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Vorrichtung zur Regelung der Temperatur in einem vom Reaktionsgut
kontinuierlich durchströmten Reaktionsraum Vorrichtungen zur Regelung der Temperaturen
in einem rohr- bzw. rohrbündelförmigen, vom Reaktionsgut kontinuierlich durchströmten
Reaktionsraum, die unter Verwendung eines Wärmeträgers arbeiten, der aus aufgewirbelten
Feststoffteilchen besteht, sind bereits bekannt.
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Bei einer solchen Vorrichtung erfolgt die Reaktion in einem Rohrbündel,
das durch eine Wirbelschicht hindurchgeführt ist. Zur Regelung der Temperatur wird
ständig ein Teil der Feststoffteilchen der Wirbelschicht entzogen, durch einen Wärmeaustauscher
hindurchgeleitet und dann wieder in die Reaktionskammer zurückgeführt. Durch die
Wirbelschicht wird innerhalb des ganzen Reaktionsraumes eine hohe Gleichmäßigkeit
der Temperatur erhalten.
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Unter gewissen Bedingungen hat sich bei den bisher bekannten Heiz-
bzw. Kühleinrichtungen für Wirbelschichten die hohe Gleichmäßigkeit der innerhalb
der ganzen Wirbelschicht herrschenden Temperatur jedoch als nachteilig erwiesen,
da es hierbei unmöglich ist, längs des Rohres unterschiedliche regelbare Temperaturen
einzustellen. In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, daß sich die Temperatur
eines kontinuierlich strömenden Reaktionsgutes an verschiedenen Punkten längs seines
Weges
unabhängig regeln läßt. Während es beispielsweise vorteilhaft ist, die Temperatur
eines Gemisches, das eine endothermische Reaktion durchmachen soll, schnell auf
einen der Reaktionstemperatur entsprechenden Wert zu bringen, was bedeutet, daß
im ersten Abschnitt eines Reaktionsrohres, in welchem die Reaktion einsetzt, eine
ziemlich hohe Temperatur aufrechterhalten werden muß, kann es erwünscht sein, an
danach folgenden Abschnitten des Rohres, in denen die Reaktionsgeschwindigkeit fortschreitend
zurückgeht, mit niedrigeren Temperaturen der Wirbelschicht und der Rohrwand zu arbeiten,
so daß die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung auf das Rohr an jeder Stelle der
örtlichen Reaktionsgeschwindigkeit entspricht und der Strom des kontinuierlichen
Verfahrens auf einer mehr oder weniger gleichmäßigen Temperatur gehalten wird. In
anderen Fällen kann es erwünscht sein, ein endothermisch reagierendes strömendes
Reaktionsgemisch in mehreren aufeinanderfolgenden Stadien der Reaktion in Abhängigkeit
von Änderungen der Zusammensetzung des Reaktionsgemisches auf einer anderen Temperatur
zu halten, wobei es sogar erwünscht sein kann, die Reaktion durch Abkühlen am Ende
des Rohres zu unterbrechen. In ähnlicher Weise ist es bei exothermischen Reaktionen
erwünscht, den Strom der zu behandelnden Stoffe zuerst auf die Reaktionstemperatur
zu bringen und dann Wärme mit einer Geschwindigkeit abzuführen, die längs des Rohres
unterschiedlich ist und sich jeweils nach den Änderungen der Reaktionsgeschwindigkeit
richtet; in vielen Fällen ist die optimale Reaktionstemperatur nicht gleichmäßig,
sondern sie ändert sich im Verlauf der Reaktion. Bei liegend ausgeführten Heiz-bzw.
