WO2015043946A1 - Fluidized-bed furnace - Google Patents

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WO2015043946A1
WO2015043946A1 PCT/EP2014/069249 EP2014069249W WO2015043946A1 WO 2015043946 A1 WO2015043946 A1 WO 2015043946A1 EP 2014069249 W EP2014069249 W EP 2014069249W WO 2015043946 A1 WO2015043946 A1 WO 2015043946A1
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WO
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fluidized bed
combustion
bed
heat exchanger
transport
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/069249
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Kaden
Original Assignee
Frodeno, Christa
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Publication date
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Priority claimed from DE202013104381U external-priority patent/DE202013104381U1/en
Application filed by Frodeno, Christa filed Critical Frodeno, Christa
Publication of WO2015043946A1 publication Critical patent/WO2015043946A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone

Definitions

  • the invention relates to a fluidized bed combustion.
  • Fluidized bed combustion systems are used in various embodiments to burn a wide variety of fuels and waste and thus generate useful heat, which can be used for other processes in the form of hot gas, hot water, steam, heated thermal oil or other heat-carrying media.
  • Such fluidized bed combustion systems are typically integrated in a furnace and have at least one fluidized bed containing inert, fine-grained, so-called bed material such as sand, limestone or ash, which is supplied from below via a nozzle arrangement of gas, in particular air. Furthermore, the plant to be fired fuels are supplied via a feeder. By supplying air or gas through the nozzles, the inert material is fluidized and mixed with the fuel to be fired. The ignition during the heating of the fluidized bed by means of one or more burners.
  • bed material such as sand, limestone or ash
  • stationary and circulating fluidized bed firing In a stationary fluidized bed combustion, the fluidized inert material remains in the fluidized bed. In a circula- On the other hand, the inert material is transported with the combustion gases to the outlet of the furnace and is separated via cyclones and returned to the fluidized bed via heat exchangers which absorb the excess heat from the combustion.
  • a stationary fluidized bed combustion operation with or without Tauchsammlung vom can be provided. In operation without immersion heating surfaces, the combustion must be operated with a high excess air, so that the entire heat produced during combustion can be dissipated via the flue gases. In such a process arrangement, large convection heating surfaces are required to dissipate all the heat from the flue gas, and the large amount of exhaust gas reduces the plant efficiency.
  • Tauchsammlung lake in a stationary fluidized bed
  • the amount of heat can not be changed, so that different fuels in one and the same system can not be burned and partial loads can be driven only limited.
  • a fluidized bed combustion according to the preamble of claim 1 is known from EP 2 220 434 Bl.
  • the fluidized bed furnace described herein comprises a first stationary fluidized bed, the so-called combustion bed to which fuels are supplied.
  • the first fluidized bed is associated with a second stationary fluidized bed, the so-called heat exchange bed, with Tauchsammlung vom.
  • a heat output from the first fluidized bed is obtained by bed material is automatically guided from the first fluidized bed to the second fluidized bed.
  • the bed material cooled in the second fluidized bed is returned to the first fluidized bed.
  • the recycling unit of the fluidized bed combustion described in the above patent is designed such that a tube opens downwards at the bottom of the second fluidized bed. Subsequently, a curve piece of the tube is provided, through which the tube undergoes a 90 ° deflection, in order then to extend in the horizontal direction below the first fluidized bed. Then there is a further 90 ° - deflection of the tube, so that then the end portion of the tube in the vertical direction running in the first fluidized bed opens and that on its side facing away from the second fluidized bed side.
  • a major disadvantage of this recirculation unit is that the return of the cooled bed material is very expensive and the regulation of the recirculated amount of bed material is difficult. This is because the bed material is difficult and can not be transported through the horizontal tube of the recycling unit with sufficient speed. Furthermore, the return tubes are large and expensive, and a lot of energy is needed for transportation.
  • the invention has for its object to provide a fluidized bed of the type mentioned, which has a low cost, so cost has improved functionality. To solve this problem, the features of claim 1 are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the subclaims.
  • the invention relates to a fluidized bed combustion with a combustion fluidized bed, which are supplied to fuel to be fired, and with a heat exchanger fluidized bed, which are associated Tauch moral.
  • a heat rejection is obtained from the combustion fluidized bed by passing bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchange fluidized bed.
  • a recycling unit is provided, by means of which bed material cooled in the heat exchanger fluidized bed is returned to the combustion fluidized bed.
  • the heat exchange fluidized bed connects to one side of the combustion fluidized bed. By means of the return unit, cooled bed material is conveyed from above onto the combustion fluidized bed from this side.
  • the recirculation unit is formed by a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed tube construction or by a subsequent to the heat exchanger fluidized bed transport fluidized bed. Both the combustion fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed is designed as a stationary fluidized bed.
  • the recirculation unit preferably has a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed, obliquely downwardly extending pipe or a similar orifice, which opens into a preferably vertically upwardly extending tube whose end is provided with a horizontal or slightly inclined outlet, by which the cooled bed material is returned to the combustion fluidized bed.
  • the recycle unit is formed by a transport fluidized bed that vertically expands more vertically than the combustion fluidized bed and the heat exchange fluidized bed at a comparatively high rate of turbulence so that the level of bedstock in the fluidized transport bed is higher than the level of the bedding material in the combustor - Fluidized bed and Heat exchanger fluidized bed.
  • the bed material flows from the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed.
  • the three essential components of the invention that is, the combustion fluidized bed, the immersion heat exchanger bed and the recycling unit may be arranged so that the bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchange fluidized bed automatically flows over an overflow and the bed material from the heat exchange fluidized bed Combustion fluidized bed is conveyed through the recycling unit.
  • an arrangement can be provided in which the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed via the recycling unit to the heat exchanger fluidized bed, and then flows automatically via an overflow to the combustion fluidized bed.
  • a particularly advantageous arrangement of the invention results when two such systems are combined, so that the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed of the first system into the heat exchange fluidized bed of the first system, but then to the combustion fluidized bed of the second system, then returned to the heat exchanger fluid bed of the second system and then to the combustion fluid bed of the first system.
  • two return units are provided in this variant, which convey the bed material in each case from the combustion fluidized bed to the heat exchanger fluidized bed or from the heat exchanger fluidized bed to the combustion fluidized bed.
  • the amount of transported bed material is determined by the transport air added in the vertical part of the return unit. If a transport fluidized bed is used as the recycling unit, the amount of transported bed material is determined by the swirling speed and thus the expansion of this fluidized bed.
  • the useful heat generated by the stationary fluidized bed combustion according to the invention can be used to generate hot air or gas, for heating Water or other heat transfer and used to generate and overheat of steam.
  • An advantage of the invention is also that it is possible for the fluidized bed combustion over the amount of recirculated bed material in many areas adjustable heat output, whereby at different process parameters, an optimal combustion process is achieved.
  • the combustion temperature can be optimally controlled, regardless of the fuel properties and the plant load.
  • the combustion can be operated with a low excess air, resulting in a high system efficiency. Since the heat transfer to the immersion heating surfaces in the heat exchanger fluidized bed has high heat transfer values, only a comparatively small heat exchanger surface is required, which contributes to a cost-effective system. By operating with low excess air, the combustion fluidized bed is correspondingly small, whereby low construction and operating costs of the system can be achieved.
  • a significant advantage of the fluidized bed combustion according to the invention is the design of its recycling unit. With this feedback unit is achieved on the one hand, that with low investment and operating costs and large amounts of cooled bed material from a fluidized bed in the other fluidized bed can be recycled in such a way that a good mixing of the bed material in the combustion fluidized bed with the cooled from the Heat exchanger fluidized bed recycled bed material takes place.
  • the return unit is used to deliver the cooled bed material from a fluidized bed from the top to the other fluidized bed, thereby enabling thorough mixing of the cooled bed material with the bed material of the combustion bed.
  • the heat exchanger bed is arranged laterally on the combustion fluidized bed and the return of cooled bed material from the heat exchanger fluidized bed in the combustion fluidized bed on the same side of the fluidized bed, there is a risk that affect these material flows and affect each other.
  • the separation of the areas of the fluidized bed is formed by walls or walls, which can also be cooled by Nutz surveillancemedien.
  • the return unit comprises a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed and at an angle of inclination, that is obliquely downward, extending tube which opens into a pipe running in the vertical direction, provided at the free upper end of an outlet is, over which cooled bed material from the heat exchanger fluidized bed is fed to the combustion fluidized bed from above. It is essential in this embodiment of the return unit that it does not have a long pipe segment extending in the horizontal direction, in which only a reduced, more difficult transport of the bed material is possible. In this variant of the recirculation unit according to the invention is advantageously carried out by blowing air at the lower end of the running in the vertical direction raw material.
  • the inlet pipe of the return unit is mounted at a height which is above the nozzles of a fluidized bed associated nozzle assembly.
  • a first significant advantage of this arrangement is that, as compared to a tube opening out in the lower region of the side wall, a considerably shorter length of the vertical tube is obtained, whereby the transport of the bed material through the tube is considerably facilitated.
  • a further advantage of this arrangement is that coarser parts, such as e.g. large ash slugs, stones and other foreign matter that might accumulate in the bottom area of the heat exchanger fluidized bed, can not get into the higher pipe arranged the return unit.
  • the outlet of the tube of the return unit is formed by an outlet tube.
  • the outlet tube can be adjusted, whereby the place of impact of the running on the recirculation bed material can be adjusted on the combustion fluidized bed.
  • the return unit is formed by a further third fluidized bed, the so-called transport fluidized bed, instead of by a tubular construction.
  • the bed material is conveyed from the heat exchanger fluidized bed via the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed.
  • the thus formed feedback unit has a structurally particularly simple construction.
  • the transport fluidized bed is arranged in line with the heat exchange fluidized bed along the combustion fluidized bed, wherein in the transport fluidized bed the cooled bed material is fluidized and thus supplied to the combustion fluidized bed and excess bed material from the combustion fluidized bed Heat exchanger fluidized bed is supplied.
  • the amount of material transported is controlled by the gas velocity in the transport fluidized bed. As the gas velocity in this transport fluidized bed increases, the bed material contained therein expands to be higher than the bed material in the combustion fluidized bed so that material flows from the transport fluidized bed to the combustion fluidized bed.
  • the functionality as a recirculation unit can be specified solely by a suitable control of the nozzles in the transport fluidized bed, that is to form the return unit need only be provided a corresponding control of the nozzle, moreover, no constructive means for forming the feedback unit must be provided.
  • the transport fluidized bed can be free of Tauchsammlung lake, but this does not necessarily have to be so. This is advantageous because due to the higher velocity of the air streams in the area of the transport fluidized bed there is a strong fluidization of the bed material, whereby there would occur an increased erosion of Tauchsammlung lake, which would lead to increased wear of the Tauchsammlung lake.
  • the transport fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed are separated by a wall which does not have to extend to the bottom of the transport fluidized bed, so that below the wall exchange of bed material between the heat exchanger fluidized bed and transport fluidized bed can take place.
  • the level of the bed material is higher than in the heat exchanger fluidized bed.
  • the transport fluidized bed has a lower static pressure even at a greater height than the heat exchanger fluidized bed, so that material is continuously transferred from the heat exchanger fluidized bed to the transport fluidized bed. Fluidized bed flows.
  • the level of the bed material in the transport fluidized bed is higher than in the adjacent combustion fluidized bed, it is ensured that bed material is guided only by the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed, but no transport in the reverse direction.
  • the level of the combustion fluidized bed is adapted to the level of the heat exchange bed so that bed material can flow from the combustion fluidized bed into the heat exchange bed, thereby providing a closed, controllable bed material flow.
  • the individual fluidized beds can also be arranged so that the recirculation unit, which is formed either by a tubular construction or by a transport fluidized bed, is arranged between the combustion fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed so that the recirculation unit bed material from the combustion fluidized bed promotes the heat exchanger fluidized bed.
  • the heat exchange fluidized bed may have a higher level than the combustion fluidized bed, and bed material may flow over an overflow from the heat exchanger fluidized bed to the combustion fluidized bed.
  • a further particularly advantageous arrangement of the invention results when two systems, each with a combustion fluidized bed, heat exchanger fluidized bed and a recycling unit are combined.
  • the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed of the first system to the heat exchange fluidized bed of the first system, then to the combustion fluidized bed of the second system, then to the heat exchange fluidized bed of the second system and then to the combustion fluidized bed of the first system Systems returned.
  • To maintain the material circulation serve the two return units that promote the bed material.
  • the cooled bed material is deposited on the opposite side of the heat exchanger fluidized bed, with no long transport lines and partitions in the fluidized beds are needed.
