DEC0008199MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. September 1953 Bekanntgemacht am 14. Juni 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

In der Wirbelschichttechnik, werden, feste granulierte Körper, die auf einem Rost beliebiger Art ruhen,, durch einen fortwährenden Gasstrom, der von unten nach oben durch die festen granulierten Körper .hindurchgeleitet wird, in turbulente Bewegung, versetzt.

Wenn das Fluidisierungs-Gas, das durch, die Roste hindurchströmt, ruckartige Impulse empfängt, welche die jeweilige Leistung schwanken lassen, so· wirken, diese Impulse auf. die Bewegung aller aufzuwirbelnden festen Körper, zurück. Wenn das Gas erfindungsgemäß in dauernde pulsierende Bewegung versetzt wird, und die erwähnten Schwankungen der jeweiligen Leistung periodisch erfolgen, so ergibt sich daraus, daß auch die festen Körper selbst in periodische, vibrierende Bewegung versetzt werden. Auf diese Weise wird, das Wirbelschichtbett der. festen Körper bedeutend regelmäßiger. Daserfindungsgemäße Verfahren- führt darüber hinaus. zu einer erheblichen Herabsetzung der Viskosität* was wiederum ein· leichtes: Verlaufen der granulierten Körper in alle Richtungen ohne Blockierung

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ermöglicht, obwohl der durchschnittliche Verbrauch des · in pulsierende Bewegung versetzten Gases auf mehr als die Hälfte reduziert werden kann.

Die-Form der pulsierenden Bewegungen, ihre Kadenz und ihre Amplitude können je nach dem gewünschten* Erfolg innerhalb weiter Grenzen vari-. ieren. In besonders vorteilhafter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mit einer genügend großen Amplitude auf den Fluidisiierungs-Gasstrom pulsierende Bewegungen, welche die periodisch wechselnde Leistung bestimmen, ausgeübt, mit einer Frequenz zwischen 2 und 16 ooo Perioden in der Sekunde. Die aerodynamische Suspension der festen Körper, die auf diese Weise fluidisiert werden, ist darüber hinaus auf Grund des erfmdungsgemäßen Verfahrens erheblich verbessert, weil die ,jeweilige Geschwindigkeit während jeder Periode variiert, d.h. die Geschwindigkeit des Fluidisierungs-Gasstromes wird so geregelt, daß auf eine starke Beschleunigung während einer kurzen Dauer der Steigerung der jeweiligen Geschwindigkeit 'ein schwaches Abschwellen während einer längeren Dauer der Herabsetzung der jeweiligen Geschwindigkeit folgt. Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Dauernder Phase, innerhalb deren sich die Geschwindigkeit des in pulsierende. Bewegung versetzten Gases während einer Periode vergrößert, die Hälfte oder weniger als die Hälfte der Dauer der Phase ausmacht, innerhalb deren sich die Geschwindigkeit des in pulsierende Bewegung versetzten Gases während einer Periode vermindert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es ferner, die festen Körper vollkommen in aerodynamischer Suspension zu halten, d. h. sie in Fluidisation zu versetzen mittels »eines Gasstromes, der abwechselnd ansteigt und abschwillt und dessen durchschnittlicher Verbrauch sehr gering ist, sogar vollkommen gleich Null, vorausgesetzt, daß die Variation der jeweiligen Geschwindigkeit während jeder Periode eine genügend plötzliche Beschleunigung sowie ein genügend langsames Abschwellen mit sich bringt und weiter vorausgesetzt, daß die Amplitude der Schwingungen genügend groß ist.

