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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vergasungsofen mit
fluidisiertem Bett und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
einen, ein fluidisiertes Bett aufweisenden Vergasungsofen, der gekennzeichnet
ist durch die Abgabe eines fluidisierten Mediums. Ein, mit einem
fluidisierten Bett ausgestatteter Ofen, ist aus dem Dokument Patent
Abstracts of Japan, Vol. 012, Nr. 292 (M-729), 10. August 1988,
bekannt.
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Ein
fluidisiertes Bett wird dadurch gebildet, dass man ein Gas nach
oben in ein teilchen-gefülltes Bett,
angefüllt
mit Teilchen eines fluidisierten Mediums liefert, wie beispielsweise
Siliziumsand oder Eisenoxyd, und zwar mit einer Größe von ungefähr mehreren
Zehnteln Mikrometern bis ungefähr
mehrere Millimeter, um dadurch das fluidisierte Medium zu fluidisieren.
In einem Reaktor mit fluidisiertem Bett werden die dem fluidisierten
Bett eigenen Eigenschaften, wie beispielsweise die Fluidität, die Gleichförmigkeit,
die Wärmekapazität und die
große
Oberfläche
dazu verwendet, um eine chemische Reaktion schnell, stabil und homogen
durchzuführen.
Der ein fluidisiertes Bett aufweisende Reaktor wurde in einem katalytischen
Crackofen in der Petroleumraffinerie verwendet und in einem Verbrennungsofen
sowie einem Brennofen für
feste Brennstoffe wie beispielsweise Kohle, wobei in diesen Gebieten
eine extensive Verwendung stattfand.
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Hintergrund
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Ein
fluidisiertes Bett aufweisende Vergasungsöfen besitzen ausgezeichnete
Mischeigenschaften und ausgezeichnete Wärmeleit- oder Übertragungseffizienz,
und zwar wegen des fluidisierten Mediums und diese Öfen sind
daher von Vorteil insofern als die Größe und die Eigenschaften der
einzuführenden
Brennstoffe weniger eingeschränkt
sind als bei regulären
Bettreaktoren. Die ein fluidisiertes Bett aufweisenden Vergasungsöfen haben
jedoch einen Nachteil insofern, als die Betriebstemperatur niedriger
sein sollte als die bei den üblichen
Bettreaktoren, um zu verhindern, dass das fluidisierte Medium und
der Aschegehalt in den Brennstoffen zum Schmelzen kommen und aneinander
bei hohen Temperaturen anhaften und so die Fluidisierung des fluidisier ten
Mediums blockieren. Es ist daher notwendig, dass die Betriebstemperatur
ungefähr
900°C oder
niedriger dann liegt, wenn Kohle als Brennstoff verwendet wird,
und dass die Betriebstemperatur bei ungefähr 600°C bis ungefähr 800°C dann liegt, wenn Abfälle als
Brennstoff verwendet werden, obwohl dies durch die Eigenschaften
der Abfälle
beeinflusst wird. Wenn die Abfälle
Alkalimetalle enthalten, sollte die Betriebstemperatur noch tiefer
liegen.
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Das
Entstehen von Teer (tar) ist ein Problem im Falle der Pyrolyse und
der Vergasung von Abfällen
oder Kohle bei relativ niedriger Temperatur. Im Allagemeinen liegt
Teer in einer Dampfform bei einer Temperatur von rund 600°C vor und
dann, wenn die Temperatur auf 200°C
oder darunter abgesenkt wird, so wird der Teer (tar) verflüssigt und
wird klebrig, auf welche Weise verschiedene Probleme assoziiert
mit der Verarbeitung oder Handhabung der Teilchen auftreten können.
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Die
Vergasung im fluidisierten Bett eines Vergasungsofens hat ferner
ein Merkmal oder eine Kennzeichnung wie folgt: da eine große Menge
des Teers innerhalb des Ofens verbleibt, wenn die nicht brennbaren
Materialien und dergleichen aus dem Bett herausgezogen oder entnommen
werden, wird der eine hohe Temperatur besitzende Teer in Berührung mit
Luft gebracht und dann verbrannt, um die Temperatur davon zu erhöhen, was
die Tendenz zur Klinkerbildung hervorruft.
