DE817451C - Process and device for carrying out reactions of gases with fine-grained substances - Google Patents

Process and device for carrying out reactions of gases with fine-grained substances

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Description

Verfahren und Einrichtung zur Durchführung von Reaktionen von Gasen mit feinkörnigen Stoffen Es ist bekannt, Reaktionen von Gasen mit feinkörnigen Stoffen durchzuführen, bei denen man durch Konzentrationssteigerung der Staubpartikel den feinkörnigen Stoff in einem Zustand, der als flüssigkeitsähnlich zu bezeichnen ist, mit dem Gas in Berührung bringt, so daß eine innige Vermischung des Gases mit den Staubpartikeln erfolgt.Method and device for carrying out reactions of gases with fine-grained fabrics It is known that gases react with fine-grained substances carry out, in which by increasing the concentration of dust particles the fine-grained substance in a state that can be described as liquid-like, brings with the gas in contact, so that an intimate mixing of the gas with the Dust particles takes place.

Es ist bereits ein Verfahren zur Steigerung der Konzentration von in einem in Strömung begriffenen Medium vorhandenen Feststoffpartikeln vorgeschlagen worden, bei dem das mit Staubpartikeln beladene gasförmige Medium durch eine aus Füllkörpern aufgebaute Säule hindurchgeleitet wird. Während der Gasstrom zwischen den Füllkörpern durchströmt, ändert er zwangsläufig und wiederholt seine Richtung, und es ergibt sich, daß die vom Gasstrom mitgeführten Staubpartikel diesen vielfachen Richtungsänderungen nicht folgen, wodurch örtlich Konzentrationserhöhungen von Staubpartikeln entstehen. There is already a method of increasing the concentration of Proposed solid particles present in a flowing medium been, in which the gaseous medium laden with dust particles by a Packing built column is passed through. While the gas flow between flows through the packing, it inevitably and repeatedly changes its direction, and the result is that the dust particles carried along by the gas stream multiply this Changes in direction do not follow, which leads to a local increase in the concentration of dust particles develop.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Reaktionen von Gasen mit feinkörnigen Stoffen glatt verlaufend durchzuführen, wenn die Staubpartikel von dem Gas aufwärts durch eine senkrechte Säule hindurchgeleitet werden, die aus einer Anzahl überein- ander befindlicher Reaktionsräume besteht, die in solcher Weise angebracht sind, daß der mit Staubpartikeln gemischte Gasstrom in jeden der besagten Reaktionsräume eintritt, und zwar in einem Winkel zur Senkrechten, während die Staubpartikel, welche den Richtungsänderungen des Gases nicht weiter folgen und sich infolge der Schwerkraft nach unten bewegen, in solcher Weise geleitet werden, daß der auf diese Weise gebildete Staubstrom dem in den Reaktionsraum eintretenden Gasstrom aufs neue begegnet. It has now been found that it is possible to react with gases fine-grained fabrics run smoothly when the dust particles of the gas can be passed upwards through a vertical column consisting of a Number matching there are other reaction spaces located in are attached in such a way that the gas stream mixed with dust particles in each of said reaction spaces enters at an angle to the vertical, while the dust particles, which change the direction of the gas, do not continue follow and move down as a result of gravity, guided in such a way that the dust flow formed in this way corresponds to the entering into the reaction chamber Encountered anew gas flow.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung treten in jedem der übereinander angeordneten Reaktionsräume Richtungsänderungen des Gasstromes ein, die dadurch verursacht werden; daß der Gasstrom in einem Winkel zur Senkrechten in den Reaktionsraum eintritt und nach dem Anprallen gegen die Wand und darauffolgendem Anprallen gegen die obere Seite des Raumes. In the method according to the invention, in each of them occur one on top of the other arranged reaction chambers changes in direction of the gas flow, which thereby caused; that the gas flow into the reaction space at an angle to the vertical occurs and after hitting the wall and subsequent hitting against the upper side of the room.