Kühleinrichtungen für Wirbelschichten, bei denen die Schichten eine mäßige Höhe
aufweisen, wobei die Rohre waagerecht bzw. in im wesentlichen waagerechten Bündeln
angeordnet sind, hat sich eine derartige Temperaturregelung mit den bisher bekannten
Mitteln als unmöglich erwiesen. Während es bei Konstruktionen mit senkrechten Rohren
möglich ist, Temperaturgefälle längs der Rohre vorzusehen, eignen sich derartige
Konstruktionen nicht für das Arbeiten mit unregelmäßigem oder sehr steilem Temperaturverlauf.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Temperaturregelung mit Hilfe von
Wirbelschichten auch in diesen Fällen zu ermöglichen und dadurch das Anwendungsgebiet
dieser sich besonders durch ihre hohe Wärmeübertragungsgeschwindigkeit auszeichnenden
Art der Temperaturregelung erheblich zu erweitern.
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Eine abschnittsweise Regelung der Temperatur wird durch eine Vorrichtung
erreicht, bei der gemäß der Erfindung das Rohr bzw. das Rohrbündel derart durch
ein mittels nicht bis zur Decke reichender Trennwände in mehrere Teilkammern unterteiltes
Gehäuse geführt ist, daß sämtliche Rohre in den Teilkammern unterhalb der Oberkanten
der Trennwände liegen, wobei jede Teilkammer in bekannter Weise Einrichtungen zur
unabhängigen Temperaturregelung des zum Aufwirbeln der Feststoffteilchen dienenden
gasförmigen Mediums enthält.
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Durch den Abstand zwischen den oberen Kanten der Trennwände und der
Decke des Gehäuses wird ein die Kammern miteinander verbindender Raum geschaffen,
so daß ein Überströmen mitgerissener und wieder in eine Kammer zurückgeführter Feststoffteilchen
zum Zweck einer gleichmäßigen Verteilung auf die einzelnen Kammern möglich ist.
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Es ist zwar schon eine Vorrichtung mit nebeneinanderliegenden Kammern
bekannt, in denen Feststoffteilchen in einer Wirbelschicht gehalten werden. Bei
dieser Vorrichtung sind die Kammern jedoch miteinander verbunden und wird den Feststoffteilchen
in der einen Kammer diejenige Temperatur gegeben, die in der benachbarten Kammer
zur Ausführung der dort gewünschten Reaktion benötigt wird. Die Feststoffteilchen
durchlaufen die einzelnen Kammern somit in einer bestimmten Richtung, was in der
Vorrichtung gemäß der Erfindung gerade durch die Trennwände vermieden werden soll,
um eine Mischung der in nebeneinanderliegenden Kammern befindlichen Wirbelschichten
zu verhindern. Außerdem findet bei dieser bekannten Vorrichtung die Reaktion in
der Wirbelschicht selbst statt.
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Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es erstmalig möglich,
die wegen der Gleichmäßigkeit ihrer Temperatur und ihrer hohen Wärmeübertragungskoeffizienten
große Vorteile aufweisenden Wirbelschichten zu benutzen, um in einem rohr-bzw. rohrbündelförmigen,
ständig von Reaktionsgut durchströmten Reaktionsraum eine beliebige gewünschte Temperatur
aufrechtzuerhalten und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit merklich zu steigern.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. i zeigt im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Durchführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Temperaturregelung.