  • the fluidized-bed combustion system according to the invention can be used with a plurality of modules in any number for larger installations.
  • FIG. 2 Top view of a combustion and heat exchanger fluidized bed and the return unit of the fluidized bed combustion according to FIG. 1.
  • FIG. 3 side view of the heat exchanger fluidized bed of the fluidized bed combustion according to FIG. 1.
  • FIG. 10 Illustration of a fluidized-bed furnace in which the
  • Return unit is arranged centrally behind the heat exchanger fluidized bed and the bed material up to the heat exchanger shear fluid bed is turned away from the side of the combustion fluidized bed.
  • FIG. 11 top view of the arrangement according to FIG. 10
  • FIG. 12 shows a variant of the arrangement of FIG. 10, in which the task of solids on the combustion fluidized bed is integrated in the return unit.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the side view of an embodiment of the fluidized bed according to the invention with the following components: A first fluidized bed, the so-called combustion fluidized bed 6a, and a second fluidized bed, the so-called heat exchanger fluidized bed 6b in which the Tauchsammlung vom 17 are arranged.
  • the recirculation unit which is designed as a tube construction Cl, consists of a removal tube 22, a vertical delivery tube 23 and an outlet tube 25.
  • the outlet tube 25 opens at a side wall of the heat exchange fluidized bed 6b and extends obliquely downwards.
  • the adjoining conveyor pipe 23 extends in the vertical direction.
  • This recycling unit bed material III is recycled from above to the combustion fluidized bed 6a.
  • the outlet tube 25 can be adjusted in its direction and inclination to achieve optimum distribution of the recycled bed material on the heat exchanger fluidized bed 6a.
  • a partition wall between the combustion fluidized bed 6a and the heat exchanger fluidized bed 6b is provided.
  • bed material 10a automatically flows from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b in regions where the partition wall 26 is interrupted.
  • the bed material transport back into the combustion fluidized bed 6a is made possible by injecting (I) gas, eg air, into the pipe construction Cl forming the recycling unit. With the amount of injected gas, the amount of the recycled bed material III is regulated.
  • FIG. 2 shows a plan view of the embodiment of the invention shown in FIG.
  • the partition wall 26 is interrupted so that bed material 10a can flow from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b.
  • the amount of overflowing bed material II corresponds to the bed material quantity III conveyed by the pipe construction Cl.
  • FIG. 3 shows a further side view of the embodiment of the invention shown in FIG.
  • the partition wall 26 is interrupted so that bed material 10a can independently flow from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b.
  • the heat exchanger fluidized bed 6b in which the Tauchsammlungfiamba are located laterally to the combustion fluidized bed 6a, in turn, the heat exchanger fluidized bed 6b and the return unit forming tube construction Cl on the same side of the combustion - Fluidized beds 6 a are arranged.
  • the inert material is fluidized and thus mixed with the fuel to be fired.
  • the heat exchanger fluidized bed 6b comprises nozzles 16 analogously to the first fluidized bed 6a.
  • the nozzles 8 and 16 advantageously run within the bed material 10a and 10b.
  • Within the bed material 10b of the heat exchanger Fluidized bed 6b extend immersion heating surfaces 17, which are part of a heat exchanger assembly. By means of the immersion heating surfaces 17 is carried out a cooling of the bed material 10b in the heat exchanger fluidized bed 6b. Heat is dissipated from the combustion process via the heat exchanger arrangement, whereby this heat can be used for external processes.
  • the heat removal via the heat exchanger fluidized bed 6b is independent of the fuel properties and the plant load.
  • the combustion conditions and the efficiency of fluidized bed combustion can be optimally adjusted in terms of effectiveness and environmental friendliness.
  • bed material 10a, 10b is conveyed between the two fluidized beds 6a, 6b in a closed circuit.
  • excess bed material 10a is led out of the first fluidized bed 6a into the heat exchanger fluidized bed 6b.
  • cooled bed material 10b is supplied from the heat exchange fluidized bed 6b via the tube construction C1 to the combustion fluidized bed 6a.
  • the dividing walls are located between the first fluidized bed 6a and the second fluidized bed 6b 26 and 20 are provided.
  • the partition wall 26 is provided in the central portion of the assembly leaving a portion of the adjacent sidewalls of the combustion fluidized bed 6a and heat exchange fluidized bed 6b free so that bed material II can flow from the first combustion fluidized bed 6a to the heat exchange fluidized bed 6b.
  • Figure 4 shows a variant of the invention, in which a third fluidized bed is used as a transport fluidized bed C2, which replaces the return unit in the form of the tube construction Cl of Figures 1 to 3.
  • the material transport between the individual fluidized beds is regulated so that a higher vortex velocity is set in the transport fluidized bed C2 than in the other fluidized beds.
  • the bed material 10b expands in the transport fluidized bed C2, and a material flow III from the transport fluidized bed C2 to the combustion fluidized bed 6a arises.
  • the bed material then flows via II back to the heat exchanger fluidized bed 6b.
  • the bed material then flows from the heat exchanger fluidized bed 6b back into the transport fluidized bed C2 via an opening at the lower part of the partition wall 19th
  • connection between the heat exchanger fluidized bed 6b, the tubular structures Cl and the transport fluidized bed C2 is not located at the bottom of the heat exchanger fluidized bed 6b. This avoids that coarser solid particles such as stones, coarse fuel ash or other foreign matter that can be deposited on the bottom of the heat exchanger fluidized bed 6b, are fed into the recycling units Cl or C2.
  • FIG. 5 shows the advantageous variant of the invention, in which two systems according to the embodiment of FIGS. 1, 2, 3, d., Executed as pipe constructions CIA, C1B, are combined.
  • This bedding material flows from the first Combustion fluidized bed 6a 1 to the first heat exchange fluidized bed 6b 1 and is then promoted by the first recycling unit in the form of the tube construction CIA in the second combustion fluidized bed 6a2.
  • the bed material then automatically flows back into the second heat exchanger fluidized bed 6b2 and is then conveyed back into the first combustion fluidized bed 6al by the second recycling unit in the form of the tubular construction C1B.
  • FIG. 6 shows the system shown in FIG. 5, in which, however, recirculation units consisting of transport fluidized beds C2A, C2B are used instead of the recirculation units designed as pipe constructions CIA, C1B.
  • the directions of the flows of the bed material are indicated by arrows as in FIG.
  • FIG. 7 shows the side view of an embodiment with two systems corresponding to the example of FIG. 6, in which the other components of the system and the mode of operation are described in detail.
  • the recycling unit is designed as a transport fluidized bed C2.
  • the heat exchanger fluidized bed 6b is separated from the combustion fluidized bed 6a by an overflow weir 30.
  • the combustion fluidized bed 6a is separated from the transport fluidized bed C2 by an overflow weir 30 '. Due to the higher gas velocity in the transport fluidized bed C2, the bed material present there expands more strongly than in the combustion fluidized bed 6a. Thus, bed material III flows over the overflow weir 30 '.
  • Transport of bed material III from transport fluidized bed C2 to combustion fluidized bed 6a may be further assisted by jet jets 31 formed by nozzles which blow gas or air from heat exchange fluidized bed 6b toward combustion fluidized bed 6a.
  • a fuel supply is arranged through which fuel IV is abandoned. This can also lime or additional bed material or other required for the process solids are given.
  • the fuel IV is distributed evenly over the combustion fluidized bed 6a by additionally injected gas or air V.
  • the bed material flows independently to the heat exchanger fluidized bed 6b. Thereafter, in the second system, not shown here, the bed material is returned to the first recirculation unit via the second recirculation unit, the second combustion bed and the second heat exchanger bed, thus creating a closed bed material circuit.
  • FIG. 8 shows a variant of the invention wherein the bed material transport from the first combustion fluidized bed 6a 1 is conveyed via the first recycling unit in the form of the tube construction CIA to the first heat exchanger fluidized bed 6b 1. Thereafter, the bed material flows independently from the first heat exchanger fluidized bed 6b 1 to the second combustion fluidized bed 6a2 and is then conveyed via the second recirculation device in the form of the tubular construction C1B to the second heat exchanger fluidized bed 6b2. After the bed material now in turn flows independently from the second heat exchanger fluidized bed 6b2 to the first combustion fluidized bed 6a 1, the bed material circuit is closed.
  • FIG. 9 shows the method illustrated in FIG. 8, wherein instead of the recirculation units, which are designed as tube constructions CIA, C1B, recirculation units, which are designed as highly expanded transport fluidized beds C2A, C2B, are used.
  • FIG. 10 shows a further variant of the embodiment illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, in which the recirculation unit designed as a tubular construction C1 is not arranged next to the heat exchanger fluidized bed 6b but centrally to the heat exchanger fluidized bed 6b.
  • the amount of bed material transported through the pipe construction Cl is further determined by the gas (air) I injected at the lower end of the transport unit.
  • the distribution of the recirculated bed material over the combustion fluidized bed 6a can be adjusted via additionally injected gas (air) 1 (1) in the upper part of the recirculation unit.
  • FIG. 11 shows the top view of the variants shown in FIG.
  • a partition wall 26 is mounted so that the bed material II can flow only from the combustion fluidized bed 6a to the heat exchanger fluidized bed 6b only at the designated places and thus a particularly good and uniform distribution of bed material over the combustion fluidized bed 6a can take place.
  • FIG. 12 shows a further variant of the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, in which the task of fuel, additional bed material, lime or other inert material is integrated in the return, wherein the additional material is via a metering device, such as a cellular wheel sluice 33, is introduced into the return device.
  • a metering device such as a cellular wheel sluice 33

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Abstract

The invention relates to a fluidized-bed furnace comprising a combustion fluidized bed (6a), to which the fuels to be fired are fed, and comprising a heat-exchanger fluidized bed (6b), to which immersion heating surfaces (17) are assigned. A heat discharge from the combustion fluidized bed (6a) is produced by bed material being passed from the combustion fluidized bed (6a) to the heat-exchanger fluidized bed (6b). A return unit is provided, by means of which a continuous, controllable material circulation is set up between the combustion fluidized bed and the heat-exchanger fluidized bed. The return unit may be formed as a tube structure or a greatly expanded fluidized bed. Multiple systems can be combined to form larger units.

Description

Christa Frodeno  Christa Frodeno
Kapstadt 8002, Südafrika Cape Town 8002, South Africa
Wirbelschichtfeuerung fluidised bed combustion
Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtfeuerung. The invention relates to a fluidized bed combustion.
Wirbelschichtfeuerungen werden in vielfältigen Ausführungsformen eingesetzt, um unterschiedlichste Brennstoffe und Abfälle zu verfeuern und damit Nutzwärme zu generieren, welche für weitere Prozesse in Form von Heißgas, Heißwasser, Dampf, erhitztem Thermalöl oder anderen wärmetragenden Medien genutzt werden kann. Fluidized bed combustion systems are used in various embodiments to burn a wide variety of fuels and waste and thus generate useful heat, which can be used for other processes in the form of hot gas, hot water, steam, heated thermal oil or other heat-carrying media.
Derartige Wirbelschichtfeuerungen sind typischerweise in einer Feuerungsanlage integriert und weisen wenigstens ein Wirbelbett auf, das inertes, feinkörniges, sogenanntes Bettmaterial wie zum Beispiel Sand, Kalkstein oder Asche enthält, welchem über eine Düsenanordnung Gas, insbesondere Luft, von unten zugeführt wird. Weiter werden der Anlage über eine Zuführeinrichtung die zu verfeuernden Brennstoffe zugeführt. Durch die Zuführung von Luft oder Gas durch die Düsen wird das inerte Material fluidisiert und durchmischt sich mit dem zu verfeuernden Brennstoff. Die Zündung während des Aufheizens des Wirbelbettes erfolgt mittels einem oder mehrerer Brenner. Such fluidized bed combustion systems are typically integrated in a furnace and have at least one fluidized bed containing inert, fine-grained, so-called bed material such as sand, limestone or ash, which is supplied from below via a nozzle arrangement of gas, in particular air. Furthermore, the plant to be fired fuels are supplied via a feeder. By supplying air or gas through the nozzles, the inert material is fluidized and mixed with the fuel to be fired. The ignition during the heating of the fluidized bed by means of one or more burners.
Da bei der wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Verbrennung, d.h. bei niedrigen Temperaturen und geringem Luftüberschuß, mehr Wärme erzeugt wird, als durch die Verbrennungsluft bzw. die Rauchgase abgeführt werden kann, müssen zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden, um diese zusätzli- che Wärme abzuführen. Since in economical and environmentally friendly combustion, i. At low temperatures and low excess air, more heat is generated than can be dissipated by the combustion air or flue gases, additional precautions must be taken to dissipate this extra heat.
