WO2015058863A1 - Festbettreaktor zur vergasung von brennstoffen - Google Patents

Festbettreaktor zur vergasung von brennstoffen Download PDF

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WO2015058863A1
WO2015058863A1 PCT/EP2014/002878 EP2014002878W WO2015058863A1 WO 2015058863 A1 WO2015058863 A1 WO 2015058863A1 EP 2014002878 W EP2014002878 W EP 2014002878W WO 2015058863 A1 WO2015058863 A1 WO 2015058863A1
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reactor
grate
housing
muffle tube
wall
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PCT/EP2014/002878
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Bernhard BÖCKER-RIESE
Michael Niederbacher
Original Assignee
Böcker-Riese Bernhard
Michael Niederbacher
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Publication date
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    • C10J2300/0959—Oxygen

Definitions

  • the invention relates to a fixed bed reactor for the gasification of fuels, in particular of biomass, according to the preamble of claim 1.
  • the biomass is heated, whereby the water therein is evaporated to a temperature level of about 200 degrees Celsius.
  • a thermally induced pyrolytic decomposition of the macromolecules that make up biomass takes place at temperatures between 150 degrees Celsius and 500 degrees Celsius, a thermally induced pyrolytic decomposition of the macromolecules that make up biomass. This produces gaseous hydrocarbon compounds, and pyrolysis coke.
  • CONFIRMATION COPY During the subsequent oxidation, parts of the resulting gaseous and solid pyrolysis products are brought to react with oxygen by further action of heat, which is introduced via the supplied air in an oxidation zone by means of an air supply device. This causes the temperature to be raised to, for example, above 1000 ° C, which cleaves much of the higher hydrocarbon compounds (tars) into smaller gaseous molecules. Partially, this can also lead to the combustion of carbon. It also produces carbon dioxide In a subsequent reduction zone to the oxidation zone then components of the product gas such as carbon monoxide, hydrogen, and methane are formed. In particular, in this case, the combustion products formed during the oxidation of carbon dioxide and water with solid carbon to carbon monoxide and hydrogen are reduced.
  • Such a process is carried out, for example, in a fixed bed reactor according to EP 0 156 363 A2, in which a Schugasabzugskanal is arranged as provided with a Schugasabzugsö réelle Gasausbrennringkanal around the lower region of a hopper, below the Gasausbrennringkanals the hopper is extended in a double cone and in this area a Floor grid has.
  • a plurality of gas overflow openings which open out into the gas combustion ring channel are arranged, via which the gas can flow from the interior of the reactor into the gas combustion ring channel.
  • the double-cone-shaped extension is formed as well as the hopper from a one- or multi-part lining, the term wall lining here and below is expressly understood in a broad and comprehensive sense and include or denote all suitable refractory materials and materials.
  • the lining is, if necessary, with the interposition of an insulating material, provided on the outside with a Umsch widelyungsgephaseuse that may be formed by a water-carrying double wall assembly, which is provided with flow and return connections for cooling water.
  • the grate can be both received and arranged stationary in the reactor interior or else be designed as a rotatable grate plate, which has on its underside Räuminatel and on its upper side an ash cone.
  • the enclosure is closed with a tight-fitting ceiling, which also at the same time carrier of an upper part of the hopper, in which the solid fuel can be introduced by hand or with automatic feed elements through a chute.
  • a tight-fitting ceiling which also at the same time carrier of an upper part of the hopper, in which the solid fuel can be introduced by hand or with automatic feed elements through a chute.
  • a fixed bed reactor for the gasification of fuels, in particular of biomass which has a reactor interior. Furthermore, the fixed bed reactor has at least one fuel metering device for metering fuel to be gasified into the interior of the reactor. In addition, a grate arranged in the interior of the reactor, preferably on the bottom side, is provided on which the fuel metered into the interior of the reactor and to be gasified rests as a fixed bed.
  • the fixed bed reactor comprises at least one gas outlet for discharging the gas generated in the interior of the reactor from the interior of the reactor, wherein a muffle tube, based on the Reactor high-axis direction, which is guided from above into the reactor interior that this opens with a lower Muffelrohrend Scheme above the grate into the reactor interior.
  • a muffle tube based on the Reactor high-axis direction, which is guided from above into the reactor interior that this opens with a lower Muffelrohrend Scheme above the grate into the reactor interior.
  • Such a structure is particularly advantageous even if, as is the case according to a particularly preferred optional embodiment, the reactor inner wall and thus the reactor interior, seen in the vertical axis direction down to the grate or to a grate opening in a lower reactor inner wall area constricted, wherein between the latter and the grate, a side ash discharge opening with respect to the reactor interior is formed.
  • the grate which is preferably designed as a rotatably mounted grate plate, less prone to blockages by coal and slag pieces, which accumulate at the edge of the grate.
  • a smaller rust at a same torque distribute a greater force on the circumference, which also has an advantageous effect on the ash discharge.
  • the upper inner wall region of the reactor is essentially of the same diameter, that is to say without a diameter jump or without steps and / or edges. In addition to a simplification of production, this also has an advantageous effect on the gas outlet from the gas collection chamber, since there is a flow calming there and thus the gas can be freely withdrawn from the gas collection chamber.
  • the upper reactor inner wall area can then, as seen in Hochachsencardi, lower and to the grate or the grate opening narrowing, in particular step-like and / or conical narrowing, reactor inner wall area are connected, then between the and the grate with respect to the Reactor interior lateral ash discharge opening is formed.
  • the upper reactor inner wall region extends approximately to the height of the mouth opening of the free, lower Muffelrohrend Schemees and then begins down to the grate or the grate opening narrowing, lower reactor inner wall area, which, in particular in conjunction with a cone-shaped constriction, gives a smooth, smooth transition which has an advantageous effect on the efficiency of the reaction.
  • a muffle tube outside wall of the free, lower muffle tube end region projecting into the reactor interior is likewise formed over its entire extent in the direction of the vertical axis, of the same diameter, that is to say without a diameter jump. Because this also contributes significantly to calm the flow of gas in the gas collection chamber.
  • the lower Muffelrohrend Scheme preferably has a there at least partially, preferably completely, circumferential Muffelrohrkamm or forms such, wherein the Muffelrohrkamm has a plurality of spaced apart and / or downwardly projecting comb teeth. This is achieved on the one hand, that the fixed bed in this area is still held together and thus stabilized, while at the same time but already escape gas through the tine gaps and can flow into the reactor inside gas collection chamber.
  • the inner wall of the reactor itself is preferably formed by a mono- or multi-part reactor lining, wherein the term "lining", as already explained above, is representative of any suitable refractory material or of any suitable refractory material is ensured in a simple manner that the reactor inner wall can withstand the high temperatures prevailing there with a correspondingly long service life.