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Fig. 2 ist ein Teilstück eines Querschnitts längs der in Fig. i angedeuteten
waagerechten Ebene 2-2-Wie man in den Figuren erkennt, umfaßt die Einrichtung zum
Regeln der Temperatur eine Wandkonstruktion mit einem Boden 1o,- Seitenwänden i
i, Stirnwänden 12 und einem Gewölbe bzw. einer Decke 13; die genannten Teile grenzen
zusammen eine Kammer ab. Diese Kammer kann durch Säulen 14. unterhalb des Bodens
unterstützt sein. In der Nähe des Bodens der Kammer sind mehrere Rohre 15 mit wärmeleitenden
Wänden angeordnet; diese Rohre sind an ein Verteilerrohr 16 angeschlossen, durch
welches das Behandlungsgut in die verschiedenen Rohre eingeleitet wird, sowie an
eine zum Abführen dienende Sammelleitung 17. Innerhalb der Kammer sind mehrere aufrecht
stehende Trennwände 18 und 18a vorgesehen, die sich in Querrichtung zwischen den
Seitenwänden durch die ganze Kammer erstrecken und deren Höhe so gewählt ist, daß
sie nicht bis zu der Gewölbedecke reichen; die Zwischenwände unterteilen
die
Kammer in mehrere Abschnitte A, B und C, die jeweils am oberen Ende in unbehinderter
Verbindung mit dem Raum D im oberen Teil der Kammer stehen. Die Trennwände können
mit dem Boden der Kammer verschraubt sein; sie können auch so ausgeführt sein, daß
sie sich in Längsrichtung der Kammer versetzen lassen, um die Größe der einzelnen
Abschnitte zu verändern. Die Rohre 15 erstrecken sich durch sämtliche Einzelkammern;
obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel gerade, waagerechte Rohre zeigt, die
sich durch in den Trennwänden vorgesehene Löcher erstrecken, beschränkt sich die
Erfindung nicht auf diese Anordnung. Die Rohre können in Form von Rohrschlangen
in beliebiger Weise verlegt sein, wobei die Rohre auch über die Oberkanten der Trennwände
hinweglaufen können; die einzige zu erfüllende Forderung besteht darin, daß sich
die Rohre derart durch sämtliche Teilkammern erstrecken, daß in jederri Abschnitt
Teile von jedem Rohr vorgesehen sind, die unterhalb der Oberkanten der Trennwände
liegen. Die Wände der Kammer und die Trennwände können aus feuerfestem Material
bestehen, wie es in den Figuren angedeutet ist.
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Jede der Teilkammern oder wenigstens jede zu Heizzwecken dienende
Teilkammer besitzt mindestens eine Verbrennungsvorrichtung zum Einleiten heißer
Verbrennungsgase in einen unteren Teil der betreffenden Teilkammer. Diese Vorrichtungen
können in beliebiger geeigneter Weise ausgeführt sein. Eine solche Verbrennungsvorrichtung
kann z. B. eine Brennkammer i9 mit Wänden aus feuerfestem Material und einem Boden
mit eingeschnürter Öffnung umfassen; unterhalb der Einschnürung befindet sich ein
ringförmiges Umlenkblech 2o, welches einen ringförmigen Kanal frei läßt, der zu
einem Luftkasten 21 führt, in den aus einer Luftleitung 22 sekundäre Verbrennungsluft
tangential mit einer durch einen Schieber bzw. ein Ventil 23 geregelten Geschwindigkeit
eingeleitet wird. Der Brenner ist in der Mittelbohrung eines Brennerklotzes 24 angeordnet,
und er umfaßt eine Brennstoffdüse sowie das obere Ende eines in geeigneter Weise
ausgeführten Rohres 25 für gasförmigen oder flüssigen Brennstoff, der durch eine
Leitung 26 mit einer durch ein Ventil 27 geregelten Geschwindigkeit zugeführt wird.