Generell wird zwischen einer stationären und einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung unterschieden. Bei einer stationären Wirbelschichtfeuerung verbleibt das aufgewirbelte inerte Material im Wirbelbett. Bei einer zirkulie- renden Wirbelschichtfeuerung dagegen wird das inerte Material mit den Verbrennungsgasen zum Austritt der Feuerung transportiert und wird über Zyklone abgeschieden und über Wärmetauscher, welche die überschüssige Wärme aus der Verbrennung absorbieren, in das Wirbelbett zurückgeführt. Bei einer stationären Wirbelschichtfeuerung kann ein Betrieb mit oder ohne Tauchheizflächen vorgesehen sein. Bei einem Betrieb ohne Tauchheizflächen muss die Verbrennung mit einem hohen Luftüberschuß betrieben werden, so dass die gesamte bei der Verbrennung entstehende Wärme über die Rauchgase abgeführt werden kann. Bei einer solchen Verfahrensanordnung werden große Konvektionsheizflächen zur Abführung der gesamten Wärme aus dem Rauchgas benötigt, und durch die große Abgasmenge vermindert sich der Anlagenwirkungsgrad. Generally, a distinction is made between stationary and circulating fluidized bed firing. In a stationary fluidized bed combustion, the fluidized inert material remains in the fluidized bed. In a circula- On the other hand, the inert material is transported with the combustion gases to the outlet of the furnace and is separated via cyclones and returned to the fluidized bed via heat exchangers which absorb the excess heat from the combustion. In a stationary fluidized bed combustion operation with or without Tauchheizflächen can be provided. In operation without immersion heating surfaces, the combustion must be operated with a high excess air, so that the entire heat produced during combustion can be dissipated via the flue gases. In such a process arrangement, large convection heating surfaces are required to dissipate all the heat from the flue gas, and the large amount of exhaust gas reduces the plant efficiency.
Durch das Vorsehen von Tauchheizflächen in einer stationären Wirbelschicht ist zwar die Ableitung der überschüssigen Verbrennungswärme an diese Tauchheizflächen möglich, die Wärmemenge kann jedoch nicht geändert werden, so dass unterschiedliche Brennstoffe in ein und derselben Anlage nicht verfeuert werden können und Teillasten nur begrenzt gefahren werden können. By providing Tauchheizflächen in a stationary fluidized bed Although the dissipation of excess heat of combustion of these Tauchheizflächen is possible, the amount of heat can not be changed, so that different fuels in one and the same system can not be burned and partial loads can be driven only limited.
Diese Einschränkung bei der stationären Wirbelschichtfeuerung soll nun dahingehend aufgehoben werden, dass die Wärmeabnahme der Tauchheizflächen durch geeignete Maßnahmen in einem weiten Bereich geregelt werden kann. This limitation in the stationary fluidized bed combustion is now to be repealed to the effect that the heat loss of Tauchheizheizflächen can be controlled by appropriate measures in a wide range.
Eine Wirbelschichtfeuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 2 220 434 Bl bekannt. A fluidized bed combustion according to the preamble of claim 1 is known from EP 2 220 434 Bl.
Die hierin beschriebene Wirbelschichtfeuerung umfasst ein erstes stationäres Wirbelbett, das sogenannte Verbrennungsbett, welchem Brennstoffe zugeführt werden. Dem ersten Wirbelbett ist ein zweites stationäres Wirbelbett, das sogenannte Wärmetauscherbett, mit Tauchheizflächen zugeordnet. Ein Wärme- austrag aus dem ersten Wirbelbett wird dadurch erhalten, indem Bettmaterial selbsttätig vom ersten Wirbelbett auf das zweite Wirbelbett geführt ist. Um den Kreislauf des Bettmaterials zwischen den Wirbelbetten aufrecht zu erhalten, wird das im zweiten Wirbelbett gekühlte Bettmaterial zu dem ersten Wirbelbett zurückgefördert. The fluidized bed furnace described herein comprises a first stationary fluidized bed, the so-called combustion bed to which fuels are supplied. The first fluidized bed is associated with a second stationary fluidized bed, the so-called heat exchange bed, with Tauchheizflächen. A heat output from the first fluidized bed is obtained by bed material is automatically guided from the first fluidized bed to the second fluidized bed. To the To maintain circulation of the bed material between the fluidized beds, the bed material cooled in the second fluidized bed is returned to the first fluidized bed.
Bei dieser Wirbelschichtfeuerung wird ein einstellbarer Wärmeaustrag über die Menge des im Kreislauf geförderten Bettmaterials in weiten Bereichen ermöglicht, wodurch bei unterschiedlichen Prozessparametern ein optimaler Ver- brennungsprozess erhalten wird. With this fluidized-bed combustion, an adjustable heat release via the amount of the circulated bed material is made possible in a wide range, whereby an optimal combustion process is obtained with different process parameters.
Hierdurch können verschiedenste Brennstoffe und Anlagenteillast bei gleichbleibenden Verbrennungskonditionen, niedrigem Luftüberschuss und Wirbel- betttemperaturen gefahren werden. As a result, a wide variety of fuels and plant components can be run at constant combustion conditions, low excess air and fluidized bed temperatures.
Die Rückführeinheit der in obiger Patentschrift beschriebenen Wirbelschichtfeuerung ist derart ausgebildet, dass ein Rohr an der Unterseite des zweiten Wirbelbettes nach unten ausmündet. Daran anschließend ist ein Kurvenstück des Rohres vorgesehen, durch welches das Rohr eine 90° - Umlenkung erfährt, um dann in horizontaler Richtung unterhalb des ersten Wirbelbettes zu verlaufen. Dann erfolgt eine weitere 90° - Umlenkung des Rohres, so dass dann der Endabschnitt des Rohres in vertikaler Richtung verlaufend in das erste Wirbelbett einmündet und zwar an seiner dem zweiten Wirbelbett abgewandten Seite. The recycling unit of the fluidized bed combustion described in the above patent is designed such that a tube opens downwards at the bottom of the second fluidized bed. Subsequently, a curve piece of the tube is provided, through which the tube undergoes a 90 ° deflection, in order then to extend in the horizontal direction below the first fluidized bed. Then there is a further 90 ° - deflection of the tube, so that then the end portion of the tube in the vertical direction running in the first fluidized bed opens and that on its side facing away from the second fluidized bed side.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Rückführeinheit besteht darin, dass die Rück- führung des gekühlten Bettmaterials sehr aufwendig und die Regelung der rezirkulierten Bettmaterial-Menge schwierig ist. Dies beruht darauf, dass das Bettmaterial nur schwer und nicht mit ausreichender Geschwindigkeit durch das horizontale Rohres der Rückführeinheit transportiert werden kann. Des Weiteren sind die Rückführrohre groß und teuer, und es wird viel Energie für den Transport benötigt. A major disadvantage of this recirculation unit is that the return of the cooled bed material is very expensive and the regulation of the recirculated amount of bed material is difficult. This is because the bed material is difficult and can not be transported through the horizontal tube of the recycling unit with sufficient speed. Furthermore, the return tubes are large and expensive, and a lot of energy is needed for transportation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtfeuerung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche mit geringem Aufwand, also kostengünstig eine verbesserte Funktionalität aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. The invention has for its object to provide a fluidized bed of the type mentioned, which has a low cost, so cost has improved functionality. To solve this problem, the features of claim 1 are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the subclaims.
Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtfeuerung mit einem Verbrennungs- Wirbelbett, welchem zu verfeuernde Brennstoffe zugeführt sind, und mit einem Wärmetauscher- Wirbelbett, welchem Tauchheizflächen zugeordnet sind. Ein Wärmeaustrag wird aus dem Verbrennungs- Wirbelbett dadurch erhalten, indem Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett auf das Wärmetauscher- Wirbelbett geführt ist. Eine Rückführeinheit ist vorgesehen, mittels derer im Wärmetauscher- Wirbelbett gekühltes Bettmaterial zu dem Verbrennungs- Wirbelbett zurückgeführt wird. Das Wärmetauscher- Wirbelbett schließt an einer Seite des Verbrennungs- Wirbelbettes an dieses an. Mittels der Rückführeinheit wird von dieser Seite aus gekühltes Bettmaterial von oben auf das Verbrennungs- Wirbelbett gefördert. Die Rückführeinheit ist von einer seitlich am Wärmetauscher- Wirbelbett ausmündenden Rohrkonstruktion gebildet oder von einem an das Wärmetauscher- Wirbelbett anschließenden Transport- Wirbelbett. Sowohl das Verbrennungs- Wirbelbett als auch das Wärmetauscher- Wirbelbett ist als stationäres Wirbelbett ausgebildet. The invention relates to a fluidized bed combustion with a combustion fluidized bed, which are supplied to fuel to be fired, and with a heat exchanger fluidized bed, which are associated Tauchflächen. A heat rejection is obtained from the combustion fluidized bed by passing bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchange fluidized bed. A recycling unit is provided, by means of which bed material cooled in the heat exchanger fluidized bed is returned to the combustion fluidized bed. The heat exchange fluidized bed connects to one side of the combustion fluidized bed. By means of the return unit, cooled bed material is conveyed from above onto the combustion fluidized bed from this side. The recirculation unit is formed by a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed tube construction or by a subsequent to the heat exchanger fluidized bed transport fluidized bed. Both the combustion fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed is designed as a stationary fluidized bed.
Gemäß einer ersten Alternative weist die Rückführeinheit vorzugsweise ein am Wärmetauscher- Wirbelbett seitlich ausmündendes, schräg nach unten verlaufendes Rohr oder eine vergleichbare Ausmündung auf, welche in ein vorzugsweise vertikal nach oben verlaufendes Rohr einmündet, dessen Ende mit einem horizontalen oder leicht geneigten Auslass versehen ist, durch welchen das gekühlte Bettmaterial dem Verbrennungs- Wirbelbett wieder zugeführt wird. According to a first alternative, the recirculation unit preferably has a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed, obliquely downwardly extending pipe or a similar orifice, which opens into a preferably vertically upwardly extending tube whose end is provided with a horizontal or slightly inclined outlet, by which the cooled bed material is returned to the combustion fluidized bed.
Alternativ wird die Rückführeinheit durch ein Transport- Wirbelbett gebildet, das mit einer vergleichsweisen hohen Wirbelgeschwindigkeit vertikal stärker expandiert als das Verbrennungs- Wirbelbett und das Wärmetauscher- Wirbelbett, so dass das Niveau des Bettmaterials im Transport- Wirbelbett höher liegt als das Niveau des Bettmaterials im Verbrennungs- Wirbelbett und Wärmetauscher- Wirbelbett. Dadurch fließt das Bettmaterial aus dem Transport-Wirbelbett in das Verbrennungs- Wirbelbett. Alternatively, the recycle unit is formed by a transport fluidized bed that vertically expands more vertically than the combustion fluidized bed and the heat exchange fluidized bed at a comparatively high rate of turbulence so that the level of bedstock in the fluidized transport bed is higher than the level of the bedding material in the combustor - Fluidized bed and Heat exchanger fluidized bed. As a result, the bed material flows from the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed.
Die drei wesentlichen Bauteile der Erfindung, das heißt das Verbrennungs- Wirbelbett, das Wärmetauscherbett mit Tauchheizflächen und die Rückführeinheit können so angeordnet sein, dass das Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett zum Wärmetauscher- Wirbelbett selbsttätig über einen Überlauf fließt und das Bettmaterial vom Wärmetauscher- Wirbelbett zum Verbrennungs- Wirbelbett über die Rückführeinheit gefördert wird. Alternativ kann eine Anordnung vorgesehen werden, bei dem das Bettmaterial vom Verbren- nungs- Wirbelbett über die Rückführeinheit zum Wärmetauscher- Wirbelbett gefördert wird, und dann selbsttätig über einen Überlauf zum Verbrennungs- Wirbelbett fließt. The three essential components of the invention, that is, the combustion fluidized bed, the immersion heat exchanger bed and the recycling unit may be arranged so that the bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchange fluidized bed automatically flows over an overflow and the bed material from the heat exchange fluidized bed Combustion fluidized bed is conveyed through the recycling unit. Alternatively, an arrangement can be provided in which the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed via the recycling unit to the heat exchanger fluidized bed, and then flows automatically via an overflow to the combustion fluidized bed.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung der Erfindung ergibt sich, wenn zwei derartige Systeme kombiniert werden, so dass das Bettmaterial vom Verbren- nungs- Wirbelbett des ersten Systems in das Wärmetauscher- Wirbelbett des ersten Systems gefördert wird, dann aber zum Verbrennungs- Wirbelbett des zweiten Systems, dann zum Wärmetauscher- Wirbelbett des zweiten Systems und danach zum Verbrennungs- Wirbelbett des ersten Systems zurückgeführt wird. Zur Aufrechterhaltung des Materialkreislaufes sind bei dieser Variante zwei Rückführeinheiten vorgesehen, welche das Bettmaterial jeweils vom Verbrennungs- Wirbelbett zum Wärmetauscher- Wirbelbett oder vom Wärmetauscher-Wirbelbett zum Verbrennungs- Wirbelbett fördern. A particularly advantageous arrangement of the invention results when two such systems are combined, so that the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed of the first system into the heat exchange fluidized bed of the first system, but then to the combustion fluidized bed of the second system, then returned to the heat exchanger fluid bed of the second system and then to the combustion fluid bed of the first system. In order to maintain the material circulation, two return units are provided in this variant, which convey the bed material in each case from the combustion fluidized bed to the heat exchanger fluidized bed or from the heat exchanger fluidized bed to the combustion fluidized bed.