Es versteht sich von selbst, daß die Verwendung in zwei Richtungen schwingender Ströme nur möglich ist bei Fluidisierungs-Rosten, denen Dichte ein Durchlassen auch feinster Körperchen verhindert. Anderenfalls würde die Gefahr bestehen, daß diese durch dem Rost hindurchfallen. Bei nicht genügend dichten Rosten empfiehlt es sich, solche erfindungsgemäß in pulsierende Bewegung versetzte Ströme zu verwenden, deren periodisch veränderliche Geschwindigkeit stets in derselben vertikalen Richtung von unten nach oben orientiert ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die pulsierenden Bewegungen in der Leitung oder in dem Senkkasten, der das Fluidisierungs-Gas unter den RoiSt zuführt, durch irgendwelche bekannten Mittel geeigneter Art hervorgerufen, insbesondere durch vibrierende Platten oder Vorrichtungen, die" Infra-Schall oder¹ Schall ^erzeugen, wie z. B. Infra-Schall-Sirenen oder Schall-Sirenen. Es können auch zwischen gewöhnlichen Ventilatoren und den Rosten oder Fluidisierungs^: Apparaten rotierende Verschlüsse oder durchbrochene, versenkbare Schirme eingebaut werden. Bei den zuletzt erwähnten Anordnungen ist jede Hälfte des rotierenden . Verschlußstücks bzw. des periodisch versenkbaren Schirms mit zueinander versetzten Durchbrechungen in Form eines sichelartigen Dreiecks versehen, dessen Grundlinie radial, dessen eine Saite 'entlang der Peripherie des Verschlußsitücks bzw. des. Schirms und dessen andere Seite in einer die Durchbrechung allmählich verkleinernden Kurve bis zur Spitze des. Dreiecks verlaufen, die wenig oberhalb der auf dem Radius des Verschlußstücks bzw. des Schirms verlängerten Grundlinie des Dreiecks liegt. Die Gaszuführungsleitung ist von den VerscMußstücken bzw. Schirmen entsprechend dar Zahl der Kästen zum Durchbiasien der Gase zwischen den Rändern des Rostes in radiale Sektoren unterteilt. Während, der Periode, die durch die Rotation oder das Versenken hervorgerufen wird, ergibt sich somit eine plötzlich an-· schwellende und dann allmählich abschwellende Leistung. Pulsierende Gasströme können auch dadurch hervorgerufen werden, daß Auspuffgase von Explosionsmotoren oder Verbrennungsgase verwendet werden. Im letzteren Falle wird der Brenner so· eingestellt, daß er unter Hervorrufung kleiner Explosionen arbeitet. Diese werden namentlich dann ■ erzielt, wenn die Flamme abwechselnd aus dem Brenner heraus- und wieder in ihn hineinschlägt (puffende Flamme).

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zur Verbesserung der üblichen Wirbelschichtverfahiren angewendet, insbesondere wenn es sich darum handelt, die Menge des zum Aufwirbeln notwendigen Gases auf ein Minimum zu reduzieren, ohne daß diese Reduzierung die Gefahr von Blokkierungen nach sich zieht. Dies ist beiispiielsw'edse der Fall, wenn Gase und Festkörper in irgendwelche bestimmten Verhältnisse zueinander gebracht werden müssen, um chemische Reaktionen hervor-. zurufen oder wenn eine pneumatische Klasis'Mizierung der fhiidisierten Körper erzielt werden soll. Schließlich kann das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung finden, um vertikale oder horizontale Strömungen der fLuidisierten Gase hervorzurufen. Hierbei entstehen keine nennenswerten Vermischungen der Fluidisierungs-Schichten. Hierdurch ist es möglich, einen thermischen Austausch zwischen festen Granulaten, in Gegenströmung, zu erzielen oder auch zwischen Gasen und Festkörpern, die im Gegenstrom zirkulieren, oder um Absorptions- und katalytische Reaktionen durchzuführen. Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für die pneumatische Klassifizierung von granulierten Körpern verwendbar.' ■

Die schwingenden und turbulenten Bewegungen der fruidisierten Körper werden bei dem erfindungs- , gemäßen Verfahren allein durch die Einwirkung des. in pulsierende Bewegung versetzten Gases hervorgerufen und nicht durch eine schwingende Bewegung des Rostes oder der Wirbelschichtvorrich-

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tuing. Hierdurch _v wird eine konstruktive Vereinfachung der Vorrichtungen erzielt, indem, die Einrichtungen zur Erzeugung der Vibrationen an beliebiger Stelle außerhalb und unabhängig von der Reaktionskammer angeordnet werden können. Darüber hinaus ergibt sich ein geringerer Verschleiß am den Wänden der Wirhelschjchtkaminer bzw. der Roste sowie ein geringerer Verbrauch an festen granulierten Körpern.