Zum Zuführen der primären Verbrennungsluft zu der Bohrung des Brennerklotzes dient
eine Luftleitung 28, die mit dem Brennerrohr 25 konzentrisch angeordnet ist und
das Brennerrohr umgibt; die Geschwindigkeit der Zuführung -primärer Verbrennungsluft
wird durch einen Schieber bzw. ein Ventil 29 geregelt. Das obere Ende jeder Brennkammer
steht jeweils mit der zugehörigen Teilkammer über eine Leitung bzw. einen Kanal
30 in Verbindung, der durch ein geeignetes Ablenkblech bzw. eine Kappe 31
abgedeckt sein kann, wobei sich die Kappe seitlich über den Rand des Kanals 3o hinweg
erstreckt, um möglichst weitgehend zu verhindern, daß feste Teilchen in den Kanal
und die Brennkammer gelangen, wenn der Brenner nicht in Betrieb ist. Für jede Teilkammer
können mehrere derartige Brenner vorgesehen sein; auch können Verteilerroste, wie
sie auf dem Gebiet des Arbeitens mit Wirbelschichten bekannt sind, verwendet werden,
um eine bessere Verteilung der Verbrennungsgase über die Bodenfläche der Teilkammer
zu erreichen, wenn es sich um große Flächen handelt; hierdurch wird eine bessere
Aufwirbelung erzielt. Ferner läßt sich die Verbrennung auch oberhalb des Bodens
io der Kammer durchführen. Ohne Rücksicht auf die Art der gewählten Anordnung sind
jedoch die Verbrennungsvorrichtungen mit den erforderlichen Luftventilen 23 und
29 sowie Brennstoffventilen 27 ausgerüstet, um ein individuelles Einstellen der
Geschwindigkeit, mit welcher Brennstoff verbrannt wird, für jede Teilkammer zu ermöglichen.
Die Luftleitungen können durch einen Verdichter 33 über eine gemeinsame Luftleitung
32 mit Luft unter geeignetem Druck versorgt werden. Zur Versorgung der Brennstoffleitungen
kann eine gemeinsame Zuführungsleitung34 vorgesehen sein, welcher der Brennstoff,
z. B. ein brennbares Gas, unter Druck zugeführt wird.
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Jede der Teilkammern kann gegebenenfalls außerdem mit einer besonderen
Zuführungseinrichtung für zum Aufwirbeln dienendes Gas ausgerüstet sein. Beispielsweise
kann unterhalb jeder Teilkammer ein Gaskasten 35 angeordnet sein, der die Brennkammer
umgibt und mit der betreffenden Teilkammer über mehrere Öffnungen, z. B. die vier
Öffnungen 36, in Verbindung steht, wobei diese Öffnungen mit Kappen 37 versehen
sind, um das Eintreten fester Teilchen in den Gaskasten soweit wie möglich zu verhindern.
Außerdem kann jeder Kasten 35 eine Reinigungsöffnung 38 aufweisen, die normalerweise
durch einen Deckel 39 verschlossen ist. Sämtliche Gaskästen 35 sind an eine Quelle
für das zum Aufwirbeln dienende Gas, z. B. eine Hauptleitung 4o, angeschlossen,
wobei die einzelnen Verbindungen durch Abzweigleitungen 41 hergestellt sind, von
denen jede einen Absperrschieber 42 aufweist. Der Hauptgasleitung 40 wird durch
eine Zuleitung 43 ein geeignetes Gas, z. B. atmosphärische oder vorgewärmte Luft,
zugeführt, oder diese Leitung wird durch ein Rohr 44 mit erneut umgewälztem Abgas
versorgt; das der Leitung 40 zugeführte Gas wird durch ein Gebläse 45 unter Druck
gesetzt; ein Klappenventil 46 ermöglicht es, wahlweise Luft oder Gas oder beides
in jedem beliebigen gewünschten Verhältnis in den Ansaugstutzen des Gebläses einzuleiten.
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Soweit in den Teilkammern eine Kühlung erfolgen soll, können die betreffenden
Kammern mit Einrichtungen zum Zuführen einer Flüssigkeit ausgerüstet sein. Jede
Teilkammer kann somit zwei gelochte Rohre 47 und 48 aufweisen, die an eine Abzweigleitung
49 mit einem Ventil 5o angeschlossen sind und von einer Zuführungsleitung 51 aus
mit Flüssigkeit versorgt werden können.