Bei allen Varianten wird die Menge des transportierten Bettmaterials durch die im vertikalen Teil der Rückführeinheit zugegebene Transportluft bestimmt. Wird ein Transport- Wirbelbett als Rückführeinheit benutzt, wird die Menge des transportierten Bettmaterials durch die Wirbelgeschwindigkeit und somit die Expansion dieser Wirbelschicht bestimmt. In all variants, the amount of transported bed material is determined by the transport air added in the vertical part of the return unit. If a transport fluidized bed is used as the recycling unit, the amount of transported bed material is determined by the swirling speed and thus the expansion of this fluidized bed.
Die mit der erfindungsgemäßen stationären Wirbelschichtfeuerung erzeugte Nutzwärme kann zur Erzeugung von Heißluft oder -gas, zur Erhitzung von Wasser oder sonstigen Wärmeträgern und zur Erzeugung und Überhitzung von Dampf verwendet werden. The useful heat generated by the stationary fluidized bed combustion according to the invention can be used to generate hot air or gas, for heating Water or other heat transfer and used to generate and overheat of steam.
Dies geschieht sowohl über die im Rauchgas enthaltene Wärme wie auch über die direkt im Wärmetauscher- Wirbelbett an die Tauchheizflächen-Rohre über- tragene Wärme die mit Gas oder Luft, Wärmeträger, Wasser oder Dampf oder einer Kombination dieser durchströmt werden. This takes place both via the heat contained in the flue gas and via the heat transferred directly to the immersion heating-surface tubes in the heat exchanger fluidized bed through which gas or air, heat transfer medium, water or steam or a combination of these are passed.
Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass für die Wirbelschichtfeuerung über die Menge des rezirkulierten Bettmaterials ein in weiten Bereichen einstellbarer Wärmeaustrag ermöglicht wird, wodurch bei unterschiedlichen Prozessparametern ein optimaler Verbrennungsprozess erreicht wird. An advantage of the invention is also that it is possible for the fluidized bed combustion over the amount of recirculated bed material in many areas adjustable heat output, whereby at different process parameters, an optimal combustion process is achieved.
Durch die direkte Nutzwärmeabfuhr über die Rezirkulation von Bettmaterial in dem Wärmetauscher- Wirbelbett kann die Verbrennungstemperatur optimal geregelt werden, unabhängig von den Brennstoffeigenschaften und der Anlagenlast. Außerdem kann die Verbrennung mit einem niedrigen Luftüberschuss betrieben werden, was in einem hohen Anlagenwirkungsgrad resultiert. Da der Wärmeübergang an die Tauchheizflächen in dem Wärmetauscher- Wirbelbett hohe Wärmeübergangswerte aufweist, wird nur eine vergleichsweise geringe Wärmetauscherfläche benötigt, was zu einer kostengünstigen Anlage beiträgt. Durch den Betrieb mit niedrigem Luftüberschuss wird das Verbrennungs- Wirbelbett entsprechend klein, wodurch niedrige Bau- und Betriebskosten der Anlage erreicht werden. By direct Nutzwärmeabfuhr on the recirculation of bed material in the heat exchanger fluidized bed, the combustion temperature can be optimally controlled, regardless of the fuel properties and the plant load. In addition, the combustion can be operated with a low excess air, resulting in a high system efficiency. Since the heat transfer to the immersion heating surfaces in the heat exchanger fluidized bed has high heat transfer values, only a comparatively small heat exchanger surface is required, which contributes to a cost-effective system. By operating with low excess air, the combustion fluidized bed is correspondingly small, whereby low construction and operating costs of the system can be achieved.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Wirbelschichtfeuerung besteht in der Ausbildung ihrer Rückführeinheit. Mit dieser Rückführeinheit wird einerseits erreicht, dass mit niedrigem Anlagen- und Betriebskostenaufwand auch große Mengen von gekühltem Bettmaterial von einem Wirbelbett in das andere Wirbelbett rückgeführt werden können und zwar derart, dass eine gute Durchmischung des Bettmaterials im Verbrennungs- Wirbelbett mit dem gekühlten, aus dem Wärmetauscher- Wirbelbett rückgeführten Bettmaterial erfolgt. Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass mit der Rückführeinheit das gekühlte Bettmaterial aus einem Wirbelbett von oben auf das andere Wirbelbett aufgegeben wird, wodurch eine gute Durchmischung des gekühlten Bettmaterials mit dem Bettmaterial des Verbrennungsbettes ermöglicht wird. A significant advantage of the fluidized bed combustion according to the invention is the design of its recycling unit. With this feedback unit is achieved on the one hand, that with low investment and operating costs and large amounts of cooled bed material from a fluidized bed in the other fluidized bed can be recycled in such a way that a good mixing of the bed material in the combustion fluidized bed with the cooled from the Heat exchanger fluidized bed recycled bed material takes place. Another essential aspect of the invention is that the return unit is used to deliver the cooled bed material from a fluidized bed from the top to the other fluidized bed, thereby enabling thorough mixing of the cooled bed material with the bed material of the combustion bed.
Ist das Wärmetauscherbett seitlich an dem Verbrennungs- Wirbelbett angeordnet und erfolgt die Rückführung von gekühltem Bettmaterial aus dem Wärmetauscher-Wirbelbett in das Verbrennungs- Wirbelbett über dieselbe Seite des Wirbelbetts, besteht prinzipiell die Gefahr, dass sich diese Materialströme beeinflussen und gegenseitig beeinträchtigen. If the heat exchanger bed is arranged laterally on the combustion fluidized bed and the return of cooled bed material from the heat exchanger fluidized bed in the combustion fluidized bed on the same side of the fluidized bed, there is a risk that affect these material flows and affect each other.
Diese Gefahr wird auf konstruktiv einfache Weise dadurch ausgeschlossen, dass die Überführung von überschüssigem Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett in das Wärmetauscher- Wirbelbett in einem Bereich erfolgt, der räumlich von einem weiteren Bereich des Verbrennungs- Wirbelbetts getrennt ist. This danger is precluded in a structurally simple manner in that the transfer of excess bed material from the combustion fluidized bed into the heat exchanger fluidized bed takes place in a region which is spatially separated from a further region of the combustion fluidized bed.
Besonders vorteilhaft wird die Trennung der Bereiche des Wirbelbetts durch Mauern oder Wände gebildet, die auch durch Nutzwärmemedien gekühlt werden können. Particularly advantageously, the separation of the areas of the fluidized bed is formed by walls or walls, which can also be cooled by Nutzwärmemedien.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung umfasst die Rückführeinheit ein am Wärmetauscher- Wirbelbett seitlich ausmündendes und in einem Neigungswinkel, das heißt schräg nach unten, verlaufendes Rohr, das in ein in vertikaler Richtung verlaufendes Rohr einmündet, an dessen freien oberen Ende ein Aus- lass vorgesehen ist, über welchen gekühltes Bettmaterial aus dem Wärmetauscher-Wirbelbett dem Verbrennungs- Wirbelbett von oben zugeführt wird. Wesentlich bei dieser Ausbildung der Rückführeinheit ist, dass diese kein langes in horizontaler Richtung verlaufendes Rohrsegment aufweist, in welchem nur ein reduzierter, erschwerter Transport des Bettmaterials möglich ist. Bei dieser Variante der erfindungsgemäßen Rückführeinheit wird vorteilhaft durch Ein- blasen von Luft am unteren Ende des in vertikaler Richtung verlaufenden Roh- res gekühltes Bettmaterial nach oben transportiert, um dann über den Auslass dem Verbrennungs- Wirbelbett zugeführt zu werden. Dadurch ist eine effiziente Rückführung von Bettmaterial in das Verbrennungs- Wirbelbett gewährleistet, wobei insbesondere auch große Mengen von Bettmaterial problemlos rückge- führt werden können. Über die Menge der in den vertikalen Teil eingeblasenen Luft kann die Menge der Bettmaterial-Rückführung, und somit die im Wärmetauscher-Wirbelbett übertragene Wärme stufenlos geregelt werden. According to a first variant of the invention, the return unit comprises a laterally opening at the heat exchanger fluidized bed and at an angle of inclination, that is obliquely downward, extending tube which opens into a pipe running in the vertical direction, provided at the free upper end of an outlet is, over which cooled bed material from the heat exchanger fluidized bed is fed to the combustion fluidized bed from above. It is essential in this embodiment of the return unit that it does not have a long pipe segment extending in the horizontal direction, in which only a reduced, more difficult transport of the bed material is possible. In this variant of the recirculation unit according to the invention is advantageously carried out by blowing air at the lower end of the running in the vertical direction raw material. transported cooled bed material upwards, and then fed via the outlet of the combustion fluidized bed. As a result, an efficient recycling of bed material into the combustion fluidized bed is ensured, whereby in particular even large quantities of bed material can be returned without any problems. By means of the amount of air injected into the vertical part, the amount of bed material recirculation, and thus the heat transferred in the heat exchanger fluidized bed, can be steplessly regulated.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Eintrittsrohr der Rückführeinheit in einer Höhe angebracht, die oberhalb der Düsen einer dem Wirbelbett zugeordneten Düsenanordnung liegt. According to a particularly advantageous embodiment, the inlet pipe of the return unit is mounted at a height which is above the nozzles of a fluidized bed associated nozzle assembly.
Ein erster wesentlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass im Vergleich zu einem im unteren Bereich der Seitenwand ausmündenden Rohr eine erheblich kürzere Länge des vertikalen Rohres erhalten wird, wodurch der Transport des Bettmaterials durch das Rohr erheblich erleichtert wird. Ein wei- terer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass gröbere Teile, wie z.B. große Aschebrocken, Steine und sonstige Fremdkörper, die sich im Bodenbereich des Wärmetauscher- Wirbelbetts ansammeln könnten, nicht in das höher angeordnete Rohr der Rückführeinheit gelangen können. A first significant advantage of this arrangement is that, as compared to a tube opening out in the lower region of the side wall, a considerably shorter length of the vertical tube is obtained, whereby the transport of the bed material through the tube is considerably facilitated. A further advantage of this arrangement is that coarser parts, such as e.g. large ash slugs, stones and other foreign matter that might accumulate in the bottom area of the heat exchanger fluidized bed, can not get into the higher pipe arranged the return unit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Auslass des Rohres der Rückführeinheit von einem Auslassrohr gebildet. According to an advantageous embodiment, the outlet of the tube of the return unit is formed by an outlet tube.
Dabei kann das Auslassrohr verstellt werden, wodurch der Auftreffort des über die Rückführeinheit ausgeführten Bettmaterials auf dem Verbrennungs- Wirbelbett eingestellt werden kann. In this case, the outlet tube can be adjusted, whereby the place of impact of the running on the recirculation bed material can be adjusted on the combustion fluidized bed.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird die Rückführeinheit statt durch eine Rohrkonstruktion durch ein weiteres drittes Wirbelbett, das sogenannte Transportwirbelbett, gebildet. Das Bettmaterial wird vom Wärmetauscher-Wirbelbett über das Transport-Wirbelbett in das Verbrennungs- Wirbelbett gefördert. In diesem Fall bildet die Kombination aus zwei Wirbel- betten, dem Wärmetauscher- Wirbelbett und dem Transport- Wirbelbett selbst die Rückführeinheit, so dass in diesem Fall auf ein Rohrsystem zur Ausbildung der Rückführeinheit komplett verzichtet werden kann. Die so ausgebildete Rückführeinheit weist einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau auf. According to a further variant of the invention, the return unit is formed by a further third fluidized bed, the so-called transport fluidized bed, instead of by a tubular construction. The bed material is conveyed from the heat exchanger fluidized bed via the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed. In this case, the combination of two vortex Beds, the heat exchanger fluidized bed and the transport fluidized bed itself, the return unit, so that in this case can be completely dispensed with a pipe system for forming the feedback unit. The thus formed feedback unit has a structurally particularly simple construction.