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Wie
oben beschrieben, hat ein Vergasungsreaktor mit fluidisiertem Bett
ein Merkmal insofern, als weniger Einschränkung hinsichtlich der Größe und Eigenschaften
der einführbaren
Brennstoffe besteht. In einem Fall jedoch, wo ein Brennstoff nicht brennbare
Materialien enthält,
wie beispielsweise bei Kohle oder Abfällen, dann werden, wenn solcher Brennstoff
der eine große
Größe besitzt,
so wie er ist eingeführt
wird, die nicht verbrennbaren Materialien innerhalb des Reaktors
groß werden,
und es wird somit erforderlich, dass derartige nicht brennbare Materialien
aus dem Reaktor durch irgendwelche Verfahren entfernt werden. Das
Abziehen des fluidisierten Mediums bei einer hohen Temperatur von
500°C bis 600°C aus dem
fluidisierten Bett ist jedoch sehr schwierig und zwar wegen der
hohen Temperatur, selbst bei einem mit atmosphärischen Druck arbeitenden Reaktor
und es ist somit kaum möglich,
den Vergasungsofen unter Druck zu betreiben. Selbst wenn das fluidisierte
Medium erfolgreich aus dem fluidisierten Bett herausgezogen werden
kann, so bewirkt das Herausziehen des eine hohe Temperatur besitzenden
fluidisierten Mediums einen großen Wärmeverlust,
der die Effizienz bzw. den Wirkungsgrad der Wärmeausnutzung reduziert. Ferner
wird beim Herausziehen des fluidisierten Mediums eine große Menge
an Teer im fluidisierten Medium bei Kontakt mit Luft verbrannt werden,
was zu unerwarteten Problemen führt.
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Das
Kühlen
des fluidisierten Mediums zum Vermeiden des obigen Problems bewirkt
die Verflüssigung
des Teerdampfes, was oftmals zu verschiedenen Problemen führt. Der
Brennstoff sollte daher auf eine kleine Größe verkleinert werden und sodann
in den fluidisierten Bettvergasungsofen eingeführt werden, um das Herausziehen
der nicht brennbaren Materialien unnötig zu machen. Dies verfehlt
die Ausnutzung des Merkmals des ein fluidisierten Bett besitzenden
Reaktors.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf obige Nachteile gemacht.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Vergasungsofen
mit fluidisiertem Bett mit einer ausgezeichneten Praktikabilität vorzusehen,
wobei dieser sicher nicht nur bei atmosphärischem Druck betrieben werden
kann, sondern auch bei Hochdruck, wobei ein solches Merkmal ausgenutzt
wird, dass der ein fluidisiertes Bett besitzende Reaktor weniger
Einschränkung
hinsichtlich der Größe und der
Eigenschaften der einführbaren
Brennstoffe oder Kraftstoffe besitzt.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Ofen mit fluidisierter
Bettvergasung vorgesehen, und zwar unter Verwendung eines fluidisierten
Bettreaktors, wobei Folgendes vorgesehen ist: ein Abgabeanschluss,
vorgesehen in der Nähe
eines Bodens in einem fluidisierten Bett zur Abgabe eines fluidisierten
Mediums, wobei der Abgabeanschluss verbunden ist mit einer Abgabebahn
oder einem Abgabetrichter für
fluidisiertes Medium und zwar sich nach unten erstreckend; und wobei
ferner eine Gasblasvorrichtung unterhalb des Trichters oder der Bahn
vorgesehen ist.
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In
dem ein fluidisiertes Bett aufweisenden Vergasungsofen ist eine
Vorrichtung zum mechanischen Herausziehen des fluidisierten Mediums
vorgesehen, und zwar in der Nähe
des untersten Teils des Abgabetrichters für fluidisiertes Medium. Diese Vorrichtung
weist vorzugsweise eine Schneckentransportvorrichtung auf.
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Am
untersten Teil des Abgabetrichters für das fluidisierte Medium ist
eine Gasblasvorrichtung vorgesehen. In dieser Gasblasvorrichtung
kann sauerstofffreies Gas als ein zu blasendes Gas verwendet werden.