Hierauf strömt der Gasstrom durch die Durchgangsöffnung zu dem darüber befindlichen Reaktionsraum.The gas stream then flows through the passage opening to the one above located reaction space.

Es ergibt sich, daß die Staubpartikel diesen Richtungsänderungen des Gasstromes nur zum Teil folgen, während die den Richtungsänderungen des Gases nicht folgenden und sich infolge der Schwerkraft abwärts bewegenden Staubpartikel einen Staubstrom ergeben, der dem in den Reaktionsraum eintretenden Gasstrom wiederum begegnet. Die Vermischung des Gases mit den Staubpartikeln wird dabei noch durch die im Reaktionsraum entstehenden Wirbel begünstigt.It turns out that the dust particles these changes in direction of the Follow the gas flow only in part, while the changes in direction of the gas do not following and downwardly moving dust particles due to gravity Dust flow result, which in turn the gas flow entering the reaction chamber encountered. The mixing of the gas with the dust particles is still through favors the eddies that arise in the reaction space.

Die Einführung des Gasstromes in die Reaktionsräume kann in einem beliebigen Winkel zur Senkrechten erfolgen, während der Staubstrom derart geführt werden kann, daß er im Augenblick der Begegnung mit dem Gasstrom eine Richtung senkrecht zum Gasstrom, so daß das Querstromprinzip Anwendung findet, oder aber eine andere Richtung hat, die einen spitzen oder stumpfen Winkel zur Richtung des Gasstromes bildet. The introduction of the gas stream into the reaction spaces can be carried out in one take place at any angle to the vertical, while the dust flow is guided in this way can be that at the moment of encountering the gas flow it has a direction perpendicular to the gas flow, so that the cross-flow principle is used, or another Has direction that is an acute or obtuse angle to the direction of the gas flow forms.

Die Vermischung der Staubpartikel mit dem Gas kann weiter dadurch begünstigt werden, daß ein Teil des genannten Staubstromes abgelassen und durch ein oder mehrere Verbindungsrohre hindurch zu dem darunter befindlichen Reaktionsraum geführt und dort mit dem Gas in Berührung gebracht wird. The mixing of the dust particles with the gas can continue as a result be favored that part of the said dust flow drained and through one or more connecting pipes through to the reaction space below and is brought into contact there with the gas.

Es ist ebenfalls möglich, mittels dieser Verbindungsrohre das erfindungsgemäße Verfahren derart durchzuführen, daß die Staubpartikel oder ein Teil derselben zuerst in Abwärtsrichtung durch die Reaktionssäule oder durch einen Teil derselben hindurchgeführt werden, bevor man sie dem Gasstrom beimischt. Auf diese Weise kann, obgleich die Staubpartikel mit dem Gas in Aufwärtsrichtung im Gleichstrom die Reaktionssäule durchlaufen, auch das Gegenstromprinzip angewandt werden, und zwar dadurch, daß die Staubpartikel oben in die Reaktionssäule eingeführt und unten aus der Säule abgeführt werden. Es ist weiter möglich, einen Teil der Staubpartikel mit dem Gase im Gleichstrom und einen anderen Teil in der vorerwähnten Weise im Gegenstrom zu führen. Sollte das Gleichstromprinzip Anwendung finden, so kann der Staub getrennt zugeführt werden, jedoch, falls gewünscht, kann das Gas auch mit den Staubpartikeln beladen, in die Reaktionssäule eingeleitet werden. Das Einleiten des Gases sowie das Einleiten der Staubpartikel kann in einen bestimmten einzigen Reaktionsraum geschehen, aber es ist auch möglich, entweder gleichzeitig oder abwechselnd das Gas und/oder die Staubpartikel in mehr als einen Reaktionsraum hineinzuleiten. It is also possible, by means of these connecting pipes, the inventive To carry out the method in such a way that the dust particles or a part thereof first passed in the downward direction through the reaction column or through a part thereof before adding them to the gas flow. In this way, although the Dust particles with the gas in upward direction in cocurrent flow the reaction column run through, the countercurrent principle can also be applied, namely by the fact that the dust particles are introduced into the top of the reaction column and from the bottom of the column be discharged. It is also possible to use some of the dust particles with the gases in cocurrent and another part in the aforementioned manner in countercurrent to lead. If the direct current principle is used, the dust can be separated but, if desired, the gas can also be supplied with the dust particles loaded, are introduced into the reaction column. Introducing the gas as well the introduction of the dust particles can be in a specific single reaction space happen, but it is also possible either simultaneously or alternately that To lead gas and / or the dust particles into more than one reaction chamber.