  • the reactor lining preferably has on the upper side, an insertion opening for the received in the reactor interior free, lower Muffelrohrend Scheme reactor ceiling wall portion on which the muffle tube either directly or in a manner to be described indirectly indirectly with the interposition of a muffle tube enclosing ceiling wall insulation supported or fixed.
  • hotspot formation in this upper reactor region which can simultaneously also serve to fix the muffle tube, is advantageously avoided, in particular with regard to the gas collecting chamber arranged on the ceiling wall side, in which very high gas temperatures prevail.
  • Hotspot is generally understood to mean an area where very high temperatures can occur. This can thus be the range of a local temperature maximum, but this is not mandatory.
  • the reactor lining is according to a further particularly preferred embodiment, at least partially surrounded by a reactor housing, which is preferably formed from a steel material or from a steel material, coated.
  • a reactor housing is a high-quality and highly durable outer skin for the reactor, in addition to a simple way can be used and prepared simultaneously for the determination of different components.
  • the reactor housing encases an outer side wall of the reactor lining. Furthermore, the reactor lining is also encased in a bottom reactor end region up to a grate opening formed there from the reactor housing and there has a connection region for a grate-supporting and / or supporting grate housing.
  • the reactor housing has, according to a further particularly preferred specific embodiment, at an upper reactor housing end region seen in the vertical axis direction, at least one reactor housing flange, which is connected to a correspondingly assigned, preferably also peripherally encircling, muffle tube flange, preferably in the same way in that the reactor housing peripherally surrounds a ceiling wall insulation in such a way that the connection plane of the at least one reactor housing flange is aligned approximately flush with an upper side of the ceiling wall insulation and is connected to the correspondingly assigned, at least one muffle tube flange guided away from the muffle tube radially outwards , With such a construction, the hotspot formation and thus overheating of this flange connection region are advantageously avoided, so that no special and expensive seals or screws have to be used for the production of the flange connection.
  • Another significant advantage of such a configuration is that in the case of a screw flange connection, the screws for assembly and maintenance purposes are freely accessible.
  • the reactor lining is formed by an inner reactor lining layer which forms the inner wall of the reactor and an insulating layer which surrounds the latter as sidewall insulation and outer reactor lining layer. It is advantageously provided here that the insulating layer extends between the outer side wall of the inner reactor lining layer and a side wall region of the reactor housing in the vertical axis direction up to a ceiling wall insulation adjacent thereto.
  • the inner reactor Ausmau für stik tapers on the outer side of the reactor downwardly, in particular stepped and / or conically tapered so that the insulating layer extends at the lower reactor area into the connection area for a rust-carrying and / or halterndes grate housing , This also ensures in a simple manner that even the lower or bottom-side reactor area can be reliably thermally insulated or shielded in a simple and material-saving manner.
  • a muffle tube inner wall of the muffle tube is formed by a one-part or multi-part muffle lining, which is located in a muffle tube region outside the reactor, in particular in a vertical axis direction above a reactor top wall of the reactor , At least one, part of the air supply forming air inlet opening, which opens for an air supply to the muffle tube in the muffle tube.
  • the term "lining" in turn is representative of any suitable materials or materials, with which the desired refractoriness can be achieved.Such located outside the reactor air supply can be accomplished in a simple manufacturing technology and also allows, as the following explanations will still show an increased structural flexibility.
  • the muffle tube lining may be surrounded at least partially by a muffle tube housing and the muffle tube lining may have a plurality of circumferentially spaced and at least partially around the muffle tube circumference arranged air inlet openings formed on the outside wall in a muffelrohrgepur and Air-feed muffle tube housing air duct open, such that air flowing into the air duct via the air inlet openings circumferentially flows into the muffle tube.
  • the muffle tube is connected by means of at least one muffle tube flange to the reactor, in particular to a correspondingly assigned flange of a reactor housing of the reactor.
  • this at least one muffle tube flange with the muffle tube housing air duct heat transfer coupled or thermally conductive it can be cooled by the air flowing into the air duct or the like gas in a simple manner, the muffle tube flange or a connected with this Muffelrohrgeophuse Scheme.
  • the air flowing into the air duct or the like gas can be preheated by heat from the heated muffle tube housing, which also has an advantageous effect on the reaction in the oxidation zone of the muffle tube.
  • the air supply device can thus be cooled in an advantageous dual function at the same time also for cooling certain reactor parts, in particular in the connection area of muffle tube housing and reactor housing.
  • the muffle tube housing extends over the outer side wall, preferably approximately over the entire outer side wall, of the muffle tube lining, which is a lower portion of the muffle tube housing viewed in the vertical axis direction together with the free, lower one Muffelrohrend Scheme protrudes into the reactor interior, while seen in the vertical axis upper portion of the Muffelrohrgephaseuses the reactor to the outside, in particular upwards, surmounted.
  • the muffle tube flange which can be fixed on the reactor side can thus be arranged in the direction of the vertical axis in an upper to middle muffle tube region.
  • the muffle tube can be designed such that the fuels to be gasified can be supplied to it directly or indirectly, for example via a metering device.
  • a metering device may be a simple, for example by means of a flap closable Zudosierö Anlagen.
  • the metering device is constructed so that it comprises a metering screw, which is associated with a metering, then controlled by means of the metering screw controlled or regulated at certain times a defined amount of fuel to be gasified can be metered.
  • the muffle tube has an upper muffle tube opening at its portion projecting beyond the reactor in the vertical axis direction, to which a fuel injection device coupled and / or equipped with a Kern Kunststoffdüse, for example cylindrical or conical down opening, head part, the upper muffle tube opening lid-like closing, is placed.
  • the head part may have a headspace cavity merging into the muffle tube cavity and / or a cavity connected to the muffle tube cavity into which a metering opening of the metering device opens, preferably opens laterally, and / or into which the core air nozzle protrudes from a top side of the head part.
  • the head part may preferably be made of a different material than the muffle tube, in particular the muffle tube lining.
  • the headboard can be made conveniently from a sheet metal material.
  • the core air nozzle projects from above into the head part approximately vertically downwards. This has the advantage that the material flow in the reactor is significantly less disturbed than is the case, for example, with a lateral introduction of the core air nozzle.
  • the muffle tube housing has at its upper end region a second upper Muffelrohr- flange to which the head part is fixed with a headboard flange. Furthermore, it can be provided that the head part cavity widens downwards conically towards the muffle tube cavity, in particular in such a way that the head part cavity has the same diameter, ie without a diameter jump or without step and / or without an edge and thus essentially smooth, merges into the muffle tube cavity, whereby the material flow in the upper region of the reactor can be significantly improved.
  • a partial region of the muffle tube projecting outwards from the reactor preferably together with a head part connected thereto, be surrounded at least in regions, preferably completely, by thermal insulation.
  • This thermal insulation is arranged in particular such that the thermal insulation extends upwards starting from a muffle tube flange connected to a reactor housing flange.