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Ferner
wird der fluidisierte Bettreaktor gemäß der Erfindung vorzugsweise
in Einheiten unterteilt, die entsprechende Funktionen ausführen, so dass
der fluidisierte Bettreaktor leicht mit Brennstoffen arbeiten kann,
die unterschiedliche Eigenschaften besitzen, und zwar durch Änderung
der Kombination jeder der Einheiten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die 1A, 1B und 1C sind Querschnittsansichten, welche die
Struktur eines zylindrischen fluidisierten Bettvergasungsofens gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen und die 1A ist
ein Vertikalschnitt, der den fluidisierten Bettvergasungsofen zeigt,
während 1B ein
Querschnitt Längslinie A-A
der 1A ist, und während 1C ein Querschnitt Längslinie B-B der 1A ist;
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2A, 2B und 2C sind Querschnittsansichten, welche die
Struktur eines rechteckigen fluidisierten Bettvergasungsofens gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
zeigen und die 2A ist ein Vertikalschnitt der
den fluidisierten Bettvergasungsofen veranschaulicht, 2B ist
ein Querschnitt Längslinie
A-A der 2A und 2C ist ein Querschnitt Längslinie
B-B der 2A;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die die gesamte Konstruktion der Komponenten
um einen Vergasungsofen gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung herum zeigen;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die die gesamte Konstruktion der Komponenten
um einen Vergasungsofen gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung herum zeigen;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die die gesamte Konstruktion der Komponenten
zeigt, und zwar um einen Vergasungsofen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6 ist
ein Vertikalschnitt, der einen modifizierten fluidisierten Bettvergasungsofen
zeigt, und zwar gemäß der Erfindung;
und
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7 ist
ein Vertikalschnitt, der einen weiteren modifizierten fluidisierten
Bettvergasungsofen gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Bestes Verfahren
zur Ausführung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Die 1A, 1B und 1C sind Querschnitte, die die Struktur
eines zylindrischen fluidisierten Bettvergasungsofens (Vergasungsofen
mit fluidisiertem Bett) gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen. 1A ist
ein Vertikalschnitt, der den fluidisierten Bettvergasungsofen zeigt, 1B ist
ein Querschnitt Längslinie
A-A der 1A und 1C ist
ein Querschnitt Längslinie B-B
der 1A.
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Der
in den 1A bis 1C gezeigte
fluidisierte Bettvergasungsofen unter Verwendung eines zylindrischen
fluidisierten Bettreaktors weist eine fiuidisierte Betteinheit 1,
eine Unterofen-Trichtereinheit 2, eine Mediumabgabevorrichtungseinheit 3,
eine Free-Boad-Einheit 4 und eine Ablenkeinheit 5 auf. Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist der fluidisierte Bettreaktor die fluidisierte Betteinheit
(Einheit mit fluidisiertem Bett) 1 auf, ferner die Unterofen-Trichtereinheit 2 und
schließlich
die Mediumabgabevorrichtungseinheit 3. Benachbarte Einheiten sind
miteinander durch Flansche verbunden. Eine Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 mit
einer konischen oberen Oberfläche
(konische Oberseite) ist innerhalb der fluidisierten Betteinheit 1 vorgesehen,
und besitzt eine Vielzahl von Fluidisierungsgasverteilungsdüsen 7 auf
der Oberfläche
davon.
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Das
Innere oder die Innenräume
der fluidisierten Betteinheit 1 und der Einheiten unterhalb
der fluidisierten Betteinheit 1 sind mit einem fluidisierten Medium 11 gefüllt. Das
fluidisierte Medium oberhalb der fluidisierten Gasverteilungsvorrichtung 6 wird durch
ein Fluidisierungsgas fluidisiert, welches von den Fluidisierungsgasverteilungsdüsen 7 geblasen wird,
um ein fluidisiertes Bett 8 zu bilden. Ein Fluidisierungsgaskopfteil 9 weist
mindestens zwei unterteilte Segmente auf, und zwar untergebracht
in der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6, und die Geschwindigkeit
des Fluidisierungsgases welches von den Fluidisierungsgasverteilungsdüsen 7 abgeblasen
wird, wird derart reguliert, dass die Geschwindigkeit des in den
Umfangsteil geblasenen Gases größer ist
als die Geschwindigkeit des Fluidisierungsgases, das in den Mittelteil
geblasen wird, wodurch interne revolvierende oder umlaufende Strömungen 12 aus
fluidisiertem Medium im fluidisierten Bett entwickelt werden. Die
Temperatur des fluidisierten Mediums über der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 wird
auf 400°C
bis 1000°C
gehalten, und zwar vorzugsweise von 500°C bis 800°C.
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Eine
sich radial vom fluidisierten Medium nach außen erstreckender Abgabeanschluss 16 ist innerhalb
der fluidisierten Betteinheit 1 und oberhalb des Umfangs
der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 vorgesehen.