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Am Oberteil des Gehäuses bzw. der Kammer befindet sich eine Austrittsöffnung
52 zum Abziehen von Gas aus dem Raum D, die durch eine Leitung 53 mit einer Vorrichtung
zum Abscheiden fester Teilchen, z. B. einem Zyklon 54, verbunden ist. Die
Austrittsöffnung
des Zyklons für die festen Teilchen ist mit einer geeigneten Rückleitung, z. B.
einem Fallrohr 55, verbunden, welches in eine der Teilkammern bis zu einem Punkt
unterhalb der Oberkanten der Trennwände derart hineinragt, daß es in das dichte
Wirbelbett eintaucht. Das von den festen Teilchen befreite Gas wird entweder durch
einen Abzug 56 aus dem System entfernt oder teilweise durch die Leitung 44 erneut
in den Kreislauf eingeleitet.
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Die Einrichtung wird mit einer geeigneten Menge feinverteilter wärmespeichernder
fester Teilchen beschickt. Bei diesen festen Teilchen, die dazu dienen, Wärme auf
die Rohre 15 zu übertragen, handelt es sich in den meisten Fällen um gesiebten Sand,
der vorzugsweise eine im wesentlichen gleichmäßige Korngröße aufweist; es können
jedoch auch andere feste Teilchen, z. B. Metalloxyde der als Katalysatoren verwendeten
Art, benutzt werden. Vorzugsweise verwendet man gesiebten Sand, dessen Teilchendurchmesser
zwischen etwa 0,13 mm und etwa 2,5 mm liegt. Die Menge der verwendeten festen
Teilchen wird vorzugsweise derart gewählt, daß sich die Oberfläche bzw. die obere
Begrenzung der dichten Wirbelschichten, die sich während des Betriebes in den einzelnen
Teilkammern ausbilden, an den Oberkanten der Trennwände 18 und 18" bzw. in der Nähe
dieser Oberkanten befindet. Es ist jedoch unwesentlich, ob der Betrieb so erfolgt,
daß sich die Oberfläche der Wirbelschicht in dieser Höhe ausbildet, denn in einer
oder mehreren Teilkammern kann die obere Begrenzung der Wirbelschichten auch niedriger
liegen; umgekehrt kann man die obere Begrenzung der Wirbelschichten auch etwas höher
legen, wobei jedoch die Temperaturen der in zwei benachbarten Teilkammern enthaltenen
festen Teilchen die Tendenz haben, sich einander anzunähern.
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Wenn die Vorrichtung zum Erwärmen des Behandlungsgutes dienen soll,
leitet man das Behandlungsgut von dem Zuführungsrohr 16 aus durch die Rohre 15 zu
dem Sammelrohr 17, und man betreibt die Brenner, indem man Brennstoff durch die
Ventile 27 und Luft durch die Ventile 23 und 29 zuführt. Die hierbei entstehenden
gasförmigen Verbrennungsprodukte gelangen durch die Kanäle 30 in die betreffenden
Teilkammern und wirbeln die festen Teilchen auf, wobei sie diese Teilchen erwärmen.
Die entstehende Wirbelschicht besitzt einen Hohlraumanteil, der gewöhnlich zwischen
etwa 0,30 und o,8o liegt, wobei sich eine Oberfläche bzw. Begrenzung S ausbildet.
Die für das Aufwirbeln der festen Teilchen erforderliche Strömungsgeschwindigkeit
des Gases in Richtung nach oben hängt von der Dichte und Korngröße der festen Teilchen
sowie von der Dichte des Gases ab; sie läßt sich leicht empirisch bestimmen. Bei
den Wirbelschichten, die gemäß dem hier beschriebenen Verfahren in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verwendet werden, führen die festen Teilchen schnelle Bewegungen aus
und kommen in häufig wiederholte Berührung mit den Außenwänden der Rohre 15, wo
sie eine schnelle Wärmeübertragung bewirken; für diese Betriebsbedingungen sind
Wärmeübergangskoeffizienten von 125 bis 49o kcal/m2 °C h typisch; dieTemperatur
der festen Teilchen ist jeweils innerhalb einer Teilkammer im wesentlichen gleichmäßig.
Um hohe Wärmeübergangskoeffizienten zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Teilchen
derart in einem Zustand der Turbulenz bzw. Beweglichkeit zu halten, daß die Reynoldssche
Zahl für die festen Teilchen mindestens 2, vorzugsweise jedoch mehr als 5 beträgt.