Die Verweilzeit der Staubpartikel in der Reaktionssäule ist von dem Winkel, unter welchem der Gasstrom in die Reaktionsräume eingeleitet wird, abhängig und kann außerdem durch Änderung der Geschwindigkeit des Gasstromes variiert werden. The residence time of the dust particles in the reaction column is different from that The angle at which the gas stream is introduced into the reaction spaces depends and can also be varied by changing the speed of the gas flow.

Das von der Reaktionssäule herkommende Gas kann zur Abscheidung mitgeführter Staubpartikel durch einen Entstäuber, z. B. einen Zyklon, hindurchgeführt werden. Die abgeschiedenen Staubpartikel können wieder zur Reaktionssäule zurückgeführt werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auf die verschiedensten Reaktionen von Gasen mit feinkörnigen Stoffen angewandt werden, z. B. auf Reaktionen, bei denen das Gas mit dem festen Stoff unter Bildung gasförmiger Produkte reagiert, wie bei der Vergasung feinkörniger Brennstoffe. (Wird diese Vergasung z. B. unter Anwendung eines weiteren vorgeschlagenen Verfahrens durchgeführt, kann in der dabei zu verwendenden Vorrichtung das Verfahren gemäß der Erfindung angewandt werden.) Reaktionen, bei denendurch den festen Stoff dem Gas bestimmte Bestandteile weggenommen werden, wie bei der Reinigung von Gasen, oder auf Reaktionen bei denen der feste Stoff als Katalysator wirkt, wie bei katalytischen Reaktionen in der Gasphase. The gas coming from the reaction column can be entrained for separation Dust particles through a dust collector, e.g. B. a cyclone, are passed through. The separated dust particles can be returned to the reaction column will. The method according to the invention can be applied to a wide variety of reactions of gases with fine-grained substances are used, e.g. B. to reactions in which the gas reacts with the solid to form gaseous products, as in the gasification of fine-grain fuels. (Is this gasification e.g. using carried out another proposed method, can be used in this Device, the method according to the invention can be applied.) Reactions, at which the solid substance removes certain constituents from the gas, such as in the purification of gases, or in reactions in which the solid substance acts as a catalyst acts like catalytic reactions in the gas phase.

In der Zeichnung ist schematisch die Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. In the drawing, the implementation of the method is schematically explained in accordance with the present invention.