Unterhalb des Abgabeanschlusses oder der Abgabeöffnung 16 ist ein
Spalt 20 vorgesehen, und zwar definiert zwischen der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 und
der Innenwand der fluidisierten Betteinheit 1. Dieser Spalt 20 dient
als ein Abgabetrichter oder eine Abgabebahn für das fluidisierte Medium und
ist in vier Trichterteile oder Teile 20a bis 20d unterteilt,
und zwar durch Träger 10,
um die Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 an der
Innenwand der fluidisierten Betteinheit 1 zu befestigen.
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Rohre
zum Liefern von Fluidisierungsgasen von außerhalb der fluidisierten Betteinheit 1 in
den Fluidisierungsgaskopfteil 9 können innerhalb der Träger 10 vorgesehen
sein.
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Die
Trichterbahnen oder Führungsbahnen 20a bis 20d sind
vorzugsweise derart vorgesehen, dass sie zur gesamten Seitenoberfläche der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 hinweisen,
um zu verhindern, dass sich nicht brennbare Materialien in dem fluidisierten
Bett 8 ansammeln. In diesem Falle hat der Träger 10 notwendigerweise
einen abgewinkelten oberen Teil, wobei das obere Ende davon spitzwinklig
ist. Wenn die Rohre innerhalb des Trägers 10 vorgesehen
sind, so sollte der Träger 10 eine
bestimmte Breite besitzen. Der Träger 10 sollte daher
eine Gestalt oder Form besitzen, die nach unten verbreitet ist;
wobei das Ergebnis darin besteht, dass die Breite der Führungsbahnen 20a bis 20d in
Umfangsrichtung reduziert wird. In den Führungsbahnen 20a bis 20d ist
es jedoch zur Vermeidung einer Verstopfung mit nicht brennbaren
Materialien oder dergleichen darinnen notwendig, eine Verminderung
der horizontalen Querschnittsfläche
der Führungsbahnen 20a bis 20d allmählich nach
unten zu vermeiden. Daher ist bei dem Vergasungsofen gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die untere Seite 6a der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 nach unten
zur Mittellinie hin geneigt. Infolgedessen gilt Folgendes: die Dimension
in Radialrichtung der Führungsbahnen 20a bis 20d wird
nach unten hin vergrößert, um
zu verhindern, dass die horizontale Schnittfläche derselben nach unten hin
sich verringert.
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Jede
der Gasblasdüsen 13 ist
unterhalb jeder der Trichter bzw. Führungsbahnen 20a bis 20d vorgesehen,
und in Vertikalrichtung jeder der Führungsbahnen 20a bis 20d.
Das Innere der Führungsbahnen
kann mit Dampf oder inertem Gas gespült werden, und zwar eingeführt von
den Gasblasdüsen 13 um
zu verhindern, dass Teer und Sauerstoff hindurch diffundiert oder
um das Verstopfen der Führungsbahnen
zu eliminieren, und zwar durch kräftiges Fluidisieren des fluidisierten
Mediums.
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Die
Mediumabgabevorrichtungseinheit 3 ist mit dem unteren Ende
der Unterofentrichtereinheit 2 verbunden. Die Innenseite
der Unterofentrichtereinheit 2 im Vergasungsofen gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist geneigt, um so der Größe des Einlasses
der Mediumabgabevorrichtungseinheit 3 zu entsprechen, und
ist somit insgesamt gedrosselt. Wenn die nicht brennbaren Materialien,
die die Möglichkeit
der Bildung einer Brücke
infolge der Drossel besitzen, beispielsweise nicht brennbare Materialien wie
Drähte,
abgegeben werden sollen, so kann natürlich eine gerade, vertikale
Wand genommen werden oder alternativ kann die Innenseite exzentrisch
sein, um so sowohl einen vertikalen und einen geneigten Abschnitt
zu besitzen.
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Eine
Mediumabgabevorrichtung 15 ist am unteren Teil der Mediumabgabevorrichtungseinheit 3 vorgesehen.
In dem Vergasungsofen gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Schrauben- oder Schneckenförderer als die Mediumabgabevorrichtung 15 verwendet.