  • a plurality of gas outlet are provided on the reactor periphery side spaced apart, in particular two diametrically opposite, which open into the gas collecting space. This can be done, for example, in such a way that the at least one gas outlet opening into the annular gas collecting space is formed by a gas discharge channel which passes through the reactor lining and the reactor housing and leads to the outside of the reactor.
  • a gas exhaust pipe is inserted into the gas exhaust duct, which is inserted with the interposition of a gas exhaust pipe surrounding pipe insulation in a quaintwandisol ists- and reactor housing side trained channel area.
  • This makes it possible to achieve a particularly specific thermal insulation of the particularly temperature-critical hot gas duct, in which, for example, a different insulating material can be used than that used for the insulating layer, thereby making possible an individual requirements sufficient special design of the insulating layer in this area is.
  • a pipe connection can be connected to the housing so that this is not too warm.
  • a lower reactor inner wall region or the lower reactor inner wall region which narrows towards the grate has or forms a grate opening, which can then be easily associated with the grate in the desired manner.
  • This grate is preferably stored and / or supported in and / or on a grate housing which is connected to the reactor.
  • a rust housing can then, for example, the rust in a simple manner be accessible from the lower reactor area ago, which is particularly advantageous for maintenance or repair work.
  • the grate can basically be designed as a stationary grate. Particularly preferred and advantageous for an optimized ash discharge is, however, provided that the grate is formed by a grate plate which is rotatably mounted in or on the grate housing of the grate device connected to the reactor and by means of a grate drive, preferably by means of a likewise forming part of the grate device rust drive, is rotary drivable.
  • At least one and at least partially and / or at least partially disposed around the grate opening strip member is disposed on a grate opening edge region of the grate opening edge region in the vertical axis direction protrudes downward and to form the lateral ash discharge opening defined in a vertical axis direction gap distance to the grate, in particular to an edge region of the grate having.
  • the at least one strip element may be provided at least partially with a grinding and / or cutting structure, in particular with a toothed surface, at its free lower end region facing the grate and / or the grating edge region, preferably approximately in the region of the downwardly protruding at least one strip element. and / or serrated grinding and / or cutting structure provided be, so that there is a particularly effective rust-side grinder is formed, which has an advantageous effect on the crushing of coal and slag pieces and thus makes the ash discharge much more effective.
  • the at least one strip element can in principle be attached directly and thus directly to the grate opening edge region.
  • a reactor lining which is encased by a reactor housing
  • the at least one strip element is part of the reactor housing, in particular of a reactor lining enclosing a reactor lining, which in the assembled state of Reactor housing rests on the associated grate opening edge region and / or formed on one of the grate opening associated edge region of a reactor housing opening of the reactor housing and / or is connected.
  • the grate plate edge region may optionally have there completely or preferably only partially circumferential and in Hochachseiques upwardly projecting, preferably also strip-shaped, web element (that is, in a sectional arrangement a plurality of spaced apart web elements), seen in grate plate radial direction in a defined Gap distance is guided behind the downwardly projecting strip element in the vertical axis direction upwards, in particular in such a way is guided upward that the web element engages behind the strip element with a defined gap distance.
  • the upper free end has a defined predetermined gap distance to a lower reactor wall region, so that the ash discharge shaft is curved in this area or runs like a labyrinth.
  • the one or more web elements may in principle be formed integrally with the grate plate, for example, be formed by a marginal edging.
  • the at least one web element can also be formed by a separate component, which is then placed from above onto the grate plate and fastened there.
  • a grinding and / or cutting structure can then also be formed, for example, at the free ends of the web elements. If necessary, can then dispensed on the grinding and / or cutting structure on the grate plate edge region.
  • the grate housing is fixed to a reactor wall section protruding downwards in the vertical axis direction from the reactor, in particular from a reactor housing of the reactor, for example by means of a plurality of quick-connect connections.
  • This reactor wall section projecting downwards on the reactor side then surrounds the reactor-side grate opening and / or a strip element optionally arranged there with a defined gap spacing in order to form a lateral ash discharge chute adjoining a lateral ash discharge opening, which is preferably oriented substantially vertically.
  • the reactor wall section projecting downwards on the reactor side for forming the lateral ash discharge shaft is also guided downward in the vertical axis direction so that it projects beyond the edge region of the grate in the vertical axis direction and / or that it transversely to the Seen high axis direction, having a defined gap distance to the edge region of the grate.
  • a particularly preferred Austragsschachtgeometrie is provided.
  • At least one air inlet opening fluidly connected to at least one air supply device can open in the reactor wall section in a simple manner, via which air can be supplied for an advantageous ash burnup or ash burnout in the region of the ash discharge opening and / or the region of the ash discharge shaft.
  • a concrete embodiment is particularly preferred in which the grate housing is formed like a trough with a grate housing side wall section which is fixed to the reactor wall section. This is preferably carried out in such a way that at the grate housing side wall section at least partially and / or at least partially peripherally peripheral Grate housing flange is fixed to a, formed on the reactor-side wall portion wall portion flange portion.
  • the reactor-side reactor wall section may be stiffened with a plurality of circumferentially spaced-apart ribs which are supported on the one hand on the reactor wall section and on the other hand on the reactor, in particular on a reactor housing of the reactor.
  • a plurality of circumferentially spaced bearings is arranged on the grate housing, preferably in the region of the peripheral grate housing side wall section or on the edge grate housing side wall section itself, which formed the rotatably mounted grate plate To support rust during its rotation in a peripheral area of the grate.
  • At least one carrier blade guided radially outward to the housing side wall section is arranged on the underside of the grate designed as a rotatable grate plate.
  • a plurality of spaced apart in the circumferential direction and arranged radially outward to the grate housing side wall portion guided Mitauerschaufeln is arranged.
  • the at least one driver blade may have at the radially outer, free end side end of a bearing recess which is penetrated by the bearings during rotation of the grate actuator. This is the one hand, the unhindered operation of the grate plate and support by the edge bearing allows. In addition, it can be ensured with such a configuration that the carrier blades can still be guided relatively far outwards as far as the edge region of the grate.
  • the Mitauerschaufeln can basically be designed in different ways. Particularly preferred is the at least one driving scoop plate-shaped and / or protrudes downwards in the vertical axis direction from the bottom of the grate plate.
  • the at least one driving scoop can also be curved and / or have at least one recess, which helps to reduce the stiffness or a possible risk of blockage.
  • the formed as a rotatable grate plate grate may also according to another particularly preferred embodiment, a plurality of circumferentially spaced apart and from a central region of radially outward, preferably up to the edge region of the grate guided expansion slots, which of the top and / or Underside of the grate plate forth at least partially covered by a voltage applied there in a system connection plate-shaped cover, the cover either unobstructed with the grate plate from above and / or below abuts the expansion slot or only on one side of the expansion slot, based on the longitudinal extension direction determined is.
  • These expansion slots help with the rust prevailing high temperatures advantageous to avoid distortion of the grate plate.
  • the expansion slots may also have at defined locations circular extensions that help to avoid cracking advantageous.