In die Reaktionssäule 1, die aus einer Anzahl übereinanderliegender Reaktionsräume besteht, von denen in der Abbildung die Räume 2 und 3 dargestellt sind, wird ein Gasstrom eingeleitet, und zwar unter einem Winkel von 45" durch die Durchgangsöffnung 4 hindurch in den Reaktionsraum 2, in dem der Gasstrom einige Male seine Richtung ändert und sodann durch die Durchgangsöffnung 5, gleichfalls unter einem Winkel von 45°, in den Reaktionsraum 3 hineingeleitet wird. In diesem Raum spielen sich die gleichen Vorgänge wie in dem Raum 2 ab, worauf der Gasstrom durch die Durchgangsöffnung 6- hindurch zu dem darüberliegenden Raum geleitet wird. Die Partikel des festen Stoffes werden, falls nach dem Gegenstromprinzip gearbeitet wird, oben in die Säule eingeführt und kommen durch das Rohr 7 hindurch in den Reaktionsraum 3. Von dort strömen sie über den schräg ablaufenden Boden 8 in einer Richtung senkrecht zu der des Gasstromes zur Durchgangsöffnung 5. In the reaction column 1, which consists of a number of superimposed There are reaction rooms, of which rooms 2 and 3 are shown in the figure a flow of gas is introduced at a 45 "angle through the Passage opening 4 through into the reaction chamber 2, in which the gas flow some Change its direction and then through the opening 5, likewise is passed into the reaction chamber 3 at an angle of 45 °. In this The same processes take place in room 2 as in room 2, whereupon the gas flow is passed through the through opening 6- through to the space above. The particles of the solid material are, if worked according to the countercurrent principle is introduced into the top of the column and come through the tube 7 through into the reaction space 3. From there they flow over the sloping floor 8 in a direction perpendicular to that of the gas flow to the passage opening 5.

Statt des schräg ablaufenden Bodens 8 kann im Reaktionsraum auch eine andere schiefe Ebene angewandt werden. Außerdem kann man bewirken, daß sich die Staubpartikel anhäufen, so daß die später vom Verbindungsrohr herkommenden Partikel an den angehäuften Partikeln entlang zum Gasstrom abgleiten.Instead of the sloping bottom 8, a other inclined plane can be applied. You can also make the Accumulate dust particles, so that the particles later coming from the connecting pipe slide along the accumulated particles to the gas flow.

Die angehäuften Partikel können dann von Zeit zu Zeit durch ein Verbindungsrohr hindurch dem niedriger liegenden Reaktionsraum zugeleitet werden.The accumulated particles can then from time to time through a connecting pipe be fed through to the lower-lying reaction chamber.

In den Wirbeln, die im Reaktionsraum entstehen, führt der Gasstrom den größten Teil der Partikel mit sich, jedoch scheiden sich zum Teil Partikel aus dem Gasstrom aus, ehe derselbe durch die Durchgangsöffnung 6 hindurchströmt, und sie bewegen sich infolge der Schwerkraft in Richtung nach unten, so daß sich entlang dem schräg ablaufenden Boden ein Staubstrom bildet. Ein Teil der Staubpartikel strömt durch das Verbindungsrohr g hindurch zu dem Raum 2. The gas flow leads in the eddies that arise in the reaction space most of the particles with to divorce, however, to Part particles from the gas flow before it flows through the passage opening 6, and they move due to gravity in the downward direction, so that a dust flow forms along the sloping floor. Part of the dust particles flows through the connecting pipe g to the space 2.

Wenn man eine Zahl von 5 bis 10 Reaktionsräumen übereinander anbringt, kann eine intensive Durchmischung der Staubpartikel mit dem Gas erfolgen.If you put a number of 5 to 10 reaction spaces on top of each other, the dust particles can be intensively mixed with the gas.

Zwecks Abwärtsbeförderung des Staubes durch die Verbindungsrohre hindurch kann man eine selbsttätige Regelung in der Weise erzielen, daß, wie es für das Rohr g in der Abbildung schematisch angegeben ist, Verbindungsrohre angebracht werden, deren Mündung sich nahe über der geneigten Ebene im Raum 2 befindet. Es strömen dabei die Staubpartikel so lange durch das Rohr g hindurch, bis die Mündung dieses Rohres in die auf der geneigten Fläche angehäuften Partikeln hineinreicht, wonach das Rohr g sich völlig mit Staubpartikeln anfüllt und außerdem in dem höher liegenden Reaktionsraum eine Anhäufung von Staubpartikeln entsteht, so daß auch in jenem Raum die Abwärtsbeförderung des Staubes abgestoppt wird. For the purpose of conveying the dust downwards through the connecting pipes through one can achieve an automatic regulation in such a way that, as it for the pipe g is indicated schematically in the figure, connecting pipes are attached whose mouth is located close to the inclined plane in room 2. It The dust particles flow through the tube g until the mouth this tube extends into the particles accumulated on the inclined surface, after which the tube g is completely filled with dust particles and also in that higher lying reaction space creates an accumulation of dust particles, so that also in that room the downward movement of the dust is stopped.