ίο Außerhalb der Wirbelschichttechnik ist es bereits bekannt, durch ein festes Bett von Katalysatoren wechselweise von oben nach unten und umgekehrt in Abistand von wenigstens 3 Sekunden Gase zu schicken, um eine chemische Reaktion sowie eine Regenerierung der Katalysatoren zu erreichen. Bekannt ist auch ein Verfahren zur Intensivierung der gegenseitigen Einflußnahme zwischen strömenden und nichtströmenden Stoffen, bei welchem der nichtströmende Stoff durch einen strömungführenden Kanal bewegt und in diesen einer Folge von Druckschwankungen unterworfen wird. Wird das nichtströmende ■ Medium durch diese Druckschwankungen hindurchgeführt, ergibt sich in Wechselwirkung mit dem strömenden Medium eine gegenseitige Einflußnahme nicht nur in einer Richtung, welche parallel zur Strömungsrichtung verläuft, sondern auch senkrecht zu dieser. Schließlich gehört auch ein Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen von Gasen oder Aerosolen zum Stand der Technik, bei welchem in dem Reaktionsraum kurzzeitige, 'einmalige oder periodische Druckschwankungen zwecks Erzeugung von Stoßwellen vorgenommen werden. Die Stoßwellen äußern sich in einer Druckwirkung beider Körper aufeinander, und dieser Druck löst zwischen Molekeln chemische Wirkungen aus.

Bei Verfahren zur Behandlung fester granulierter Körper im Wirbelschichtbett sind jedoch schwingende und turbulente Bewegungen der fluidisierten Körper stets über eine schwingende Bewegung des Rostes oder der Wirbelschichtkammer hervorgerufen worden.

Wenn die Vibration, wie es bei der bekannten Arbeitsweise mit vibrierenden Rosten der Fall ist, an den Wänden der Wirbelschichtkammer bzw. am Wirbelschichtrost erzeugt wird, so ergibt sich hieraus, der Nachteil eines erheblichen Verschleißes sowohl der Wirbelschichtkammer als auch der Roste. Darüber hinaus tritt ein erheblicher Verbrauch an festen granulierten Körpern auf, weil diese gewaltsam gegen die Wände der Wirbelsehichtkammer oder gegen den Rost gestoßen werden. Wird dagegen die Vibration erfindungsgemäß unmittelbar in den Fluidisierungs- Gasen erzeugt, so werden die festen granulierten Körper wie auf einem elastischen Polster getragen, ohne daß sie festgeklemmt oder aneinandergestoßen und somit auf die Dauer aneinander abgerieben und zerrieben werden.

Darüber hinaus ist es konstruktiv bedeutend einfacher, die Vibrationen den Gasen mitzuteilen, als einer Vorrichtung, welche die Wirbelschicht enthält, oder dem Rost selbst. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es nämlich, die Vibrationen im Gas durch eine selbsttätige und unabhängige Vorrichtung zu erzeugen, welche in beliebiger Entfernung von der Wirbelschicht angeordnet sein kann. Schließlich sind bei der bekannten Arbeitsweise bedeutend kompliziertere Vorrichtungen erforderlich, wenn genügend starke Vibrationen erzeugt werden sollen, weil nicht lediglich Gase, sondern eine ganze die Wirbelschicht enthaltende Kammer oder ein Rost in Vibration versetzt werden müssen. Hierbei sind dann zusätzlich Vorkehrungen erforderlich, damit durch die Erzeugung der Vibrationen nicht die Wände der Wiirbelschichtkammer oder der Rost beschädigt werden und insbesondere, damit die Einführungs- und Abführungsleitungen für die Gase, die aus konstruktiven Gründen unbeweglich angeordnet sein müssen, durch die Vibrationien nicht abgerissen werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Verfahren zur Behandlung fester, auf Rosten lagernder granulierter Körper in einer Wirbelschichtkammer unter Vibration, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration der Körper dadurch hervorgerufen wird, daß den zur Aufwirbelung der Schicht zugeführten Gasen außerhalb der Wirbelschichtkammer ständig pulsierende Bewegungen beliebiger Frequenz erteilt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der ständigen periodisch pulsierenden Bewegungen zwischen 2 und 16 000 Perioden in der Sekunde liegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gas während jeder Periode eine Geschwindigkeit aufgezwungen wird, die während einer kurzen Dauer schnell ansteigt und dann während einer längeren Dauer derselben Periode allmählich abschwillt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der schnell ansteigenden Geschwindigkeit des pulsierenden Gases die Hälfte oder weniger als die Hälfte der Phase der sich allmählich reduzierenden Geschwindigkeit beträgt. ■
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsierenden Bewegungen durch rotierende Verschlüsse oder durchbrochene versenkbare Schirme, durch welche die Gase hindurchgeleitet werden, erzeugt werden.

   Angez ogene D rucks chrif ten:

   USA.-Patentschriften Nr. 2584296, 2498405,
   2542587, 2603 591;

   britische Patentschrift Nr. 669 311;

   deutsche Patentschrift Nr. 726 631;

   französische Patentschrift Nr. 906049;

   deutsche Auslegeschriften ρ 32331 IVb/I2g,
   Sch 1552 IVb/ 12g.

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