  • the one expansion slot associated cover member is according to a particularly preferred embodiment part of a Mitauerschaufel, in particular formed by a Mitauerschaufel solutione fold. In an advantageous dual function, it is thus ensured that the carrier blade simultaneously also assumes the function of the covering element. The only one-sided connection of the cover then ensures that the expansion slot function is not canceled.
  • a cylindrical sleeve is arranged on the underside of the grate, preferably centrally and / or centrally and / or about a drive shaft of a grate drive of a grate designed as a rotatable grate plate, which has a plurality on its casing Having circumferentially spaced air outlet openings.
  • a preferably rostgepurung moise air supply device opens into the region of the sleeve, such that the air supplied via this air supply through the cuff side air outlet openings circumferentially distributed and then further along the bottom of the grate to the edge region of the grate and thus to the ash ash combustion zone forming lateral Ash discharge port flows.
  • a targeted supply of air to the side ash discharge opening or to the lateral ash discharge shaft so that there can be an optimized circumferentially distributed, uniform ash burn, which has an advantageous effect on the overall efficiency of the reactor.
  • the grate housing may further comprise a bottom ash outlet opening, followed by a discharge shaft, in which, for example, a discharge screw is received, by means of which the ash can be discharged. Furthermore, the grate housing may be stiffened on its outside with reinforcing profiles.
  • a raised grate cone is arranged on the grate, preferably centrally and / or centrally, which with its conical base has a defined small distance to the edge region of the grate and / or to the side ash discharge opening. This distance is preferably at most 20 cm, most preferably at most 10 cm.
  • the grate cone can basically be round and conical in the usual way.
  • the "rust cone” but as rust pyramid with a plurality of pyramid corners adjoining each other via pyramid corners, in particular at least four pyramid side surfaces.
  • the pyramid side surfaces running obliquely upwards and inwards with respect to the vertical axis direction toward the pyramid tip can also have a pyramid side surface region bent substantially vertically downwards on their underside facing the grate and thus on the ash discharge opening side. This also helps to substantially equalize and stabilize the material flow in the area of the ash discharge opening. Furthermore, bends may again be provided on the underside of the downwardly bending pyramid side surface regions, which are designed in such a way that they can be received between centering plates arranged on the rust side for easy centering of the grate cone.
  • a raised grate cone is arranged, wherein the cone tip of the grate cone is provided with a tower-like agitator, based on the Hochachsencardi, upwards from the apex protrudes, in particular protrudes into an interior of a muffle tube.
  • the tower-like agitator is formed by a separate component which is mounted on a, a flattened cone tip of the grate cone forming mounting plate and secured there.
  • the tower-like agitator is preferably formed by a tower body, which carries at its end facing away from the apex free end a spherical and / or the tower body laterally superior stirring ball, with a good internal mixing of the bulk material is achieved.
  • the stirring ball preferably has a structured surface, for example such that the surface has a plurality of edges as structural elements.
  • the stirring ball itself is preferably made of a castable material, in particular of concrete, so that an upper attachment region of the tower body is anchored in the stirring ball by pouring.
  • it is preferably provided for a very good anchoring that the upper attachment region of the tower body is formed by a plurality of spaced-apart Eing manlaschen.
  • the tower-like agitator has a multi-part tower body composed of a plurality of tower segments connected to one another.
  • one of the stirring ball facing upper head tower segment carry the stirring ball.
  • the tower body of the tower-like agitator carries on its outer side preferably at least one stirring blade, which may in principle have any shape, for example, but is formed by a hot or high heat-resistant flat steel.
  • the Turmsegemente or at least a portion thereof may each have at least one receiving opening, in particular in the form of a receiving slot, through which an impeller in the tower body can be inserted, and in particular form and contour adapted plugged, in particular to allow a gas-tight connection.
  • the at least one stirring blade of an upper tower segment seen in the vertical axis direction is in plugged state supported and / or supported on a holding element of a tower axis in the lower axis direction underlying tower segment. This results in a particularly stable connection possibility of the agitator blade, which is also easy to install, especially in terms of assembly technology.
  • the at least one stirring blade engages under or is fastened to a holding element of the tower segment which is situated below the vertical axis direction in the form of a U-profile.
  • the tower segments are preferably each formed by a cylindrical pipe section, in particular a cylindrical and polygonal cross-section pipe section.
  • at least a part of the tower segments, in particular the tower segments not carrying the stirring ball can then be closed in a gas-tight manner by means of an intermediate plate aligned substantially transversely to the vertical axis direction. This ensures in a simple manner that no gases can escape through the tower-like agitator.
  • the intermediate plate itself is arranged in a vertical axis seen in the upper end region of a tower segment, so that then the intermediate plate in a dual function at the same time also the holding element, preferably the support member formed by a U-profile, wear.
  • the tower-like agitator preferably a tower tip forming free end of the tower-like agitator and / or in particular a arranged at the free end of the tower-like agitator agitating ball is coupled in terms of aerodynamic design with a run in the reactor interior Kern Kunststoffdüse in that the air supplied via the core-air nozzle can be injected into the interior of the reactor via at least one agitator-side, in particular agitator-side, flow channel.
  • the air supplied via the core air nozzle is preferably blown into the interior of a muffle tube at approximately the level of the at least one muffle tube-side air inlet opening and / or an oxidation zone.
  • a particularly effective combustion of the material is achieved and can be ensured in a particularly simple manner homogeneous combustion of the material.
  • a free end of the fixedly arranged core air nozzle in such a way opens into a mixing-side, in particular Rlickkugel solutionen, Kern Kunststoffdüsen- mouth region that the agitator is still rotatable relative to the Kernluftdüse.
  • the core air nozzle with its free core air nozzle end region is received in a shape-matched and contour-adapted manner with a defined predetermined gap distance in the core air nozzle opening region designed as a core air nozzle outlet channel.
  • This may indeed lead to an air outlet in the mouth region of the core air nozzle on the agitator, especially in the top of a stirring ball, but this does not adversely affect, but on the contrary, even positively affects because the there exiting small amount of air for combustion of the Material in agitator near or Rlickkugelahen area ensures and thus the material is held there flowable.
  • the agitator in particular the stirring ball, has an air space into which the core air nozzle and / or a core air nozzle orifice area opens and branches off from the at least one flow channel.
  • This air space thus serves as a kind of collector and promotes the uniform distribution of air in the area of the oxidation zone.
  • a plurality of circumferentially spaced apart flow channels are formed on the tower-like agitator, in particular optionally also on the stirring ball, wherein the tower-like agitator in the region of these flow channels a defined predetermined distance, in particular a distance of 200mm to 350mm, for example of about 300mm, of the having surrounding muffle tube together with the opening there air inlet openings.
  • a defined predetermined distance in particular a distance of 200mm to 350mm, for example of about 300mm, of the having surrounding muffle tube together with the opening there air inlet openings.