Die Reynoldssche Zahl für die festen Teilchen ist eine dimensionslose Zahl, die
durch die Formel
gegeben ist; hierin ist D der Teilchendurchmesser, u die Bewegungsgeschwindigkeit
des Teilchens in bezug auf das aufsteigende, zum Aufwirbeln dienende Gas, 9 die
Dichte des Gases und ,u die Viskosität des Gases, wobei alle diese Größen in einander
entsprechenden Einheiten angegeben sind.
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Das zum Aufwirbeln dienende Gas entweicht an der oberen Begrenzungsfläche
S jeder Wirbelschicht in den einzelnen Kammern in den gemeinsamen Raum D und führt
geringe Mengen fester Teilchen mit, um dann in den Zyklon 54 zu gelangen, wo die
mitgerissenen Teilchen abgeschieden werden; aus dem Abscheider 54 werden die festen
Teilchen durch das Fallrohr 55, das sich bis zu einem Punkt unterhalb der Oberfläche
S in die Teilkammer B erstreckt, zurückgeleitet; auf diese Weise bildet sich in
dem Fallrohr ein Pfropfen aus festen Teilchen, durch welchen ein Aufwärtsströmen
von Gas durch das Fallrohr verhindert wird. Auch andere bekannte Anordnungen zur
Verhinderung des Einströmens von Gas in den Abscheider können verwendet werden,
z. B. ein in die Rückleitung für die festen Teilchen eingeschaltetes Ventil. Die
zurückgeführten festen Teilchen treten aus der Teilkammer B, in die sie durch das
Fallrohr eingeleitet werden, über die Trennwände hinweg in die benachbarten Teilkammern
über, so daß sich eine automatische Verteilung der festen Teilchen auf die einzelnen
Teilkammern ergibt.
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Um eine einwandfreie Aufwirbelung aufrechtzuerhalten, d. h. um zu
vermeiden, daß die festen Teilchen innerhalb örtlich begrenzter Bereiche in Ruhe
verharren, ist es vorteilhaft, das zum Aufwirbeln dienende Gas über die waagerechte
Fläche jeder Teilkammer zu verteilen, wenn die einzelnen Kammern nicht verhältnismäßig
klein sind. Wie bereits erwähnt, können jeweils mehrere Brenner und Kanäle
30 und/oder Verteilungsroste für jede Teilkammer vorgesehen sein. Um die
Verwendung einer großen Zahl von Brennern und Kanälen für heiße Verbrennungsprodukte
zu vermeiden, ist es auch möglich, nur einen Brenner bzw. eine kleine Zahl von Brennern
für jede Teilkammer vorzusehen und zusätzliches zum Aufwirbeln dienendes Gas durch
die öffnungen 36 aus dem Gaskasten 35 zuzuführen; bei diesem Gas handelt es sich
um erwärmte Luft oder um dem Zyklon 54 durch die Leitung 44 entnommenes und dem
Kreislauf erneut zugeführtes Abgas. In diesem Falle hält man die Menge der den Brennern
durch die Leitungen 22
zugeführten überschüssigen Luft so klein
wie möglich. Obwohl das zusätzlich zugeführte Gas gewöhnlich kühler ist als die
heißen Verbrennungsgase, tritt innerhalb der Wirbelschichten ein schneller Temperaturausgleich
ein.