Die Abgabevorrichtung, die nicht brennbare Materialien in der Querrichtung
abgeben kann, wie beispielsweise eine Kettenransportvorrichtung, kann
verwendet werden und zwar abhängig
von den Eigenschaften der nicht brennbaren Materialien. In dem Vergasungsofen
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist die Mediumabgabevorrichtung 15 transversal oder in
Querrichtung vorgesehen und zwar in Horizontalrichtung. Alternativ
kann die Mediumabgabevorrichtung 15 vertikal geneigt sein.
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Ferner
ist eine Gasblasdüse 14 am
untersten Teil der Mediumabgabevorrichtungseinheit 3 vorgesehen,
und zwar unterhalb der Mediumsabgabevorrichtung 15. Im
Fall des Vergasungsofens gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
kann die Anzahl der Düsen nach
Bedarf erhöht
werden, obwohl nur eine Gasblasdüse 14 vorgesehen
ist, da der Zweck dieser Düse
darin besteht, ein Gas über
die gesamte Fläche des
Durchlasses in eine Verbindung zwischen der Mediumabgabevorrichtung 3 und
dem Unterofen und der Unterofentrichtereinheit 2 zu verteilen.
Die Konzentration der nicht brennbaren Materialien kann durch den
Klassifizierungseffekt sich ergeben, und zwar hervorgerufen durch
ein Gas, welches durch die Gasblasdüse 14 geblasen wird,
auf welche Weise die Menge an abgegebenem fluidisierten Medium reduziert
wird und gleichzeitig damit der Übertragswärmeverlust.
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Dampf,
CO2 oder sauerstofffreies Gas 30 wird
von der Gasblasdüse 14 weggeblasen.
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Der
in den 1A bis 1C gezeigte
Vergasungsofen ist in Einheiten unterteilt zum Durchführen der
entsprechenden Funktionen. Der gesamte Vergasungsofen kann natürlich als
eine integrale Struktur oder ein integraler Körper ausgebildet sein. Insbesondere
im Falle eines großen
Ofens ist es, da jeder Abschnitt groß ist und einen hinreichenden
Raum zur Wartung benötigt
nicht notwendig, eine Inspektion in einem derartigen Zustand auszuführen, dass
die Einheiten voneinander getrennt sind. Daher kann der gesamte
Vergasungsofen als eine integrale Struktur ausgebildet sein. Wenn
jedoch der Vergasungsofen unter Druck verwendet wird, so ist das
Volumen des Vergasungsofens klein und somit ist es schwierig, eine
Inneninspektion und dergleichen durchzuführen. Demgemäß kann in
diesem Falle der trennbare Vergasungsofen der Einheitsbauart, wie
in den 1A bis 1C gezeigt,
effektiv sein.
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Die
trennbare Struktur der Einheitsbauart hat einen weiteren Vorteil
insofern, als die Struktur leicht abhängig von den Eigenschaften
der Brennstoffe geändert
werden kann. Beispielsweise ist es im Falle eines Brennstoffs der
schwer zu vergasen ist und der daher eine lange Verweilzeit innerhalb
des fluidisierten Betts erfordert, wie in 6 gezeigt,
möglich,
einen geradlinigen Rohrabschnitt 1a zusätzlich zwischen der Ablenkeinheit 5 und
der fluidisierten Betteinheit 1 vorzusehen, um so die Betthöhe zu erhöhen. Andererseits,
kann in dem Fall, wo ein Brennstoff verwendet wird, der eine lange
Verweilzeit innerhalb des "free
boards" benötigt und
zwar infolge des geringen spezifischen Gewichtes und des geringen Verweil-
oder Rückhalteverhältnisses
innerhalb des fluidisierten Betts, wie in 7 gezeigt,
eine "free board"-Einheit 4 verwendet
werden, die nach außen gewölbt ist
und zwar in ihrem Teil etwas o berhalb des Flansches, wobei dadurch
das Innenvolumen des free boards vergrößert wird. Auf diese Weise
kann der Vergasungsofen leicht mit verschiedenen Brennstoffen arbeiten,
und zwar durch Modifizieren von nur einem notwendigen Teil, wie
in den 6 und 7 gezeigt, ohne den Vergasungsofen
insgesamt zu modifizieren.
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Die 2A, 2B und 2C sind Querschnittsansichten, welche die
Struktur eines rechteckigen fluidisierten Bettvergasungsofens gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellen. 2A ist
ein Vertikalschnitt, der den fluidisierten Bettvergasungsofen zeigt,
während 2B ein
Querschnitt ist Längslinie
A-A der 2A und 2C ist
ein Querschnitt Längslinie
B-B der 2A.