  • the air supply into the air space but also from the grate side or by the agitator, for example, through the tower segments, through to the air space done, for example, such that a Air supply duct branches off the grate or from the local air supply and opens into the air space.
  • Fig. 1a schematically shows an external perspective view of an exemplary
  • FIG. 1 b shows a schematic side view of the fixed bed reactor according to FIG. 1 a
  • FIG. 1 c schematically a sectional view along the line A-A of FIG. 1 b
  • FIG. 2 a schematically a perspective view of the head part
  • FIG. 2b is a schematic diagram of the arrangement of components on the head part of the reactor
  • FIG. 3a is a schematic perspective view of the muffle tube housing
  • FIG. 3b is a plan view of the muffle tube housing of FIG. 3a
  • FIG. 3c shows a schematic sectional view along the line B-B of FIG. 3b, FIG.
  • FIG. 3d schematically shows a side view of the muffle tube housing according to FIG. 3a, FIG.
  • FIG. 4a shows a schematic sectional view through the reactor housing with a
  • 4b is a schematic and perspective bottom view of
  • FIG. 4c shows schematically a top view of the reactor housing according to FIG. 4b, FIG. schematically a sectional view along the line CC of Fig. 4c, schematically a sectional view through the reactor lining without surrounding reactor housing together with ceiling wall insulation and lateral Dämm für, schematically an upper ring portion of the reactor lining, schematically a lower ring portion of the reactor lining, schematically and in perspective a lateral insulating layer of the reactor lining, a schematic and perspective top view of a trough-shaped grate housing,
  • FIG. 6 a schematically a sectional view along the line DD of FIG. 6 c, a schematic and perspective top view of one in the grate housing according to FIG. 6 a 7a, a schematic sectional view along the line EE of FIG. 7b, a side view of the grate plate according to FIG. 7a, an enlarged detail view of the detail C according to FIG 7d, an enlarged detail view of the detail D of Fig. 7f, 7g shows a schematic and perspective view of the arranged on the turntable underside cuff,
  • Fig. 7h is a schematic and perspective plan view of a fold as
  • Fig. 7i is a schematic plan view of the grate plate without attached
  • FIG. 8 a shows a schematic and perspective view of the grate cone designed as a grate pyramid
  • FIG. 8b shows a plan view of the grate cone according to FIG. 8b
  • FIG. 9 shows a detailed representation of the interior of the reactor in the area of the ash discharge opening, shown as a sectional view, FIG.
  • Fig. 9a an optional embodiment of the grate plate edge region with vertical
  • 10a is a schematic side view of a patch on the grate tip cone-like agitator
  • 10b is a schematic longitudinal section through the tower-like agitator
  • 10c is a perspective detail view of a head-tower segment together with circumferentially spaced Eing manlaschen,
  • 10d is a perspective detail view of a preferred embodiment of the stirring ball
  • 10e is a perspective detail view of an intermediate or base tower segment
  • Fig. 10f is a perspective view of the grate cone together with mounting plate
  • 10g is a schematic representation of a flow-coupled with a core air nozzle tower-like agitator in the region of an oxidation zone
  • Fig. 10h an embodiment of FIG. 10g alternative embodiment with an exemplary embodiment of a core air nozzle side salaried Rhakkugel
  • FIG. 1a schematically and by way of example shows a perspective top view of an exemplary embodiment of a fixed bed reactor 1 according to the invention for the gasification of fuels, for example biomass.
  • 1 b shows a side view of the fixed bed reactor 1 according to FIG. 1 a and
  • FIG. 1 c shows a schematic sectional view along the line A - A of FIG. 1 b.
  • the fixed bed reactor has a reactor interior 2, in which a grate plate 3, together with a grate cone 4, here at the bottom, is arranged, which is described in more detail below and designed as a rotary grate.
  • the grate plate 3 together with grate cone 4 is rotatably mounted in or on a connected to the reactor 1 in the manner described in more detail below grate housing 5 and rotatably driven by means of a grate drive.
  • a reactor inner wall 6 of the reactor interior 2 is here, which can be taken in particular also the synopsis of Fig. 1c, 4a and 5a, formed by a multi-part reactor lining 7 made of a refractory material, for example a dense fire concrete.
  • This reactor lining 7 here by way of example comprises an upper ring part 8 (FIG. 5b) which has a component of a side wall forming an upper side wall section 9 and a top wall region 10, in which an insertion opening 11 for a following even closer described muffle tube 12 is formed.
  • this upper ring part 8 as can be seen in particular from FIG. 5 a, has two diametrically opposite gas outlet openings 13.
  • the reactor lining 7 furthermore has a lower ring part 14 (FIG. 5c) which has a lower side wall section 15, which tapers stepwise downwards in this case, and also forms a grate opening 16 on its underside.
  • an upper reactor inner wall region is substantially equal in diameter over its entire extension in the direction of the vertical axis, while one adjoins the upper reactor inner wall region 17 in the vertical axis direction downwards (and here only exemplified by the lower ring member 14) lower reactor inner wall region 18 narrows towards the grate opening 16 and thus to the grate plate 3 (conical in this example), wherein the largest bottleneck and thus the largest constriction in the region of the grate opening 16 is located.
  • this narrowed lower inner wall region 18 of the reactor then has a defined small distance d to the grate cone 4, for example of the order of magnitude of 10 to 15 cm, which is advantageous for the Material flow in the reactor interior 2 affects.
  • the grate plate 3 is arranged here in the direction of the vertical axis below the narrowed lower reactor inner wall region 18 in the region of the grate opening 16, which between the narrowed lower reactor inner wall region 18 and the grate plate 3 a with respect to the reactor interior 2 side ash discharge opening 19 is formed.
  • the reactor lining 7 on the outer wall side along the upper and lower side wall sections 9, 15 has an insulating layer 20 enveloping it as an outer reactor lining layer, which consists, for example, of a lightweight refractory brick is made.
  • This insulating layer 20 extends as sidewall insulation in the direction of the vertical axis up to a there adjacent ceiling wall insulation 21 and borders here exemplarily from below to this.
  • the insulating layer 20 is widened stepwise on the inside in order to engage the outer wall-side step-like narrowing of the lower ring part 14 of the reactor lining 7 in the fully assembled state (FIGS. 4 a, 5 a) in a shape and contour fit. This ensures that the insulating layer 20 at the lower reactor area extends into the connection area of the grate housing 5 (FIG. 1c).
  • the insulating layer 20 here thus forms an outer reactor lining layer of the reactor lining 7, while the upper ring part 8 and the lower ring part 14 form an inner reactor lining layer. It should be expressly mentioned at this point that the upper and lower ring part 8, 14 can also be formed in one piece and / or of the same material.
  • the here by way of example formed by the insulating layer 20 outer side wall of the reactor lining, which here only by way of example, but preferably, has a cylindrical shape is here in a system connection, that is without or without substantial gap distance, surrounded by a reactor housing 22 (Fig 1 c and 4a), the structure of which is more particularly apparent in connection with FIGS. 4b to 4d.