Da die Zurückführung des Staubstromes zu dem Gasstrom ungehindert fortschreitet, wird die Abwärtsbeförderung des Staubes so lange aufgehalten, bis sich wieder eine solche Partikelmenge mit dem Gasstrom vermischt hat, daß die Mündung des Rohres g wieder frei wird und die Staubförderung über dieses Rohr wieder einsetzt. Diese selbsttätige Regelung kann durch Regulierung der Abfuhr der Staubpartikel aus der Reaktionssäule beeinflußt werden, wobei es außerdem möglich ist, falls nach dem Gegenstromprinzip gearbeitet wird, die beschriebene Regelung der Staubförderung mit der Zufuhr der Staubpartikel zu verknüpfen, so daß während des Stillstands der Staubförderung auch die Zufuhr der Staubpartikel stillsteht. Since the return of the dust flow to the gas flow is unhindered progresses, the downward conveyance of the dust is stopped until Such an amount of particles has again mixed with the gas flow that the mouth of the tube g becomes free again and the dust pumping through this tube starts again. This automatic regulation can be achieved by regulating the removal of the dust particles be influenced from the reaction column, it is also possible, if after the countercurrent principle is used, the described regulation of the dust transport to link with the supply of dust particles, so that during the standstill of Dust conveyance also the supply of dust particles stops.

PATENTANSPRI CHE: 1. Verfahren zur Durchführung von Reaktionen von Gasen mit feinkörnigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Staubteilchen tragende Gas nacheinander in eine Reihe von übereinander angeordneten gleichartigen Reaktionsräumen durch ein in einem Winkel zur Senkrechten liegendes Rohr eingeführt und an der Einführungsstelle mit den aus dem gleichen oder aus darüber angeordnetem Reaktionsraum abgeschiedenen Staubteilchen wieder vermischt wird. PATENT CLAIMS: 1. Process for carrying out reactions of Gases with fine-grained substances, characterized in that the dust particles carrying gas one after the other in a row of similar ones arranged one above the other Reaction chambers introduced through a tube lying at an angle to the vertical and at the point of introduction with those from the same or from above Reaction chamber deposited dust particles is mixed again.

Claims (1)

2. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubpartikel, bevor sie mit dem Gasstrom gemischt werden, insgesamt oder zum Teil zuerst in Abwärtsrichtung durch die Reaktionssäule oder einen Teil derselben hindurchgeleitet werden. 2. The method according to claim I, characterized in that the dust particles, before they are mixed with the gas stream, in whole or in part first in the downward direction be passed through the reaction column or a part thereof. 3. Reaktionssäule, bestehend aus einer Anzahl übereinanderliegender Reaktionsräume, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reaktionsraum mittels einer Durchgangsöffnung, die zur Senkrechten einen Winkel bildet, mit dem darunterliegenden Raum verbunden ist und mit einer in der Richtung zu dieser Durchgangsöffnung schräg verlaufenden Fläche versehen ist. 3. Reaction column, consisting of a number of superimposed Reaction spaces, characterized in that each reaction space has a through opening, which forms an angle to the vertical, connected to the space below is and with an inclined in the direction of this through opening Area is provided. 4. Reaktionssäule gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Reaktionsräume zusätzlich mit dem darunterliegenden Raum durch ein oder mehrere Verbindungsrohre, die über die schräg verlaufende Fläche in den darunterliegenden Reaktionsraum ausmünden, verbunden sind. 4. Reaction column according to claim 2, characterized in that a or several reaction spaces in addition to the space below or several connecting pipes, which over the sloping surface in the underlying Open out reaction space, are connected.
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