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Die
gleichen Komponenten gemäß den 2A bis 2C sind mit den gleichen Bezugszeichen wie
diejenigen gemäß den 1A bis 1C bezeichnet, soweit sie die gleiche Funktion,
Struktur und Betriebsweise wie bei den 1A bis 1C besitzen.
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In
dem fluidisierten Bettvergasungsofen gemäß den 2A bis 2C ist die Außenwand der fluidisierten Betteinheit 1 in
der Form eines Rechtecks ausgebildet. Eine rechteckige Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 ist
in der fluidisierten Betteinheit 1 vorgesehen, und besitzt
einen abgewinkelten oberen Teil. In diesem Ausführungsbeispiel werden zwei bezüglich einer
Mittelebene symmetrische, interne, umlaufende oder revolvierende
Strömungen 12 ausgebildet,
und zwar jeweils zwischen dem Mittelteil und dem linken Umfangsteil
und zwischen dem Mittelteil und dem rechten Umfangsteil. Ein sich
nach außen
erstreckender fluidisierter Mediumabgabeanschluss 16 ist
in der fluidisierten Betteinheit 1 vorgesehen, und zwar
oberhalb des Umfangs der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6.
Unterhalb des Abgabeanschlusses 16 ist ein Spalt 20 vorgesehen,
und zwar definiert zwischen der Fluidisierungsgasverteilungsvorrichtung 6 und
der Innenwand der fluidisierten Betteinheit 1. Dieser Spalt 20 dient
als eine Ausgabebahn für
fluidisiertes Medium. Wie in 2B gezeigt,
weist der Spalt 20 zwei Bahnen 20a und 20b auf.
Drei Gas blasdüsen 13 sind
unterhalb jeder der Bahnen 20a, 20b vorgesehen,
und zwar in vertikaler Richtung zu den Bahnen 20a, 20b.
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Der
andere Aufbau oder die andere Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels
ist die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß den 1A bis 1C. Die Funktion und die Wirkung dieses
Ausführungsbeispiels
sind die gleichen wie die bei dem in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsbeispiele.
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3 ist
eine schematische Ansicht, welche die Gesamtkonstruktion der Komponenten
um den Vergasungsofen herum zeigt und zwar verwendet unter Druck
gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist ein Verriegelungstrichter 102 vorgesehen, und zwar
zur Druckdichtung, verbunden mit der stromabwärts gelegenen Seite der Mediumabgabevorrichtungseinheit,
vorgesehen am unteren Teil des Vergasungsofens 101 mit
der Struktur gemäß den 1A bis 1C oder gemäß den 2A bis 2C. Ein Vibrations- oder Schwingungssieb 103 ist
stromabwärts
von dem Verriegelungstrichter 102 vorgesehen. Nicht brennbare Materialien 61 werden
von einem fluidisierten Medium 60 durch den Vibrationssieb 103 getrennt.
Die nicht brennbaren Materialien 61 werden zur Außenseite
des Systems hin abgegeben, wohingegen das fluidisierte Medium 60 zum
Ofen zurückgeführt wird. Das
fluidisierte Medium 60 getrennt von den nicht brennbaren
Materialien 61 durch den Schwingungssieb 103 wird
durch eine Transportvorrichtung 104 für fluidisiertes Medium durch
den Verriegelungstrichter 105 für ein fluidisiertes Medium
transportiert und zu dem Vergasungsofen 101 zurückgebracht
und zwar durch Speisetransportvorrichtung 106 für fluidisiertes Medium.
Da bei dieser Konstruktion der Teil bis zu dem Verriegelungstrichter 102 unter
Druck steht, besteht die Tendenz des Auftretens von Taukondensation.
Daher werden vorzugsweise Maßnahmen,
wie beispielsweise Wärmeisolation
oder Dampfwärmeverfolgung
durchgeführt,
um die Taukondensation zu verhindern.