  • the reactor housing 22 has a lateral jacket section 23 which, at its upper end region viewed in the vertical axis direction, has a reactor housing flange 24 which peripherally revolves, this lateral jacket section 23 of the reactor housing 22 being guided upwards to such an extent (FIGS. 1 c, 4 a). in that it surrounds the ceiling wall insulation 21 at the edge in such a way that the connection plane of the reactor housing flange 24 is aligned approximately flush with the surface of an upper side of the ceiling wall insulation 21.
  • This ceiling wall insulation 21 may be formed for example by a ceramic fiber material.
  • the lateral jacket section 23 of the reactor housing 22 has recesses 25 substantially directly below the connection plane of the reactor housing connecting flange 24, which comprise the gas outlet openings 13 of the upper annular part 8, which are exemplarily and preferably diametrically opposed, and also the gas outlet openings 13 associated recesses 26 of the insulating layer 20 are assigned.
  • the connection plane of the reactor housing connecting flange 24 comprise the gas outlet openings 13 of the upper annular part 8, which are exemplarily and preferably diametrically opposed, and also the gas outlet openings 13 associated recesses 26 of the insulating layer 20 are assigned.
  • these recesses 25 of the lateral jacket section 23 of the reactor housing 22 and the recesses 26 of the insulating layer 20 may each have, for example, a larger diameter than the gas outlet openings 13 of the upper annular section 8
  • the gas outlet openings 13 together with the respectively associated recesses 25, 26 form here a gas outlet or gas discharge channel opening into a gas collection chamber 27 of the reactor interior 2, into which a gas withdrawal pipe 28 (FIG. 1c, 4d) can be inserted.
  • the tube can be sheathed into the insulating layer 20 of the reactor lining 7 with a prepared, for example, a ceramic fiber pipe insulation 29, which then by the reactor housing side recesses 25 and through the insulating layer side recesses 26 extends therethrough to an inner reactor lining layer forming upper ring member 8, whereby a specific and precisely tuned, optimized isolation of the gas exhaust pipe 28 can be ensured.
  • a specific and precisely tuned, optimized isolation of the gas exhaust pipe 28 can be ensured.
  • the reactor housing 22 further comprises a lower, bottom-side housing portion 30, the reactor wall lining 7 at the lower end portion of the reactor up to the grate opening formed there 16 shrouded and there Having a connection area for the grate housing 5 described in more detail below.
  • an annular strip element 31 is held, namely at an opening edge region of the bottom-side reactor housing opening 32 (FIG. 4d) assigned to the grate opening 16.
  • this strip element 31 rests in the mounted state of the reactor housing 22 on the associated grate opening edge region 33 of the narrowed, lower reactor inner wall region 18, preferably in an abutment connection, wherein the strip element 31 Grate opening edge area 33 in As seen in the vertical axis direction z, it projects downwards and, in order to form the lateral ash discharge opening 19, has a defined gap distance from the grate plate 3 in the direction of the vertical axis.
  • the strip element which is preferably formed from a steel material, in particular a hot or high-temperature steel material, has a tooth-shaped grinding and / or cutting structure 34 on its free bottom end region facing the grate plate 3, which together with the rotatably mounted grate plate 3, in particular with one here
  • a grinder is formed.
  • the reactor housing 22 has a reactor wall section 37 projecting downwardly from the lower housing section 30 of the reactor housing 22 and containing the reactor-side grate opening 16 as well the strip element 31 arranged there surrounds a ring with a defined gap spacing, forming a side ash discharge chute following the lateral (and here essentially vertically aligned) ash discharge opening 19.
  • the grate plate edge region 36 can optionally, as shown in Fig. 9a is shown only very schematically, there only partially in the direction of vertical axis and upwards projecting, preferably also strip-shaped, web element 32a (that is, in a sectional arrangement a plurality of spaced-apart web elements ), which is seen in Rostteller- radial direction in a defined gap distance behind the downwardly projecting strip member 31 is guided in the vertical direction upwards, in particular in such a way is guided upward that the web member 32a engages behind the strip member 31 with a defined gap distance.
  • the upper free end has a defined predetermined gap distance to a lower reactor wall area, so that the ash discharge shaft 38 is curved in this area or runs like a labyrinth.
  • the web elements 32a are here exemplified as separate components which are placed from above on the grate plate 3 and connected thereto.
  • This reactor wall section 37 is to guide the side ash discharge shaft also so far down in the vertical axis direction shown that he overlooks the edge portion 36 of the grate plate 3 viewed in the vertical axis direction down and that, as already stated, seen transversely to the vertical axis direction, a defined Gap distance to the edge region 36 of the grate plate 3 has.
  • the reactor wall section 37 further has a Wandabismeflansch 39, to which the grate housing 5 is fixed by means of a correspondingly associated Rostgephaseuseflansches 40, optionally with the interposition of a sealing element 41.
  • the determination is carried out here, for example, by means of a plurality of reactor housing side arranged and in the circumferential direction of flange spaced-apart quick-release connections 42.
  • a screw with slots can be provided. This can then improve the positioning of the grate housing and thus the ash discharge screw.
  • At least one ignition opening 43 can open in the area of the reactor wall section 37, which can be ignited by way of an ignition and control device 44 (not shown here). There are preferably provided a plurality of such ignition openings 43 distributed over the circumference.
  • the reactor wall section 37 of the reactor housing is furthermore preferably stiffened with a plurality of ribs 46 which are spaced apart from one another in the circumferential direction. Likewise, we thereby stiffened the lower housing portion 30.
  • the grate housing flange 40 connected to the reactor wall section 37 or to the wall section flange 39 is arranged on a grate housing sidewall section 47 (cf. FIGS. 6 a to 6 d) which laterally delimits a grate housing 5 formed like a trough.
  • this edge-side grate plate region 48 can be formed by a grate plate wall section 50 protruding downwards from the grate plate edge region 36.
  • the arrangement of the roller bearings 49 but also so that they are directly and directly supported on the underside of the grate plate 3.
  • a further advantage of this downwardly projecting grate plate wall section 50 is that it also advantageously braces or stiffens the grate plate 3. As can be further seen in particular from FIGS.
  • a plurality of entrainment vanes 51 which are spaced apart from one another in the circumferential direction and extend from a central region radially outward to approximately to the grate plate edge region 36, are arranged on the underside of the grate plate 3, wherein the Mitauerschaufeln at the radially outer, free end face end have a bearing recess 52 which is penetrated by the roller bearings 49 during rotation of the grate plate (see in particular Fig. 9).
  • the Mit psychologyfeln 51 are here exemplified substantially plate-shaped and protrude viewed in the vertical axis direction down from the bottom of the grate plate 3, wherein they also have a plurality of recesses 53.