Besonders vorteilhaft ist das Transport- Wirbelbett in einer Linie mit dem Wärmetauscher- Wirbelbett entlang dem Verbrennungs- Wirbelbett angeordnet, wobei in dem Transport- Wirbelbett das gekühlte Bettmaterial aufgewirbelt und so dem Verbrennungs- Wirbelbettzugeführt wird, und wobei überschüssiges Bettmaterial aus dem Verbrennungs- Wirbelbett dem Wärmetauscher- Wirbelbett zugeführt wird. Die Menge des transportierten Materials wird über die Gasgeschwindigkeit im Transport- Wirbelbett geregelt. Wird die Gasgeschwindigkeit in diesem Transport- Wirbelbett erhöht, expandiert das darin enthaltene Bettmaterial derart, dass dieses höher ist als das Bettmaterial im Verbrennungs- Wirbelbett, so dass Material vom Transport- Wirbelbett zum Verbrennungs- Wirbelbett fließt. Particularly advantageously, the transport fluidized bed is arranged in line with the heat exchange fluidized bed along the combustion fluidized bed, wherein in the transport fluidized bed the cooled bed material is fluidized and thus supplied to the combustion fluidized bed and excess bed material from the combustion fluidized bed Heat exchanger fluidized bed is supplied. The amount of material transported is controlled by the gas velocity in the transport fluidized bed. As the gas velocity in this transport fluidized bed increases, the bed material contained therein expands to be higher than the bed material in the combustion fluidized bed so that material flows from the transport fluidized bed to the combustion fluidized bed.
Für eine Abtrennung der Wirbelbettsegmente sind vorteilhaft Trennmittel in Form von Mauern oder Wänden, die durch Nutzwärmemedien gekühlt werden, vorgesehen. For a separation of the fluidized bed segments are advantageously release agents in the form of walls or walls, which are cooled by Nutzwärmemedien provided.
Die Funktionalität als Rückführeinheit kann allein durch eine geeignete Steuerung der Düsen im Transport- Wirbelbett vorgegeben werden, das heißt zur Ausbildung der Rückführeinheit braucht lediglich eine entsprechende Steuerung der Düsen vorgesehen sein, wobei darüber hinaus keinerlei konstruktive Mittel zur Ausbildung der Rückführeinheit vorgesehen sein müssen. The functionality as a recirculation unit can be specified solely by a suitable control of the nozzles in the transport fluidized bed, that is to form the return unit need only be provided a corresponding control of the nozzle, moreover, no constructive means for forming the feedback unit must be provided.
Da der Raum im Wärmetauscher- Wirbelbett so groß gewählt werden kann, dass dort ausreichend Tauchheizflächen für den erforderlichen Wärmeaustrag vorgesehen werden können, kann das Transport- Wirbelbett frei von Tauchheizflächen sein, was jedoch nicht zwingend so sein muss. Dies ist deshalb vorteilhaft, da durch die höhere Geschwindigkeit der Luftströme im Bereich des Transport- Wirbelbettes eine starke Aufwirbelung des Bettmaterials erfolgt, wodurch dort eine verstärkte Erosion der Tauchheizflächen auftreten würde, was zu einem erhöhten Verschleiß der Tauchheizflächen führen würde. Since the space in the heat exchanger fluidized bed can be chosen so large that there sufficient immersion heating can be provided for the required heat output, the transport fluidized bed can be free of Tauchheizflächen, but this does not necessarily have to be so. This is advantageous because due to the higher velocity of the air streams in the area of the transport fluidized bed there is a strong fluidization of the bed material, whereby there would occur an increased erosion of Tauchheizflächen, which would lead to increased wear of the Tauchheizflächen.
Vorteilhaft sind das Transport- Wirbelbett und das Wärmetauscher- Wirbelbett durch eine Mauer getrennt, die nicht bis zum Boden des Transport- Wirbelbetts reichen muss, so dass unterhalb der Mauer ein Austausch von Bettmaterial zwischen dem Wärmetauscher- Wirbelbett und Transport- Wirbelbett erfolgen kann. Advantageously, the transport fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed are separated by a wall which does not have to extend to the bottom of the transport fluidized bed, so that below the wall exchange of bed material between the heat exchanger fluidized bed and transport fluidized bed can take place.
Dabei liegt im Transport- Wirbelbett das Niveau des Bettmaterials höher als im Wärmetauscher- Wirbelbett. Da jedoch durch die höhere Luftgeschwindigkeit im Transport- Wirbelbett die Wirbelschicht im Transport- Wirbelbett stärker expandiert, weist das Transport- Wirbelbett auch bei größerer Höhe als das Wärmetauscher- Wirbelbett einen niedrigeren statischen Druck auf, so dass kontinuierlich Material vom Wärmetauscher- Wirbelbett zum Transport- Wirbelbett fließt. In the transport fluidized bed, the level of the bed material is higher than in the heat exchanger fluidized bed. However, since the fluidized bed in the transport fluidized bed expands more strongly due to the higher air velocity in the transport fluidized bed, the transport fluidized bed has a lower static pressure even at a greater height than the heat exchanger fluidized bed, so that material is continuously transferred from the heat exchanger fluidized bed to the transport fluidized bed. Fluidized bed flows.
Da das Niveau des Bettmaterials im Transport-Wirbelbett höher liegt als im angrenzenden Verbrennungs- Wirbelbett, ist gewährleistet, dass Bettmaterial nur vom Transport- Wirbelbett in das Verbrennungs- Wirbelbett geführt wird, jedoch kein Transport in umgekehrter Richtung. Schließlich ist das Niveau des Verbrennungs- Wirbelbetts an das Niveau des Wärmetauscherbetts so ange- passt, dass Bettmaterial aus dem Verbrennungs- Wirbelbett in das Wärmetauscherbett fließen kann, wodurch ein geschlossener, regelbarer Bettmaterialstrom erhalten wird. Since the level of the bed material in the transport fluidized bed is higher than in the adjacent combustion fluidized bed, it is ensured that bed material is guided only by the transport fluidized bed into the combustion fluidized bed, but no transport in the reverse direction. Finally, the level of the combustion fluidized bed is adapted to the level of the heat exchange bed so that bed material can flow from the combustion fluidized bed into the heat exchange bed, thereby providing a closed, controllable bed material flow.
In einer Variante der Erfindung können die einzelne Wirbelbetten auch so angeordnet werden, dass die Rückführeinheit, welche entweder durch eine Rohrkonstruktion oder durch ein Transport- Wirbelbett gebildet ist, zwischen dem Verbrennungs- Wirbelbett und dem Wärmetauscher- Wirbelbett so angeordnet ist, dass die Rückführeinheit Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett zum Wärmetauscher- Wirbelbett fördert. Somit hat das Wärmetauscher- Wirbelbett ein höheres Niveau als das Verbrennungs- Wirbelbett, und Bettmaterial kann über einen Überlauf vom Wärmetauscher- Wirbelbett zum Verbrennungs- Wirbelbett fließen. In a variant of the invention, the individual fluidized beds can also be arranged so that the recirculation unit, which is formed either by a tubular construction or by a transport fluidized bed, is arranged between the combustion fluidized bed and the heat exchanger fluidized bed so that the recirculation unit bed material from the combustion fluidized bed promotes the heat exchanger fluidized bed. Thus, the heat exchange fluidized bed may have a higher level than the combustion fluidized bed, and bed material may flow over an overflow from the heat exchanger fluidized bed to the combustion fluidized bed.
Eine weitere besonders vorteilhafte Anordnung der Erfindung ergibt sich, wenn zwei Systeme mit jeweils einem Verbrennungs- Wirbelbett, Wärmetauscher- Wirbelbett und einer Rückführeinheit kombiniert werden. Bei einem solchen System wird das Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett des ersten Systems in das Wärmetauscher- Wirbelbett des ersten Systems gefördert, dann aber zum Verbrennungs- Wirbelbett des zweiten Systems, dann zum Wärmetauscher-Wirbelbett des zweiten Systems und danach zum Verbrennungs- Wirbelbett des ersten Systems zurückgeführt. Zur Aufrechterhaltung des Materialkreislaufes dienen die beiden Rückführeinheiten, die das Bettmaterial fördern. Somit wird sichergestellt, dass das gekühlte Bettmaterial auf der dem Wärmetauscher- Wirbelbett gegenüber liegenden Seite aufgegeben wird, wobei keine langen Transportleitungen und Trennwände in den Wirbelbetten benötigt werden. A further particularly advantageous arrangement of the invention results when two systems, each with a combustion fluidized bed, heat exchanger fluidized bed and a recycling unit are combined. In such a system, the bed material is conveyed from the combustion fluidized bed of the first system to the heat exchange fluidized bed of the first system, then to the combustion fluidized bed of the second system, then to the heat exchange fluidized bed of the second system and then to the combustion fluidized bed of the first system Systems returned. To maintain the material circulation serve the two return units that promote the bed material. Thus, it is ensured that the cooled bed material is deposited on the opposite side of the heat exchanger fluidized bed, with no long transport lines and partitions in the fluidized beds are needed.
Das erfindungsgemäße Wirbelschicht-Feuerungssystem kann mit mehreren Modulen in beliebiger Anzahl für größere Anlagen verwendet werden. The fluidized-bed combustion system according to the invention can be used with a plurality of modules in any number for larger installations.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wirbelschichtfeuerung mit einer Variante der Rückführeinheit, welche als Rohrkonstruktion ausgeführt ist. Embodiment of the fluidized bed combustion according to the invention with a variant of the return unit, which is designed as a pipe construction.
Figur 2: Draufsicht auf ein Verbrennungs- und Wärmetauscher- Wirbelbett und der Rückführeinheit der Wirbelschichtfeuerung gemäß Figur 1. FIG. 2: Top view of a combustion and heat exchanger fluidized bed and the return unit of the fluidized bed combustion according to FIG. 1.
Figur 3 : Seitenansicht des Wärmetauscher- Wirbelbetts der Wirbelschichtfeuerung gemäß Figur 1. Seitenansicht des Wärmetauscher- Wirbelbettes einer weiteren Ausführung einer Wirbelbettanordnung mit zugeordneten Rückführeinheiten für die Wirbelschichtfeuerung, ausgeführt als Transport-Wirbelbett. FIG. 3: side view of the heat exchanger fluidized bed of the fluidized bed combustion according to FIG. 1. Side view of the heat exchanger fluidized bed of another embodiment of a fluidized bed arrangement with associated return units for fluidized bed combustion, designed as a transport fluidized bed.
Darstellung einer Wirbelschichtfeuerung, bei welcher zwei Systeme kombiniert sind und als Rückführeinheiten zwei Rohrsysteme verwendet werden. Representation of a fluidized bed combustion, in which two systems are combined and used as return units two pipe systems.
Darstellung einer Wirbelschichtfeuerung, bei welcher zwei Systeme kombiniert sind und als Rückführeinheiten zwei Transport- Wirbelbetten verwendet werden. Representation of a fluidized bed combustion, in which two systems are combined and used as recycling two transport fluidized beds.
Detaildarstellung, welche das Verbrennungs- Wirbelbett und die Rückführeinheit gemäß Figur 6 und die Brennstoffzufuhr und die Gas- und Luftbewegungen oberhalb den Wirbelbetten zeigt. Detailed view showing the combustion fluidized bed and the recirculation unit of Figure 6 and the fuel supply and the gas and air movements above the fluidized beds.
Darstellung einer Variante der Anordnung von Figur 5 bei der zwei Systeme kombiniert sind und als Rückführungseinheiten zwei Rohrsysteme verwendet werden, wobei die Rückführeinheiten jeweils Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett zum Wärmetauscher- Wirbelbett transportieren. Representation of a variant of the arrangement of Figure 5 in which two systems are combined and are used as recirculation units two pipe systems, wherein the recirculation units each transport bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchanger fluidized bed.