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Um die gewünschte Temperaturregelung zu bewirken, regelt man die Verbrennungsgeschwindigkeit
in den verschiedenen Brennern einzeln mit Hilfe der Brennstoffventile27, und/oder
man regelt die Geschwindigkeit der Zuführung zusätzlicher Gasmengen mit Hilfe der
Ventile 42, denn im letzteren Falle übt das Gas eine Kühlwirkung aus. Es ist ersichtlich,
daß es bei einer Verringerung der Verbrennungsgeschwindigkeit gewöhnlich notwendig
ist, die Zufuhr eines anderen Gases, z. B. die Zufuhr von Sekundärluft und/oder
von zusätzlichem Gas entsprechend zu vergrößern, um die für die Wirbelschicht erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit des Gases nach oben aufrechtzuerhalten. Ein gewisser Wärmeaustausch
findet auch durch die Trennwände 18 und 1$Q hindurch statt; dieser Einfluß ist jedoch
gering, so daß es im praktischen Betrieb möglich ist, die Wirbelschicht innerhalb
jeder einzelnen Teilkammer mit einer vorbestimmten und unabhängig geregelten Temperatur
zu betreiben.
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Es ist ferner möglich, einige der Teilkammern oder sämtliche Teilkammern
in an sich bekannter Weise ausschließlich zum Abführen von Wärme aus den Rohren
15 zu verwenden. In diesem Falle werden dieBrenner außerBetrieb gesetzt, und man
führt zum Aufwirbeln dienendes Gas in einer der nachstehend erläuterten Weisen oder
im Wege einer beliebigen Kombination derselben zu: i. Luft wird aus der Hauptleitung
32 durch die Kanäle 30 für die Verbrennungsprodukte zugeführt; 2. Luft oder
erneut umgewälztes Gas wird von dem Eintrittsstutzen 43 oder der Leitung 44 aus
dem Gebläse 45 zugeführt, durch das Gebläse unter Druck gesetzt und über die Gaskästen
35 und die Öffnungen 36 zugeführt; 3. innerhalb der betreffenden Teilkammer wird
eine Flüssigkeit verdampft.
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Im letzteren Falle leitet man eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, über
die Ventile 5o sowie die Rohrleitungen 47 und 48 in eine oder mehrere Teilkammern
ein. Der innerhalb der Wirbelschicht herrschende Druck muß hierbei im Verhältnis
zum Dampfdruck der Flüssigkeit bei der herrschenden Temperatur ausreichend niedrig
sein, um zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit verdampft, wenn sie mit den festen
Teilchen in Berührung kommt, die ihrerseits durch Berührung mit den Rohrwänden erwärmt
worden sind. Im allgemeinen kann man feststellen, daß es zweckmäßig ist, mit einem
Druck zu arbeiten, der so niedrig ist, daß der Dampfdruck des Wassers oder der betreffenden
anderen Flüssigkeit bei der niedrigstenTemperatur der Rohre 15 mindestens
2o 0/a höher ist als der in der Wirbelschicht herrschende Druck in der Nähe der
Verteilerrohre 47 und 48, damit eine Kondensation von Flüssigkeit verhindert wird.
Bei der Verdampfung nimmt dieFlüssigkeit eine große Wärmemenge auf und kühlt somit
die festen Teilchen ab; die hierbei erzeugten Dämpfe dienen als zum Aufwirbeln beitragendes
Gas und vergrößern somit die gesamte Gasmenge, wenn sie zusammen mit einem anderen
Gas verwendet werden. Beim Anfahren der Vorrichtung ist es gewöhnlich notwendig,
Dampf oder ein anderes Gas in die betreffendeTeilkammer einzuleiten, um eine Wirbelschicht
auszubilden, da sich die festen Teilchen in der Nähe der Rohre 47 und 48 in einer
ruhenden Schicht anfangs nicht auf einer Temperatur befinden, die ausreicht, um
eine Verdampfung der Flüssigkeit herbeizuführen; nach dem Anfahren können die erzeugten
Dämpfe ausreichen, um den Gesamtbedarf an zum Aufwirbeln dienendem Gas zu decken.
Die Temperatur der festen Teilchen läßt sich innerhalb jeder Teilkammer dadurch
regeln, daß man die Geschwindigkeit regelt, mit welcher Flüssigkeit in die betreffende
Wirbelschicht eingeleitet und in ihr verdampft wird.