  • Mit supportiveschaufeln 51 may also be provided with stiffening ribs 54, which here have a substantially triangular shape and can be supported on the Mit supportiveschaufel 51 itself and on the other hand also on the underside of the grate plate 3.
  • the grate plate 3 also has, as can be seen in particular from Fig. 7i, showing the grate plate 3 without patch grate cone 4, a plurality of circumferentially spaced apart and emanating from a central region radially outward to the edge portion 36 of the grate plate 3 guided expansion slots 55, which are provided here at two exemplary points with circular extensions 56, which should prevent cracking.
  • These expansion slots 55 are covered from below by means of a Mitauerschaufel Schotooth
  • a cylindrical sleeve 60 is arranged on the underside of the grate plate 3 about a drive shaft 59 (cf. FIG. 1c) of a grate drive Shell has a plurality of circumferentially spaced air outlet openings 61.
  • An air supply device 60a which is only shown schematically for example in FIGS. 6a and 6d, can then open into the area of the cuff 60.
  • sleeve 60 is shown for clarity in a unique position.
  • the grate housing 5 has a bottom-side, rust-housing ash outlet opening 62, to which a grate-ash discharge shaft 63 connects at the bottom, in which, for example, an ash discharge screw not shown in detail here is received in order to discharge the means of the Mit Converseschaufeln 51 in the rust-housing-side ash discharge shaft 63 promoted ash.
  • a grate-ash discharge shaft 63 connects at the bottom, in which, for example, an ash discharge screw not shown in detail here is received in order to discharge the means of the Mit supportiveschaufeln 51 in the rust-housing-side ash discharge shaft 63 promoted ash.
  • the ash discharge chute 63 is merely here designed as an example square and can of course be designed around. This results in the possibility of aligning the ash screw on two points of rotation (rust housing and ash discharge shaft) to any point to the ash slug.
  • the grate housing 5 can be stiffened on its outside with reinforcing profiles 64.
  • the grate cone 4 is designed here as a grate pyramid with a plurality of pyramid faces 67 adjoining each other via pyramid corners 66, the pyramid tip being in relation to the vertical axis direction towards obliquely upwardly and inwardly extending pyramid side surfaces 67 on their bottom side facing the grate plate 3 have a pyramid side surface region 68 which kinks substantially vertically downwards, which determines the distance d (compare FIG. 9) in the area of the lateral ash outlet opening 19 of the reactor interior 2, in particular in the same way in that a substantially uniform circumferential cross-section, substantially rectangular, in the lower interior area of the interior of the reactor 2, is formed.
  • These vertically kinking pyramid side surface portions 68 may be bent at its lower end portion in turn by about 90 ° and form a fastening tab or a centering 69, by means of which the grate cone 4 can be easily aligned and placed in the desired manner between the stainless steel cover plates 70.
  • peripheral and circumferentially spaced distribution bars 71 can be arranged on the top of the grate plate, of which only one is shown here by way of example and cause good mixing of the material when the grate plate 3 is rotated can.
  • a tower-type agitator 92 can also be provided the conical tip 93 of the grate cone 4 be provided, for example, there as a separate component on a, a flattened conical tip 93 forming mounting plate 98 placed and fastened (Fig. 10f).
  • the tower-like agitator 92 is formed by a tower body 99, which at its the cone apex 93 facing away from the free end carries a spherical and / or the tower body 99 laterally projecting stirring ball 94.
  • the stirring ball has a structured surface, wherein for this purpose it is preferably provided that the surface has a plurality of edges 105 as structural elements.
  • the edges 105 are formed on the agitating ball 104 so that they form a stirring ball 104 with a pyramidal structure, which has only here, for example, a plurality of upper, pyramidal side surfaces 107 opening into a pyramidal tip 106, to the vertically downwardly oriented pyramid side walls 108 connect, protrude from the turn obliquely set Pyramidenteiland lake 109 down and inwards toward the tower body 99 out.
  • the stirring ball 94 may be made of any suitable material, but is preferably made of a castable material, particularly concrete, such that an upper mounting region of the tower body 99 is anchored in the stirring ball 94 by pouring.
  • the upper attachment region of the tower body 99 is formed by a plurality of spaced-apart Eing manlaschen 100, which can be angled as shown in Fig. 10c, in different directions.
  • the tower-like agitator 92 has a multi-part and composed of a plurality of interconnected tower segments 101, 102, 103 tower body 99.
  • An upper head tower segment 103 facing the stirring ball 94 then carries the stirring ball 94 in this case.
  • the tower body 99 of the tower-like agitator 92 can carry at least one agitating blade 97 projecting laterally from it, wherein it preferably carries a plurality of agitating blades 97 which are spaced apart from one another in the vertical axis direction and in the circumferential direction.
  • the three exemplary Turmsegemente 101, 102, 103 here each have at least one, here two diametrically opposite, receiving opening (s) 95, in particular in the form of a receiving slot, through which in each case an agitator blade 97 in the tower body 99 plugged, in particular form - and contour fitting pluggable, is.
  • the agitator blades 97 engage in the inserted state as a U-shaped retaining element 96 of the respective upper axis direction underlying tower segment 101, 102 and are fixed there, for example by welding.
  • the tower segments 101, 102, 103 are each formed by a cylindrical and polygonal polygonal piece of pipe, wherein a lower base tower segment 101 and an intermediate tower segment 102 forming tower segments 101, 102 by means of an aligned substantially transversely to the vertical axis intermediate plate 104 gas-tight are closed.
  • This intermediate plate 104 is in each case arranged in an upper end region of the tower segments 101, 102 viewed in the direction of the vertical axis and carries the retaining element 96 formed by a U-profile.
  • the grate cone used in conjunction with a tower-like agitator can of course also have any other shape, for example smooth-walled without edges.
  • the tower-like agitator 92 extends with its free end, which is preferably formed by the stirring ball 94, in the interior of the muffle tube 12 to approximately the height of the air inlet openings 76 and /. or until just below the free end region of the core air nozzle 84 and thus into the region of the oxidation zone, which has a particularly advantageous effect on practical operation.
  • the stirring ball 94 is preferably formed by the stirring ball 94, in the interior of the muffle tube 12 to approximately the height of the air inlet openings 76 and /. or until just below the free end region of the core air nozzle 84 and thus into the region of the oxidation zone, which has a particularly advantageous effect on practical operation.
  • the muffle tube 12, relative to the reactor high-axis direction z, is guided from above into the reactor interior 2 in such a way that it has a lower muffle tube end region 72 above the grate cone 4 and thus opens above the grate plate 3 in the reactor interior, said lower Muffelrohrend Scheme 72 projects as a free Muffelrohrend Scheme spaced from the reactor inner wall 6 in the reactor interior 2, so that the upper reactor inner wall portion 17, the lower, free Muffelrohrend Scheme 72 with a defined gap distance surrounds so that between the lower, free Muffelrohrend Scheme 72 and the upper reactor inner wall portion 17 of annularly around the lower, free Muffelrohrend Scheme 72 circumferential Gassammeiraum 27 is formed, in which, as described above, the gas outlet openings 13 and the gas exhaust pipes 28 open.