Darstellung einer weiteren Variante der Anordnung von Figur 6 bei der zwei Systeme kombiniert sind und als Rückführungseinheiten zwei Transport- Wirbelbetten verwendet werden, wobei die Rückführeinheiten jeweils Bettmaterial vom Verbrennungs- Wirbelbett zum Wärmetauscher- Wirbelbett transportieren. Representation of another variant of the arrangement of Figure 6 in which two systems are combined and are used as recirculation units two transport fluidized beds, wherein the recirculation units each transport bed material from the combustion fluidized bed to the heat exchanger fluidized bed.
Figur 10: Darstellung einer Wirbelschichtfeuerung, bei der die FIG. 10: Illustration of a fluidized-bed furnace in which the
Rückführeinheit hinter dem Wärmetauscher- Wirbelbett mittig angeordnet ist und das Bettmaterial bis zu der dem Wärmetau- scher- Wirbelbett abgewandten Seite des Verbrennungs- Wirbelbetts geworfen wird. Return unit is arranged centrally behind the heat exchanger fluidized bed and the bed material up to the heat exchanger shear fluid bed is turned away from the side of the combustion fluidized bed.
Figur 11 : Draufsicht der Anordnung gemäß Figur 10. FIG. 11: top view of the arrangement according to FIG. 10
Figur 12: Darstellung einer Variante der Anordnung von Figur 10, bei der die Aufgabe von Feststoffen auf das Verbrennungs- Wirbelbett in die Rückführeinheit integriert ist. FIG. 12 shows a variant of the arrangement of FIG. 10, in which the task of solids on the combustion fluidized bed is integrated in the return unit.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die Seitenansicht einer Ausführung der erfindungsgemäßen Wirbelschichtfeuerung mit folgenden Komponenten: Ein erstes Wirbelbett, das sogenannte Verbrennungs- Wirbelbett 6a, sowie ein zweites Wirbelbett, das sogenannte Wärmetauscher- Wirbelbett 6b in dem die Tauchheizflächen 17 angeordnet sind. Die Rückführeinheit, die als Rohrkonstruktion Cl ausgebildet ist, besteht aus einem Entnahmerohr 22, einem vertikalen Förderrohr 23 und einem Auslassrohr 25. Das Auslassrohr 25 mündet an einer Seitenwand des Wärmetauscher- Wirbelbetts 6b aus und verläuft schräg nach unten. Das daran anschließende Förderrohr 23 verläuft in vertikaler Richtung. Mit dieser Rückführeinheit wird Bettmaterial III von oben auf das Verbrennungs- Wirbelbett 6a rückgeführt. Das Auslassrohr 25 kann in seiner Richtung und Neigung eingestellt werden um eine optimale Verteilung des rückge- führten Bettmaterials auf dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6a zu erreichen. Weiterhin ist eine Trennwand zwischen Verbrennungs- Wirbelbett 6a und Wärmetauscher- Wirbelbett 6b vorgesehen. Figure 1 shows a schematic representation of the side view of an embodiment of the fluidized bed according to the invention with the following components: A first fluidized bed, the so-called combustion fluidized bed 6a, and a second fluidized bed, the so-called heat exchanger fluidized bed 6b in which the Tauchheizflächen 17 are arranged. The recirculation unit, which is designed as a tube construction Cl, consists of a removal tube 22, a vertical delivery tube 23 and an outlet tube 25. The outlet tube 25 opens at a side wall of the heat exchange fluidized bed 6b and extends obliquely downwards. The adjoining conveyor pipe 23 extends in the vertical direction. With this recycling unit bed material III is recycled from above to the combustion fluidized bed 6a. The outlet tube 25 can be adjusted in its direction and inclination to achieve optimum distribution of the recycled bed material on the heat exchanger fluidized bed 6a. Furthermore, a partition wall between the combustion fluidized bed 6a and the heat exchanger fluidized bed 6b is provided.
Die Funktion der in Figur 1 gezeigten Anordnung wird wie folgt beschrieben: The function of the arrangement shown in Figure 1 is described as follows:
Da das erste Verbrennungs- Wirbelbett 6a durch das rückgeführte Bettmaterial III höher ist als das zweite Wirbelbett 6b, fließt Bettmaterial 10a in Bereichen, in denen die Trennwand 26 unterbrochen ist, selbstständig aus dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a in das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b. Der Bettmaterial- transport zurück in das Verbrennungs- Wirbelbett 6a wird durch das Einblasen (I) von Gas, z.B. Luft, in die die Rückführeinheit bildende Rohrkonstruktion Cl ermöglicht. Mit der Menge des eingeblasenen Gases wird die Menge des rückgeführten Bettmaterials III geregelt. Since the first combustion fluidized bed 6a is higher than the second fluidized bed 6b due to the recycled bed material III, bed material 10a automatically flows from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b in regions where the partition wall 26 is interrupted. The bed material transport back into the combustion fluidized bed 6a is made possible by injecting (I) gas, eg air, into the pipe construction Cl forming the recycling unit. With the amount of injected gas, the amount of the recycled bed material III is regulated.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht der in Figur 1 gezeigten Ausführung der Erfindung. FIG. 2 shows a plan view of the embodiment of the invention shown in FIG.
Die Trennwand 26 ist unterbrochen, so dass Bettmaterial 10a vom Verbrennungs- Wirbelbett 6a in das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b fließen kann. Die Menge des überlaufenden Bettmaterials II entspricht der von der Rohrkonstruktion Cl geförderten Bettmaterial Menge III. The partition wall 26 is interrupted so that bed material 10a can flow from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b. The amount of overflowing bed material II corresponds to the bed material quantity III conveyed by the pipe construction Cl.
Figur 3 zeigt eine weitere Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Ausführung der Erfindung. FIG. 3 shows a further side view of the embodiment of the invention shown in FIG.
Die Trennwand 26 ist unterbrochen, so dass Bettmaterial 10a selbstständig vom Verbrennungs- Wirbelbett 6a in das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b fließen kann. The partition wall 26 is interrupted so that bed material 10a can independently flow from the combustion fluidized bed 6a into the heat exchange fluidized bed 6b.
Bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 schließt das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b, in dem sich die Tauchheizfiächen befinden, seitlich an das Verbrennungs- Wirbelbett 6a an, wobei wiederum das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b und die die Rückführeinheit bildende Rohrkonstruktion Cl auf derselben Seite des Verbrennungs- Wirbelbetts 6a angeordnet sind. In the embodiment of Figures 1 to 3, the heat exchanger fluidized bed 6b, in which the Tauchheizfiächen are located laterally to the combustion fluidized bed 6a, in turn, the heat exchanger fluidized bed 6b and the return unit forming tube construction Cl on the same side of the combustion - Fluidized beds 6 a are arranged.
Durch eine mit Düsen 8 im Verbrennungs- Wirbelbett 6a generierte Gasströmung erfolgt eine Fluidisierung des inerten Materials und somit eine Durchmischung mit dem zu verfeuernden Brennstoff. By means of a gas flow generated with nozzles 8 in the combustion fluidized bed 6a, the inert material is fluidized and thus mixed with the fuel to be fired.
Das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b umfasst analog zum ersten Wirbelbett 6a Düsen 16. Die Düsen 8 und 16 verlaufen vorteilhaft innerhalb des Bettmaterials 10a und 10b. Innerhalb des Bettmaterials 10b des Wärmetauscher- Wirbelbettes 6b verlaufen Tauchheizflächen 17, welche Bestandteil einer Wärmetauscher Anordnung sind. Mittels der Tauchheizflächen 17 erfolgt eine Kühlung des Bettmaterials 10b in dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6b. Über die Wärmetauscher- Anordnung erfolgt damit Ausleitung von Wärme aus dem Verbrennungsprozess, wobei diese Wärme für externe Prozesse genutzt werden kann. The heat exchanger fluidized bed 6b comprises nozzles 16 analogously to the first fluidized bed 6a. The nozzles 8 and 16 advantageously run within the bed material 10a and 10b. Within the bed material 10b of the heat exchanger Fluidized bed 6b extend immersion heating surfaces 17, which are part of a heat exchanger assembly. By means of the immersion heating surfaces 17 is carried out a cooling of the bed material 10b in the heat exchanger fluidized bed 6b. Heat is dissipated from the combustion process via the heat exchanger arrangement, whereby this heat can be used for external processes.
Bei der erfindungsgemäßen Wirbelschichtfeuerung erfolgt der Wärmeaustrag über das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b unabhängig von den Brennstoffeigenschaften und der Anlagenlast. Somit können die Verbrennungskonditionen und der Wirkungsgrad der Wirbelschichtfeuerung in weiten Bereichen bezüglich Effektivität und Umweltfreundlichkeit optimal eingestellt werden. In the fluidized bed combustion according to the invention, the heat removal via the heat exchanger fluidized bed 6b is independent of the fuel properties and the plant load. Thus, the combustion conditions and the efficiency of fluidized bed combustion can be optimally adjusted in terms of effectiveness and environmental friendliness.
Bei der Wirbelschichtfeuerung gemäß Figur 1 wird Bettmaterial 10a, 10b zwischen den beiden Wirbelbetten 6a, 6b in einem geschlossenen Kreislauf gefördert. In the fluidized bed combustion according to FIG. 1, bed material 10a, 10b is conveyed between the two fluidized beds 6a, 6b in a closed circuit.
Einerseits wird überschüssiges Bettmaterial 10a aus dem ersten Wirbelbett 6a in das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b geführt. Andererseits wird gekühltes Bettmaterial 10b aus dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6b über die Rohrkonstruktion Cl dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a zugeführt. On the one hand, excess bed material 10a is led out of the first fluidized bed 6a into the heat exchanger fluidized bed 6b. On the other hand, cooled bed material 10b is supplied from the heat exchange fluidized bed 6b via the tube construction C1 to the combustion fluidized bed 6a.
Um eine räumliche Abtrennung der Zuführung von Bettmaterial 10a aus dem ersten Wirbelbett 6a in das zweite Wirbelbett 6b von der Rückführung von Bettmaterial 10b vom zweiten Wirbelbett 6b in das erste Wirbelbett 6a zu erhalten, sind zwischen dem ersten Wirbelbett 6a und dem zweiten Wirbelbett 6b die Trennwände 26 und 20 vorgesehen. Die Trennwand 26 ist im zentralen Bereich der Anordnung vorgesehen, wobei ein Bereich an den angrenzenden Seitenwänden des Verbrennungs- Wirbelbettes 6a und Wärmetauscher- Wirbelbettes 6b frei bleibt, so dass Bettmaterial II vom ersten Verbrennungs- Wirbelbett 6a zum Wärmetauscher- Wirbelbett 6b fließen kann. Durch die Trennwand 20 ist sichergestellt, dass das durch die Rohrkonstruktion Cl ge- förderte Bettmaterial III das gesamte Verbrennungs- Wirbelbett 6a durchlaufen muss, bevor es in das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b fließen kann. In order to obtain a spatial separation of the feed of bed material 10a from the first fluidized bed 6a into the second fluidized bed 6b from the return of bed material 10b from the second fluidized bed 6b to the first fluidized bed 6a, the dividing walls are located between the first fluidized bed 6a and the second fluidized bed 6b 26 and 20 are provided. The partition wall 26 is provided in the central portion of the assembly leaving a portion of the adjacent sidewalls of the combustion fluidized bed 6a and heat exchange fluidized bed 6b free so that bed material II can flow from the first combustion fluidized bed 6a to the heat exchange fluidized bed 6b. By the partition 20 it is ensured that the through the pipe construction Cl ge Bed material III must pass through the entire combustion fluidized bed 6a before it can flow into the heat exchanger fluidized bed 6b.
Figur 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der ein drittes Wirbelbett als Transport- Wirbelbett C2 eingesetzt wird, wobei dieses die Rückführeinheit in Form der Rohrkonstruktion Cl der Figuren 1 bis 3 ersetzt. Figure 4 shows a variant of the invention, in which a third fluidized bed is used as a transport fluidized bed C2, which replaces the return unit in the form of the tube construction Cl of Figures 1 to 3.
Erfindungsgemäß wird der Materialtransport zwischen den einzelnen Wirbelbetten so geregelt, dass in dem Transport- Wirbelbett C2 eine höhere Wirbelgeschwindigkeit als in den anderen Wirbelbetten eingestellt wird. Hierdurch expandiert das Bettmaterial 10b im Transport- Wirbelbett C2, und es entsteht ein Materialfluss III vom Transport- Wirbelbett C2 zum Verbrennungs- Wirbelbett 6a. Das Bettmaterial fließt dann über II wieder zurück zum Wärmetauscher- Wirbelbett 6b. According to the invention, the material transport between the individual fluidized beds is regulated so that a higher vortex velocity is set in the transport fluidized bed C2 than in the other fluidized beds. As a result, the bed material 10b expands in the transport fluidized bed C2, and a material flow III from the transport fluidized bed C2 to the combustion fluidized bed 6a arises. The bed material then flows via II back to the heat exchanger fluidized bed 6b.
