebildeten Kanal 60, Einlaßöffnungen 62 zwischen dem Kanal 60 und dem oberen Teil des Rückführkanals 16 und Feststoffpartikeln, die im Kanal 60 ein Bett 64 bilden. Partikel im Bett 64 werden durch Gas fluidisiert, das durch Düsen 31 eingeführt wird, und in Kammer 16" durch Gas geleitet, das durch Düsen 31' eingeführt wird. Die Einlaßöffnungen 62 sind vertikal schmale horizontale Schlitze, die eine Feststoff-Durchflußschleuse zwischen Kanal 60 und Rückführkanal 16 bilden. Die Feststoff-Durchflußschleuse verhindert einen unkontrollierten Feststofffluß vom Abscheider 14 zum Rückführkanal 16, so daß ein gewünschter Bettpegel, der einen gewünschten Gasverschluß ergibt, im Kanal 60 aufrechterhalten wird, wodurch verhindert wird, daß Gas aus dem Kanal 16" in den Abscheider 14 fließt.
Vorzugsweise wird das ganze System 10 druckbeaufschlagt - d. h. auf Überatmosphärischem Druck, typisch mindestens dem zweifachen Atmosphärendruck gehalten.
Während die Erfindung im Zusammenhang mit dem beschrieben worden ist, was man derzeit für die praktischste und bevorzugteste Ausführungsform der Erfindung hält, soll es verstanden werden, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen begrenzt werden, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und entsprechende Anordnungen erfassen soll.
So kann zum Beispiel das beschriebene zirkulierende Wirbelschichtsystem eine Vielzahl von Rückführkanälen aufweisen, wovon nur einer oder einige eine Wärmetauschkammer, wie etwa die obenbeschriebene Kammer 36, umfassen.
Ferner könnte eine Vielzahl von Wärmetauscher-Abschnitten horizontal im unteren Teil des Rückführkanals einer nach dem anderen längs der Seitenwand 22 angeordnet sein. Der Feststoff könnte in den Rückführkanal an Stellen zwischen den Wärmetauscher-Abschnitten eingeführt werden und/oder der Feststoff könnte aus dem Rückführkanal durch Feststoffpartikel-Einlässe oder Überlauföffnungen abgeleitet werden, die innerhalb der Wärmetauscher-Abschnitte oder an Stellen dazwischen angeordnet sind.

Claims

1. Verfahren fürs Betreiben eines zirkulierenden Wirbelschichtsystems, bestehend: aus

- einer Brennkammer (12) mit einer Wirbelschicht aus Feststoffpartikeln darin;

- einem Partikelabscheider (14), der mit einer Auslaßöffnung (18) im oberen Teil der Brennkammer (12) verbunden ist;

- einem Rückführkanal (16), der an seinem oberen Teil mit dem Partikelabscheider (14) und an seinem unteren Teil mit der Brennkammer (12) verbunden ist; welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(a) Aufrechterhaltung einer schnellen Wirbelschicht aus Feststoffpartikeln in der Brennkammer (12), so daß eine aus Rauchgasen und davon mitgeführten Feststoffpartikeln bestehende Partikelsuspension veranlaßt wird, in der Brennkammer (12) aufwärts zu fließen und durch die Auslaßöffnung (18) abgeführt zu werden;

(b) Abscheidung von Feststoffpartikeln aus der Partikelsuspension im Partikelabscheider (14);

(c) Leitung abgeschiedener Feststoffpartikeln in den Rückführkanal (16);

gekennzeichnet durch:

(d) Aufrechterhaltung eines Betts aus Feststoffpartikeln im Rückführkanal (16), der in seinem unteren Teil eine Wärmetauschkammer (36) aufweist;

(e) Wiedereinführung von Feststoffpartikeln direkt aus der Wärmetauschkammer (36) mit einem mit Brennkammer (12) gemeinsamen Wandabschnitt (22a) in die Brennkammer durch einen Feststoffpartikel-Einlaß (42), der im gemeinsamen Wandabschnitt (22a) angeordnet ist; und