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4 ist
eine schematische Ansicht, die die Gesamtkonstruktion der Komponenten
um den Vergasungsofen herum zeigt, und zwar verwendet unter Druck gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Das durch die Transportvorrichtung oder den Förderer für fluidisiertes
Medium 104 in der gleichen Weise wie in 3 mitgeführte fluidisierte Medium
wird schließlich
in einem Trichter 107 für
fluidisiertes Medium aufgenommen. Die Strömungsrate des fluidisierten
Mediums kann eingestellt werden, und zwar durch eine mit konstanter
Rate arbeitende Mediumliefervorrichtung 108. Ferner ist
eine Überwechselförderbahn 109 vorgesehen,
die gestattet, dass fluidisieres Medium durch den Verriegelungstrichter 105 in
den Ofen eingespeist wird, oder der umgekehrt gestattet, dass fluidisiertes
Medium zusammen mit einem Brennstoff 50 durch einen Verriegelungstrichter 110 in
den Ofen durch einen Einspeisförderer 111 eingegeben
wird.
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5 ist
eine schematische Ansicht, die die Gesamtkonstruktion der Komponenten
um den Vergasungsofen herum zeigt, und zwar verwendet bei atmosphärischem
Druck gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Eine Mischung aus nicht brennbaren Materialien und
einem fluidisierten Medium wird von dem Vergasungsofen 101 abgegeben
und wird durch eine Transportvorrichtung 104 mitgeführt, und
aufgetrennt in nicht brennbare Materialien 61 und ein fluidisiertes
Medium 60 und zwar geschieht dies durch einen Schwingungs-
oder Vibrationssieb 103. Sodann wird das fluidisierte Medium 60 in
den Vergasungsofen 101 eingespeist. und zwar durch eine
Transportvorrichtung 106 für fluidisiertes Medium. Wenn
der Brennstoff eine große
Menge an nicht brennbaren Materialien enthält, und zwar mit einer kleinen
Teilchengröße, die
ein fluidisiertes Medium bilden, so wird der Durchgang oder die
Passage durch die Wechselförderbahn 103 umgeschaltet,
um überschüssiges fluidisiertes
Medium in einem Fluidisierungsmedium-Trichter 107 zu speichern,
und wenn benötigt,
wird fluidisiertes Medium zu der Transportvorrichtung 106 für fluidisiertes
Medium mit der Konstantratenversorgungs- oder Liefervorrichtung 108 geliefert
und sodann in den Ofen eingeführt.
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Im
Falle eines Systems mit keinem Dichtmechanismus in dem Abschnitt
zum Herausziehen des fluidisierten Mediums, wie dies in 5 gezeigt
ist, sollte besondere Beachtung der Möglichkeiten gewidmet werden,
dass Dampf vom untersten Teil des Vergasungsofens 101 eintritt,
und nicht in den fluidisierten Bettabschnitt fließt, sondern
in die Transportvorrichtung 104. Eine derartige Strömung bewirkt, dass
der Dampf in der Transportvorrichtung kondensiert und befeuchtet
somit das fluidisierte Medium. Dies ist oftmals der Grund für eine Verschlechterung bei
der Handhabung und der Adhäsion
von feinen Teilchen aus Sand oder Gips, die in dem fluidisierten Medium
enthalten sind. Zudem gilt Folgendes: das der Dampf nicht zu dem
fluidisierten Bettabschnitt fließt, wird die vom Dampf erwartete
Spülfunktion nicht
ausgeübt
und somit ergeben sich Probleme mit dem Teer (tar) oder der Holzkohle
(char) in der Transportbahn zum Entziehen des fluidisierten Mediums.
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Es
ist demgemäß notwendig
zu gestatten, dass der vom untersten Teil des Vergasungsofens 101 eingeführt Dampf
sicher zu dem fluidisierten Bett fließt. Ein Verfahren besteht darin,
eine Transportvorrichtung 104 einer Bauart zu verwenden,
wo das Innere der Transportvorrichtung mit dem fluidisierten Medium
gefüllt
ist. Diese Bauart der Transportvorrichtung besitzt ein Problem,
insofern, als die erforderliche Leistung groß ist und zwar wegen des Vorhandenseins
des fluidisierten Mediums im Inneren der Transportvorrichtung, was
stets agitiert oder gerührt
werden sollte. Ein anderes Verfahren besteht darin eine Dichtungsdämpfungsvorrichtung
oder einen Dichtungsdämpfer
vorzusehen und zwar zwischen dem Auslass der Abgabetransportvorrichtung für fluidisiertes
Medium, vorgesehen am Boden des Vergasungsofens 101 und
der Transportvorrichtung 104. Da bei diesem Verfahren die
Funktion der Aufrechterhaltung des abgedichteten Zustands während der
Abgabe des fluidisierten Mediums notwendig ist, wird ein Doppeldämpfersystem
vorzugsweise verwendet. Es kann jedoch erwartet werden, dass ein einziger
Dämpfer
zusammenarbeitend mit dem Betrieb und dem Stopp der Abgabevorrichtung
für fluidisiertes
Medium ein gewisses Ausmaß eines
solchen Effektes vorsieht.