Das Bettmaterial strömt dann vom Wärmetauscher- Wirbelbett 6b zurück in das Transport- Wirbelbett C2 über eine Öffnung am unteren Teil der Trennwand 19. The bed material then flows from the heat exchanger fluidized bed 6b back into the transport fluidized bed C2 via an opening at the lower part of the partition wall 19th
Durch die Mauer 19 und die Trennwände 20, 26 ist gewährleistet, dass ein kompletter Materialkreislauf entsteht, der alle Wirbelbettflächen abdeckt. Through the wall 19 and the partitions 20, 26 ensures that a complete material cycle is created, which covers all fluidized bed surfaces.
Bei der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Anordnungen ist die Verbindung zwischen dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6b, der Rohrkonstruktionen Cl und dem Transport- Wirbelbett C2 nicht ganz unten an dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6b angeordnet. Hiermit wird vermieden, dass gröbere Feststoffteile wie Steine, grobe Brennstoffasche oder sonstige Fremdkörper, die sich am Boden des Wärmetauscher- Wirbelbettes 6b ablagern können, in die Rückführeinheiten Cl oder C2 eingespeist werden. In the arrangements shown in Figures 1 to 4, the connection between the heat exchanger fluidized bed 6b, the tubular structures Cl and the transport fluidized bed C2 is not located at the bottom of the heat exchanger fluidized bed 6b. This avoids that coarser solid particles such as stones, coarse fuel ash or other foreign matter that can be deposited on the bottom of the heat exchanger fluidized bed 6b, are fed into the recycling units Cl or C2.
Figur 5 zeigt die vorteilhafte Variante der Erfindung, bei der zwei Systeme gemäß der Ausführungsform der Figuren 1, 2, 3, d.. ausgeführt als Rohrkonstruktionen CIA, C1B, kombiniert sind. Hierbei fließt Bettmaterial vom ersten Verbrennungs- Wirbelbett 6a 1 zum ersten Wärmetauscher- Wirbelbett 6b 1 und wird dann von der ersten Rückführeinheit in Form der Rohrkonstruktion CIA in das zweite Verbrennungs- Wirbelbett 6a2 gefördert. Das Bettmaterial fließt dann selbstständig wieder in das zweite Wärmetauscher- Wirbelbett 6b2 und wird dann durch die zweite Rückführeinheit in Form der Rohrkonstruktion C1B in das erste Verbrennungs- Wirbelbett 6al zurückgefördert. Hiermit entsteht ein geschlossener Bettmaterialkreislauf, wobei durch die geregelte Menge des geförderten Bettmaterials durch die Rückführeinheiten CIA und C1B der Wärmetransport zwischen den Verbrennungs- Wirbelbetten und den Wärmetauscher-Wirbelbetten geregelt wird. FIG. 5 shows the advantageous variant of the invention, in which two systems according to the embodiment of FIGS. 1, 2, 3, d., Executed as pipe constructions CIA, C1B, are combined. This bedding material flows from the first Combustion fluidized bed 6a 1 to the first heat exchange fluidized bed 6b 1 and is then promoted by the first recycling unit in the form of the tube construction CIA in the second combustion fluidized bed 6a2. The bed material then automatically flows back into the second heat exchanger fluidized bed 6b2 and is then conveyed back into the first combustion fluidized bed 6al by the second recycling unit in the form of the tubular construction C1B. This creates a closed bed material circulation, wherein the heat transfer between the combustion fluidized beds and the heat exchanger fluidized beds is regulated by the controlled amount of the conveyed bed material by the return units CIA and C1B.
Figur 6 zeigt das in Figur 5 dargestellte System bei dem jedoch Rückführeinheiten, bestehend aus Transport- Wirbelbetten C2A, C2B anstelle der als Rohrkonstruktionen CIA, C1B ausgebildeten Rückführeinheiten eingesetzt werden. Die Richtungen der Ströme des Bettmaterials sind wie in Figur 5 mit Pfeilen gekennzeichnet. FIG. 6 shows the system shown in FIG. 5, in which, however, recirculation units consisting of transport fluidized beds C2A, C2B are used instead of the recirculation units designed as pipe constructions CIA, C1B. The directions of the flows of the bed material are indicated by arrows as in FIG.
Figur 7 zeigt die Seitenansicht einer dem Beispiel von Figur 6 entsprechenden Ausführung mit zwei Systemen, bei der auch die weiteren Komponenten der Anlage und die Funktionsweise im Detail beschrieben werden. Bei diesem Beispiel ist die Rückführeinheit als Transport- Wirbelbett C2 ausgebildet. Das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b ist vom Verbrennungs- Wirbelbett 6a durch ein Überlaufwehr 30 getrennt. Das Verbrennungs- Wirbelbett 6a ist vom Transport- Wirbelbett C2 durch ein Überlaufwehr 30' getrennt. Durch die höhere Gasgeschwindigkeit im Transport- Wirbelbett C2 expandiert das dort vorhandene Bettmaterial stärker als im Verbrennungs- Wirbelbett 6a. Somit fließt Bettmaterial III über das Überlaufwehr 30'. Der Transport des Bettmaterials III vom Transport- Wirbelbett C2 zum Verbrennungs- Wirbelbett 6a kann weiter unterstützt werden durch von Düsen gebildete Transportjets 31, welche Gas oder Luft vom Wärmetauscher- Wirbelbett 6b in Richtung des Verbrennungs- Wirbelbetts 6a blasen. Oberhalb der Wirbelbetten ist eine Brennstoffzuführung angeordnet durch welche Brennstoff IV aufgegeben wird. Hiermit können auch Kalk oder zusätzliches Bettmaterial oder sonstige für den Prozess benötigten Feststoffe aufgegeben werden. Der Brennstoff IV wird durch zusätzlich eingeblasenes Gas oder Luft V gleichmäßig über dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a verteilt. Durch die Brennstoffaufgabe 32 und die zusätzliche Einblasung V wird eine gute Durchmischung der Gase aus den Wirbelbetten VI, VII und VIII erreicht und somit die Verbrennungsqualität verbessert. FIG. 7 shows the side view of an embodiment with two systems corresponding to the example of FIG. 6, in which the other components of the system and the mode of operation are described in detail. In this example, the recycling unit is designed as a transport fluidized bed C2. The heat exchanger fluidized bed 6b is separated from the combustion fluidized bed 6a by an overflow weir 30. The combustion fluidized bed 6a is separated from the transport fluidized bed C2 by an overflow weir 30 '. Due to the higher gas velocity in the transport fluidized bed C2, the bed material present there expands more strongly than in the combustion fluidized bed 6a. Thus, bed material III flows over the overflow weir 30 '. Transport of bed material III from transport fluidized bed C2 to combustion fluidized bed 6a may be further assisted by jet jets 31 formed by nozzles which blow gas or air from heat exchange fluidized bed 6b toward combustion fluidized bed 6a. Above the fluidized beds, a fuel supply is arranged through which fuel IV is abandoned. This can also lime or additional bed material or other required for the process solids are given. The fuel IV is distributed evenly over the combustion fluidized bed 6a by additionally injected gas or air V. By the fuel task 32 and the additional injection V a good mixing of the gases from the fluidized beds VI, VII and VIII is achieved, thus improving the quality of combustion.
Da das Wärmetauscher- Wirbelbett 6b niedriger ist als das Verbrennungs- Wirbelbett 6a, fließt das Bettmaterial selbständig zum Wärmetauscher- Wirbelbett 6b. Danach wird das Bettmaterial in dem zweiten, hier nicht gezeigten System, über die zweite Rückführeinheit, das zweite Verbrennungsbett und das zweite Wärmetauscherbett wieder zur ersten Rückführeinheit zurückgeführt, womit ein geschlossener Bettmaterial-Kreislauf entsteht. Since the heat exchanger fluidized bed 6b is lower than the combustion fluidized bed 6a, the bed material flows independently to the heat exchanger fluidized bed 6b. Thereafter, in the second system, not shown here, the bed material is returned to the first recirculation unit via the second recirculation unit, the second combustion bed and the second heat exchanger bed, thus creating a closed bed material circuit.
Figur 8 zeigt eine Variante der Erfindung wobei der Bettmaterial-Transport vom ersten Verbrennungs- Wirbelbett 6a 1 über die erste Rückführeinheit inForm der Rohrkonstruktion CIA zum ersten Wärmetauscher- Wirbelbett 6b 1 gefördert wird. Danach fließt das Bettmaterial selbstständig vom ersten Wärmetauscher-Wirbelbett 6b 1 zum zweiten Verbrennungs- Wirbelbett 6a2 und wird danach über die zweite Rückführeinrichtung in Form der Rohrkonstruktion C1B zum zweiten Wärmetauscher- Wirbelbett 6b2 gefördert. Nachdem das Bettmaterial nun wiederum selbstständig vom zweiten Wärmetauscher- Wirbelbett 6b2 zum ersten Verbrennungs- Wirbelbett 6a 1 fließt, ist der Bettmaterial-Kreislauf geschlossen. FIG. 8 shows a variant of the invention wherein the bed material transport from the first combustion fluidized bed 6a 1 is conveyed via the first recycling unit in the form of the tube construction CIA to the first heat exchanger fluidized bed 6b 1. Thereafter, the bed material flows independently from the first heat exchanger fluidized bed 6b 1 to the second combustion fluidized bed 6a2 and is then conveyed via the second recirculation device in the form of the tubular construction C1B to the second heat exchanger fluidized bed 6b2. After the bed material now in turn flows independently from the second heat exchanger fluidized bed 6b2 to the first combustion fluidized bed 6a 1, the bed material circuit is closed.
Figur 9 zeigt das in Figur 8 dargestellte Verfahren, wobei anstatt der Rückführungseinheiten, die als Rohrkonstruktionen CIA, C1B ausgeführt sind, Rückführungseinheiten, die als stark expandierte Transport- Wirbelbetten C2A, C2B ausgeführt sind, zum Einsatz kommen. Figur 10 zeigt eine weitere Variante der in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellten Ausführung, bei der die als Rohrkonstruktion Cl ausgebildete Rückführeinheit nicht neben dem Wärmetauscher- Wirbelbett 6b sondern mittig zum Wärmetauscher-Wirbelbett 6b angeordnet ist. Die durch die Rohrkonstruktion Cl transportierte Menge an Bettmaterial wird weiterhin durch das am unteren Ende der Transporteinheit eingeblasene Gas (Luft) I bestimmt. Die Verteilung des rückgeführten Bettmaterials über dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a kann über zusätzlich im oberen Teil der Rückführeinheit eingeblasenes Gas (Luft) 1 (1) eingestellt werden. FIG. 9 shows the method illustrated in FIG. 8, wherein instead of the recirculation units, which are designed as tube constructions CIA, C1B, recirculation units, which are designed as highly expanded transport fluidized beds C2A, C2B, are used. FIG. 10 shows a further variant of the embodiment illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, in which the recirculation unit designed as a tubular construction C1 is not arranged next to the heat exchanger fluidized bed 6b but centrally to the heat exchanger fluidized bed 6b. The amount of bed material transported through the pipe construction Cl is further determined by the gas (air) I injected at the lower end of the transport unit. The distribution of the recirculated bed material over the combustion fluidized bed 6a can be adjusted via additionally injected gas (air) 1 (1) in the upper part of the recirculation unit.
Figur 11 zeigt die Draufsicht der in Figur 10 gezeigten Varianten. Hierbei ist im mittleren Bereich, in dem die Rückführeinheit, das heißt die Rohrkonstruktion Cl angeordnet ist, eine Trennwand 26 angebracht, so dass das Bettmaterial II nur an den dafür vorgesehenen Stellen selbsttätig vom Verbrennungs- Wirbelbett 6a zum Wärmetauscher- Wirbelbett 6b fließen kann und somit eine besonders gute und gleichmäßige Verteilung von Bettmaterial über dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a erfolgen kann. FIG. 11 shows the top view of the variants shown in FIG. In this case, in the central region in which the return unit, that is, the pipe construction Cl is arranged, a partition wall 26 is mounted so that the bed material II can flow only from the combustion fluidized bed 6a to the heat exchanger fluidized bed 6b only at the designated places and thus a particularly good and uniform distribution of bed material over the combustion fluidized bed 6a can take place.