(f) Einführung zusätzlicher Feststoffpartikel direkt aus der Brennkammer (12) in den unteren Teil des Rückführkanals (16) durch einen Durchlaß (52) im gemeinsamen Wandabschnitt (22a).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (d) unter hohen Belastungsverhältnissen in erster Linie dadurch praktiziert wird, daß aus der Partikelsuspension abgeschiedene Feststoffpartikel gesammelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als weiterer Schritt die Aufrechterhaltung einer Wirbelschicht aus Feststoffpartikeln in der Wärmetauschkammer (36) unter niedrigen Belastungsverhältnissen hauptsächlich durch Sammeln von Partikeln, die in der Nähe einer Seitenwand der Brennkammer (12) fließen, wobei die Partikel parallel, in geneigtem Winkel oder senkrecht zur Seitenwand fließen, und Leitung der Partikel in den Rückführkanal (16) durch den Durchlaß (22a) in der Wand umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (f) dadurch praktiziert wird, daß zusätzliche Feststoffpartikel via Durchlaß (52) über dem Feststoffpartikel-Einlaß (42) in die Wärmetauschkammer (36) eingeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (f) ferner dadurch praktiziert wird, daß Feststoffpartikel in die Wärmetauschkammer (16) via Durchlaß (52) in einem geneigten gemeinsamen Wandabschnitt (22a) des unteren Teils der Brennkammer (12) eingeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (e) dadurch praktiziert wird, daß Feststoffpartikel aus der Wärmetauschkammer (36) in die Brennkammer (12) durch den Feststoffpartikel-Einlaß (42) wiedereingeführt werden, der durch mehrere vertikal schmale hauptsächlich horizontale Schlitze (44) gebildet wird, die unterhalb der Bettoberfläche in der Wärmetauschkammer (36) angeordnet sind, welche Schlitze (44) in der gemeinsamen Wand (22a) übereinander angeordnet sind; und daß eine Feststoff-Durchflußschleuse zwischen den Wirbelschichten in Wärmetauschkammer (36) und Brennkammer (12) gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (e) dadurch praktiziert wird, daß Feststoffpartikel aus der Wärmetauschkammer in die Brennkammer durch den Durchlaß (52) wiedereingeführt werden, der eine Überlauföffnung in der gemeinsamen Wand (22a) bildet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- Wärmetauschflächen in einem Wärmeübertragungsabschnitt des Betts aus Feststoffpartikeln in der Wärmetauschkammer (36) angeordnet sind;

- der Feststoffpartikel-Einlaß (42) unter dem Bettpegel eines anderen Bettabschnitts angeordnet ist; und daß

- der andere Abschnitt durch ein Sperrbett aus Feststoffpartikeln vom Wärmeübertragungsabschnitt getrennt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang in der Wärmetauschkammer (36) durch Regulierung des Partikelflusses dadurch geregelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasverschluß zwischen dem oberen Teil des Rückführkanals (16) und dem Partikelabscheider (14) vorgesehen ist.

11. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem bestehend aus

- einer Brennkammer (12) mit einer schnellen Wirbelschicht aus Partikeln darin und einem oberer Abschnitt, einer Auslaßöffnung (18) aus dem oberem Abschnitt, und einem unteren Abschnitt;

- Mitteln zur Einführung von Fluidisierungsgas in die Brennkammer (12);

- einem Partikelabscheider (14), der mit der Auslaßöffnung (18) verbunden ist zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus einer Partikelsuspension, die durch die Auslaßöffnung (18) aus der Brennkammer (12) abgeführt wird,

- einem Rückführkanal (16) mit einem oberen und unteren Abschnitt, der an seinem oberen Abschnitt mit dem Partikelabscheider (14) und an seinem unteren Abschnitt mit der Brennkammer (12) verbunden ist zur Rückführung abgeschiedener Feststoffpartikel aus dem Partikelabscheider (14) in den unteren Abschnitt der Brennkammer (12)

gekennzeichnet durch:

- eine Wärmetauschkammer (36), die im unteren Abschnitt des Rückführkanals (16) ausgebildet ist und ein Bett aus Feststoffpartikeln darin aufweist zur Rückgewinnung von Wärme aus Feststoffpartikel, die durch den Rückführkanal zurückgeleitet werden,

- einen für Brennkammer (12) und mindestens den Wärmetauschkammer-Abschnitt (36) des Rückführkanals (16) gemeinsamen Wandabschnitt (22a);

- einen Feststoffpartikel-Einlaß (42) im gemeinsamen Wandabschnitt (22a) zur Einführung von Feststoffpartikeln aus der Wärmetauschkammer (36) in die Brennkammer (12); und

- Mittel zur Einführung von Feststoffpartikeln direkt aus der Brennkammer (12) in die Wärmetauschkammer (36).

12. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einführung von Feststoffpartikeln direkt aus der Brennkammer (12) in die Wärmetauschkammer (36) einen Durchlaß (52) umfassen, der im gemeinsamem Wandabschnitt (22a) zwischen Wärmetauschkammer (36) und Brennkammer (12) über dem Feststoffpartikel-Einlaß (42) ausgebildet ist.

13. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangorgane (54) in der Brennkammer (12) fürs Auffangen von Feststoffpartikeln und Leitung derselben zum Durchlaß (52) hin im gemeinsamem Wand- Abschnitt (22a) angeordnet sind.

14. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Wandabschnitt (22a) geneigt und so angeordnet ist, daß ein oberer Abschnitt der Wärmetauschkammer (36) vom gemeinsamen Wandabschnitt (22a) bedeckt wird.

15. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffpartikel-Einlaß (42) unter der Bettoberfläche in der Wärmetauschkammer (36) angeordnet ist und eine Feststoff-Durchflußschleuse zur Regelung des Feststoffflusses aus der Wärmetauschkammer (36) in die Brennkammer (12) umfaßt.

16. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überlauföffnung (52), die einen Feststoffpartikel-Einlaß bildet, als Einlaßorgan im gemeinsamem Wandabschnitt (22a) angeordnet ist, damit Feststoffpartikel via Überlauf aus dem Wärmetauscher-Abschnitt (36) in die Brennkammer (12) fließen können.

17. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Einführung von Fluidisierungsgas in den unteren Teil der Wärmetauschkammer (36) und eine in der gemeinsamen Wand (22) zwischen Rückführkanal (16) und Brennkammer (12) angeordnete Gasdurchflußöffnung (56) zur Ableitung von Fluidisierungsgas in die Brennkammer (12) aufweist.

18. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasverschluß (58) im oberem Abschnitt des Rückführkanals (16) angeordnet ist um zu verhindern, daß Gas aus dem unterem Abschnitt des Rückführkanals (16) in den Partikelabscheider (14) fließt.

19. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (12) besteht aus: einer Vielzahl erster hauptsächlich vertikaler Rohrpaneele, die eine Umfassung bilden; und einem zweiten in erster Linie vertikalen Rohrpaneel; wobei Rückführkanal (16) und Wärmetauschkammer (36) zwischen einem der ersten Rohrpaneele und dem zweiten Rohrpaneel ausgebildet sind.

20. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (12) besteht aus: einer Vielzahl erster hauptsächlich vertikaler Rohrpaneele, die eine Umfassung bilden; und einem zweiten in erster Linie vertikalen Rohrpaneel; wobei Partikelabscheider (14), Rückführkanal (16) und Wärmetauschkammer (36) zwischen einem der ersten Rohrpaneele und dem zweiten Rohrpaneel ausgebildet sind.

21. Zirkulierendes Wirbelschichtreaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (12) besteht aus: einer Vielzahl erster hauptsächlich vertikaler Rohrpaneele, die eine Umfassung bilden; und einem zweiten in erster Linie vertikalen Rohrpaneel; wobei Rückführkanal (16) und Wärmetauschkammer (36) zwischen einem der ersten Rohrpaneele und dem zweiter Rohrpaneel ausgebildet sind; und einem dritten in erster Linie vertikalen Rohrpaneel; wobei der Abscheider (14) zwischen dem zweiten und dritten Rohrpaneel ausgebildet ist.

22. Reaktorsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Brennkammer (12), Partikelabscheider (14) und Wärmetauschkammer (36) alle unter einem, zumindest dem zweifachen Atmosphärendruck entsprechenden Druck stehen.

23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a)-(f) unter einem zumindest dem zweifachen Atmosphärendruck entsprechenden Druck praktiziert werden.