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Die
vorliegende Erfindung hat die folgenden Effekte:
- (1)
Die nicht brennbaren Materialien werden in einer radial nach außen gerichteten
Richtung oder in einer Auswärtsrichtung,
gesehen vom fluidisierten Bettofen aus, herausgezogen. Daher verhängen sich
die nicht brennbaren Materialien nicht und sie bilden auch keine
Brücke
und können
somit leicht abgegeben werden.
- (2) Das Blasen von sauerstofffreiem Gas durch Düsen, vorgesehen
am unteren Teil jeder der Bahnen zum Zwecke der kräftigen Fluidisierung des
fluidisierten Mediums gestattet, dass die nicht brennbaren Materialien
aktiv bewegt werden. Dies kann Verstopfungsprobleme in dem Förderbahnabschnitt
eliminieren.
- (3) Das Blasen von sauerstofffreiem Gas durch die Düsen, vorgesehen
am Boden der Führungsbahnen
und am untersten Teil der Mediumabgabevorrichtungseinheit, gestattet
die Wärmewiedergewinnung
aus den nicht brennbaren Materialien und dem fluidisierten Medium
durch direkte Wärmeaustauschung
mit Dampf und Zurückführung in
den Ofen.
- (4) Die gleichzeitige Förderbahnspülfunktion
des sauerstofffreien Gases kann verhindern, dass verdampfter Teer
in den Förderbahnabschnitt
eintritt, und es werden somit verschiedene Probleme verhindert,
die durch Teer nach dem Kühlen
des fluidisierten Mediums auftreten.
- (5) Selbst wenn die Eigenschaften des Brennstoffs so sind, dass
die Tendenz der Akkumulation von Holzkohle besteht, und eine große Menge
an Holzkohle innerhalb des Bettes zurückbleibt, kann der Effekt des
sauerstofffreien Gases verhindern, dass Sauerstoff in den Transportabschnitt
eintritt. Daher können
Probleme mit Klinker, hervorgerufen durch die Verbrennung von Holzkohle,
in den Förderbahnen
verhindert werden.
- (6) Ferner wird gleichzeitig verhindert, dass ein erzeugtes
Gas in einen Teil stromabwärts
der Förderbahnen
eintritt. Daher ergibt sich keine Befürchtung eines Auftritts von
Korrosion selbst dann, wenn ein Brennstoff verwendet wird, der ein Gas
erzeugt, welches stark korrodierend wird bei der Taukondensation,
wie beispielsweise Wasserstoffchlorid, wobei Vergasung auftritt.
- (7) Da ferner nicht brennbare Materialien und das fluidisierte
Medium, die zur Außenseite
des Ofens abgegeben werden sollen, gekühlt werden können durch
das sauerstofffreie Gas, ist es nicht notwendig, hochgradige Materialien
zu verwenden mit Wärmewiderstand
und Korrosionswiderstand, und zwar in der Mediumabgabevorrichtung
und somit können
die Kosten für
diese Vorrichtung abgesenkt werden.
- (8) Selbst wenn der Vergasungsofen unter Druck verwendet wird,
so kann die Temperatur eines Druckabdichtungsabschnitts stromabwärts von der
Mediumabgabevorrichtung abgesenkt werden. Daher kann die Druckabdichtung
durch einfache Ausrüstung,
wie beispielsweise einen Verriegelungstrichter erreicht werden.
- (9) Sollten Agglomerate mit großer Teilchengröße durch
Klinkerprobleme oder dergleichen erzeugt werden, so könne die
Agglomerate mit einer großen
Teilchengröße in eine
geeignete Größe aufgebrochen
werden, und zwar durch die zwangsweise Abgabefunktion der Mediumabgabevorrichtung.
Dies kann Verstopfungsprobleme in dem Abgabesystem für das fluidisierte
Medium verhindern.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Erfindung ist vorzugsweise anwendbar bei einer Vorrichtung zur Erzeugung
eines Gases aus Brennstoffen – wie
beispielsweise Abfällen
oder Kohle mittels eines fluidisierten Betts.