Figur 12 zeigt eine weitere Variante der in Figur 10 und 11 dargestellten Ausführung, bei der die Aufgabe von Brennstoff, zusätzlichem Bettmaterial, Kalk oder sonstigem Inertmaterial in die Rückführung integriert ist, wobei das zusätzliche Material über ein Dosierorgan, wie zum Beispiel eine Zellenrad- schleuse 33, in die Rückführeinrichtung eingebracht wird. Über die Einblasung I (1) kann dann das rezirkulierte Bettmaterial, der Brennstoff und die anderen Materialien optimal auf dem Verbrennungs- Wirbelbett 6a verteilt werden. FIG. 12 shows a further variant of the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, in which the task of fuel, additional bed material, lime or other inert material is integrated in the return, wherein the additional material is via a metering device, such as a cellular wheel sluice 33, is introduced into the return device. By way of the injection I (1), the recirculated bed material, the fuel and the other materials can then be optimally distributed on the combustion fluidized bed 6a.

Claims

Christa Frodeno Kapstadt 8002, Südafrika Patentansprüche Christa Frodeno Cape Town 8002, South Africa Patent claims
1. Wirbelschichtfeuerung mit einem Verbrennungs- Wirbelbett (6a), dem zu verfeuernde Brennstoffe zugeführt sind, und mit einem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b), dem Tauchheizflächen (17) zugeordnet sind, wobei ein Wärmeaustrag aus dem Verbrennungs- Wirbelbett (6a) dadurch erhalten wird, indem Bettmaterial (10a) selbsttätig vom Verbrennungs- Wirbelbett (6a) auf das Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) geführt ist, und wobei eine Rückführeinheit vorgesehen ist, mittels derer im Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) gekühltes Bettmaterial (10b) zu dem Verbrennungs- Wirbelbett (6a) zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) an einer Seite des Verbrennungs- Wirbelbettes (6a) an dieses anschließt, dass mittels der Rückführeinheit von dieser Seite aus gekühltes Bettmaterial (10b) von oben auf das Verbrennungs- Wirbelbett (6a) gefördert wird , und dass die Rückführeinheit von einer seitlich am Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) ausmündenden Rohrkonstruktion (Cl) gebildet ist, oder dass die Rückführeinheit von einem an das Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) anschließenden Transport- Wirbelbett (C2) gebildet ist. 1. Fluidized bed combustion with a combustion fluidized bed (6a), to which fuels to be burned are supplied, and with a heat exchanger fluidized bed (6b), to which immersion heating surfaces (17) are assigned, thereby obtaining a heat output from the combustion fluidized bed (6a). in that bed material (10a) is automatically guided from the combustion fluidized bed (6a) to the heat exchanger fluidized bed (6b), and a return unit is provided, by means of which bed material (10b) cooled in the heat exchanger fluidized bed (6b) is fed to the combustion - Fluidized bed (6a) is returned, characterized in that the heat exchanger fluidized bed (6b) is connected to the combustion fluidized bed (6a) on one side, and that bed material (10b) cooled from this side is fed onto it from above by means of the return unit Combustion fluidized bed (6a) is conveyed, and that the return unit is formed by a pipe structure (Cl) opening laterally on the heat exchanger fluidized bed (6b), or that the return unit is formed by a transport fluidized bed (6b) adjoining the heat exchanger fluidized bed (6b). C2) is formed.
2. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung von überschüssigem Bettmaterial (10a) vom Verbrennungs- Wirbelbett (6a) in das Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) in einem Bereich erfolgt, der durch Trennmittel (20) (26) von einem zweiten Bereich, in dem mittels der Rückführeinheit gekühltes Bettmaterial (10b) dem Verbrennungs- Wirbelbett (6a) zugeführt wird, getrennt ist. 2. Fluidized bed combustion according to claim 1, characterized in that the transfer of excess bed material (10a) from the combustion fluidized bed (6a) into the heat exchanger fluidized bed (6b) takes place in an area which is separated from one by separating means (20) (26). second area, in which cooled bed material (10b) is fed to the combustion fluidized bed (6a) by means of the return unit, is separated.
Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkonstruktion (Cl) ein seitlich am Wärmetauscher-Wirbelbett (6b) ausmündendes, in einem Neigungswinkel schräg nach unten verlaufendes Rohr (22) aufweist, das in ein nach oben verlaufendes Rohr (23) einmündet. Fluidized bed combustion according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pipe structure (Cl) has a pipe (22) which opens laterally on the heat exchanger fluidized bed (6b) and runs obliquely downwards at an angle of inclination and which extends into a pipe which runs upwards ( 23).
Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem nach oben verlaufenden Rohr (23) von unten Blasluft (I) zugeführt ist, wodurch das Bettmaterial (10b) durch das Rohr (23) zum Auslass gefördert wird. Fluidized bed combustion according to claim 3, characterized in that the upwardly extending pipe (23) is supplied with blown air (I) from below, whereby the bed material (10b) is conveyed through the pipe (23) to the outlet.
Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Rohres der Rohrkonstruktion von einem Auslassrohr (25) gebildet ist, wobei das Auslassrohr (25) verstellt werden kann, wodurch der Auftreffort des über die Rückführeinheit ausgeführten Bettmaterials (10b) auf dem ersten Wirbelbett (6a) eingestellt werden kann. Fluidized bed combustion according to one of claims 7 or 8, characterized in that the outlet of the pipe of the pipe construction is formed by an outlet pipe (25), the outlet pipe (25) being adjustable, whereby the point of impact of the bed material (10b) carried out via the return unit can be adjusted on the first fluidized bed (6a).
Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) zugeordnete Transport- Wirbelbett (C2) als stark expandiertes Wirbelbett mit hoher Wirbelgeschwindigkeit ausgeführt ist, wobei durch eine starke Expandierung des Bettmaterials (10b) des Transport- Wirbelbettes (C2) dieses Transport- Wirbelbett (C2) höher ist als alle anderen Wirbelbetten (6a, 6b) und somit Material vom Transport- Wirbelbett (C2) in das angrenzende Verbrennungs- Wirbelbett (6a) gefördert wird. Fluidized bed combustion according to one of claims 1 or 2, characterized in that the transport fluidized bed (C2) assigned to the heat exchanger fluidized bed (6b) is designed as a highly expanded fluidized bed with a high fluidization speed, with the transport being caused by a strong expansion of the bed material (10b). - Fluidized bed (C2) this transport fluidized bed (C2) is higher than all other fluidized beds (6a, 6b) and thus material is conveyed from the transport fluidized bed (C2) into the adjacent combustion fluidized bed (6a).
Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine selektive Steuerung der Düsen (16) einer dem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) zugeordneten Düsenanordnung derart vorgesehen ist, dass die Luftaustrittsgeschwindigkeit von dem Transport- Wirbelbett (C2) zugeordneten Düsen (15) größer ist als die Luftaustrittsgeschwindigkeit der dem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) zugeordneten Düsen (16). Fluidized bed combustion according to claim 6, characterized in that a selective control of the nozzles (16) of a nozzle arrangement assigned to the heat exchanger fluidized bed (6b) is provided such that the air outlet velocity from the nozzles (15) assigned to the transport fluidized bed (C2) is greater than the air outlet velocity of the nozzles (16) assigned to the heat exchanger fluidized bed (6b).
8. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nur im Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) nicht jedoch im Transport- Wirbelbett (C2) Tauchheizflächen (17) vorgesehen sind. 8. Fluidized bed combustion according to one of claims 6 or 7, characterized in that immersion heating surfaces (17) are provided only in the heat exchanger fluidized bed (6b) but not in the transport fluidized bed (C2).
9. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Düsen (15) des Transportbettes höher angeordnet sind als die Düsen (15) des Wärmetauscherbetts. 9. Fluidized bed combustion according to one of claims 6 to 8, characterized in that the nozzles (15) of the transport bed are arranged higher than the nozzles (15) of the heat exchanger bed.
10. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Transport- Wirbelbett (C2) und das Wärmetauscher-Wirbelbett (6b) durch eine Trennwand (19) getrennt sind, die nicht bis zum Boden des Wärmetauscher- Wirbelbetts (6b) reicht, so dass unterhalb der Trennwand ein Austausch von Bettmaterial (10b) zwischen dem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b) und Transport- Wirbelbett (C2) erfolgen kann. 10. Fluidized bed combustion according to one of claims 6 to 9, characterized in that the transport fluidized bed (C2) and the heat exchanger fluidized bed (6b) are separated by a partition (19) which does not extend to the bottom of the heat exchanger fluidized bed (6b ) is sufficient so that an exchange of bed material (10b) between the heat exchanger fluidized bed (6b) and transport fluidized bed (C2) can take place below the partition.
11. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Transport- Wirbelbett (C2) vom Verbrennungs-11. Fluidized bed combustion according to one of claims 6 to 10, characterized in that the transport fluidized bed (C2) from the combustion
Wirbelbett (6a) durch ein Überlaufwehr (30') getrennt ist, und dass das Niveau des Bettmaterials (10b) im Transport- Wirbelbett (C2) höher liegt als das Niveau des Bettmaterials (10a) im Verbrennungs- Wirbelbett (6a). Fluidized bed (6a) is separated by an overflow weir (30 '), and that the level of the bed material (10b) in the transport fluidized bed (C2) is higher than the level of the bed material (10a) in the combustion fluidized bed (6a).
12. Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Transport von Bettmaterial (10a) aus dem Transport-Wirbelbett (C2) in das Verbrennungs- Wirbelbett (6a) durch in Transportjets (31) generierte Luftströme unterstützt ist. 12. Fluidized bed combustion according to one of claims 6 to 11, characterized in that the transport of bed material (10a) from the transport fluidized bed (C2) into the combustion fluidized bed (6a) is supported by air flows generated in transport jets (31). .
13. Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelluft des Wärmetauscher- Wirbelbetts (6b) nicht direkt über das Verbrennungs- Wirbelbett (6a) abgeleitet wird, sondern seitlich zum13. Fluidized bed combustion according to claim 12, characterized in that the fluidized air of the heat exchanger fluidized bed (6b) is not discharged directly via the combustion fluidized bed (6a), but laterally to the
Transport-Wirbelbett (C2) geleitet wird, so dass diese Wirbelluft des Transport- Wirbelbettes (C2) mit der Blasluft der Transportjets (31) und der Brennstoff Förderluft (IV) vermischt wird und der dadurch gebildete gesamte Luftstrom von unten dem Brennstoff zugeführt wird und somit zu einer optimalen Verbrennung beiträgt. Transport fluidized bed (C2) is passed, so that this fluidized air of the transport fluidized bed (C2) is mixed with the blown air of the transport jets (31) and the fuel conveying air (IV) and the resulting The entire air flow is fed to the fuel from below and thus contributes to optimal combustion.
Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus zwei Systemen mit jeweils einem Verbren- nungs- Wirbelbett (6al, 6a2), einem Wärmetauscher- Wirbelbett (6b 1, 6b2) und einer Rückführeinheit besteht, wobei in dieser ein geschlossener Bettmaterialkreislauf vorhanden ist. Fluidized bed combustion according to one of claims 1 to 13, characterized in that it consists of two systems, each with a combustion fluidized bed (6al, 6a2), a heat exchanger fluidized bed (6b1, 6b2) and a return unit, in which a There is a closed bed material circuit.
Wirbelschichtfeuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch den geschlossenen Bettmaterialkreislauf der Wärmetransport zwischen den Verbrennungs- Wirbelbetten (6a 1, 6a2) beider Systeme geregelt wird. Fluidized bed combustion according to claim 14, characterized in that the heat transport between the combustion fluidized beds (6a 1, 6a2) of both systems is regulated by the closed bed material circuit.
Wirbelschichtfeuerung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Bettmaterial von einem ersten Verbrennungs- Wirbelbett (6a 1) zum ersten Wärmetauscher- Wirbelbett (6b 1) selbsttätig fließt und dann von der ersten Rückführeinheit in das zweite Verbrennungs- Wirbelbett (6a2) gefördert wird und Bettmaterial von diesem Verbrennungs- Wirbelbett (6a2) selbsttätig in das zweite Wärmetauscher- Wirbelbett (6b2) fließt und dann von der zweiten Rückführeinheit in das erste Wärmetauscher- Wirbelbett (6a 1) gefördert wird. Fluidized bed combustion according to one of claims 14 or 15, characterized in that bed material flows automatically from a first combustion fluidized bed (6a 1) to the first heat exchanger fluidized bed (6b 1) and then from the first return unit into the second combustion fluidized bed (6a2). is conveyed and bed material flows automatically from this combustion fluidized bed (6a2) into the second heat exchanger fluidized bed (6b2) and is then conveyed by the second return unit into the first heat exchanger fluidized bed (6a 1).
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