  • a stirring ball 94 arranged at the free end of the tower-like agitator 92, with one here centrally or centrally into the interior of the muffle tube 12 guided Kern Kunststoffdüse 84 is fluidly coupled in such a way that a free end 84a of the stationary arranged Kern Kunststoffdüse 84 is received with a defined predetermined gap distance in a designed as a core air nozzle-mouth duct Kern Kunststoffdüsen- mouth region 94b substantially conformed shape and contour.
  • a guide element 84b may also be provided on the core-air nozzle 84 in the area of the orifice-side orifice, which possibly conducts air flowing back through the gap 84c into the desired region of the oxidation zone.
  • the stirring ball 94 further has an air space 94c into which the core air nozzle 84 and the core air nozzle-opening channel open and branch off from the several circumferentially spaced flow channels 94a.
  • the stirring ball 94 in the region of these flow channels 94a a defined predetermined distance, in particular a distance of 200mm to 400mm, most preferably of about 300mm, from the surrounding muffle tube 12 together with the there opening air inlet openings 76, thereby forming an optimized oxidation zone is.
  • the air supply into the air space 94 c but also from the grate side or by the agitator 92, for example, through the tower segments 101, 102 and 103 through the air space 94c take place, for example, such that a in FIG 10g schematically indicated air supply channel 92a on the rust side through the grate drive shaft, coming from outside the reactor, is led to the air space 94c.
  • An integral training or a different definition is possible in principle.
  • the stirring ball 94 may then be rotationally driven together with, for example, the core air nozzle 84.
  • the stirring ball 94 carries a tower-like agitator 92 projecting downwards in the reactor vertical axis direction, so that the tower-like agitator 92 together with the stirring ball 94 and the core air nozzle 84, relative to the reactor high-axis direction, is suspended from above into the fixed bed reactor 1.
  • the tower-like agitator 92 seen in reactor high axis direction can extend arbitrarily and in particular without connection down to the grate area, for example, extend approximately into the area above the grate cone 4, not shown here.
  • the lower Muffelrohrend Scheme 72 also has a there at least partially, preferably completely, encircling Muffelrohrkamm 72a or forms such, wherein the Muffelrohrkamm 72a a plurality of spaced apart and / or after below projecting comb teeth.
  • the upper reactor inner wall region 17 is, over its entire extent, in the direction of the vertical axis Seen, the same diameter formed and extends this approximately to the height of the mouth opening of the free, lower Muffelrohrend Schemees 72. There then closes the lower and the grate opening or to the grate plate 3 narrowing, here conically tapering example, inner wall region 18 of the reactor ,
  • the muffle tube outer wall 73 of the lower Muffelrohrend Schemes 72, which forms part of the plenum 27 is formed in the region of the gas collection chamber 27 of the same diameter, so that there is an annular circumferential, in cross-section substantially rectangular Gassammeiraum.
  • a muffle tube inner wall 74 of the muffle tube 12 is preferably formed over the entire muffle tube length of the same diameter, that is formed without a diameter jump or without edges and steps, which helps to ensure a muffelrohr facility unimpeded material flow.
  • the muffle tube inner wall 74 of the muffle tube 12 is formed by a one-piece or multi-part muffle tube lining 75, which has a plurality of circumferentially spaced air inlet openings 76 in an upper region. These air inlet openings 76 are arranged on the muffle tube 12 so that they are arranged in the assembled state of the muffle tube (FIG. 1 c, FIG. 4 a) outside the reactor 1 or in a muffle tube region lying in the vertical axis direction z above a reactor ceiling wall region 10.
  • the muffle wall lining 75 is also outside wall side at least partially, that is sheathed in the example shown here in the region of its side wall of a Muffelrohrgeophuse 77 (Fig. 3a to 3d), wherein the air inlet openings 76 of the Muffelrohr lining 75 in a muffelrohrgeophuse document trained and with air (or any other suitable gas) feed muffle tube housing air channel 78 open, such that in the air passage 78 incoming air (or any other suitable gas) via the air inlet openings 76 circumferentially flows into the muffle tube 12.
  • air inlet pipes 79 can be inserted into the air inlet openings 76.
  • the muffle tube lining may be made of the same material as the reactor lining 7.
  • the muffle tube housing 77 is preferably made of a high-temperature steel material which, as can be seen in particular from FIGS. 3 a and 3 c in conjunction with FIGS. 1 c and 4 a, extends over the entire length of the muffle tube.
  • the muffle tube 12 or the muffle tube housing 77 has a ring-shaped circumferential muffle tube flange 80, which can be connected to the reactor housing flange 24.
  • This muffle tube flange 80 is further coupled with the muffle tube housing air channel 78 in a heat-transmitting or heat-conducting manner, so that this muffle tube flange 80 or a muffle tube housing region connected thereto is cooled by the air flowing into the muffle tube housing air channel 78. Likewise, this incoming air is also preheated by the heat output from the heated muffle tube housing 77.
  • the flange connection between the muffle tube 12, on the one hand, and the reactor housing 22, on the other hand can thus advantageously be designed such that a hot spot or overheating is simply avoided there. This flange connection can thus be arranged in a maintenance and service-friendly manner freely accessible outside the reactor 1, as shown in the exemplary embodiment.
  • the muffle tube flange 80 which can be fixed on the reactor housing side is thus preferably arranged approximately in an upper to middle muffle tube region when viewed in vertical direction (see in particular FIG. 3d), wherein in addition for stiffening the muffle tube flange, in particular in FIG. 3a, in FIG 3 b and stiffening ribs 81 may be provided in FIG. 3 d.
  • the muffle tube 12 at its the reactor in Hochachseiques superior portion of an upper muffle tube opening 83 see also Fig.
  • This head part has (FIG. 1c) a head part cavity 87, which merges into the muffle tube cavity 86 and is connected to the muffle tube cavity 86 and into which a dispensing opening 88 coupled to a fuel metering device, not shown, opens laterally.
  • the core air nozzle 84 protrudes into the head part 85 approximately vertically downwards from a top part of the head part.
  • the head portion 85 is preferably made of a sheet metal material and has at its lower end a headboard flange 89 which is connectable to a second, upper muffle tube flange 82 of the muffle tube.
  • the head part cavity 87 can widen conically downward toward the muffle tube cavity 86, in particular in such a way that the head part cavity 87 has the same diameter, ie without a diameter jump or without a step or without an edge and thus essentially "smooth". merges into the muffle tube cavity 86.
  • the header flange 89 may in turn be stiffened with stiffening ribs 90.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen, mit einem in dem Reaktorinnenraum (2) angeordneten Rost (3), wobei ein Muffelrohr (12) dergestalt von oben her in den Reaktorinnenraum (2) geführt ist, dass dieses mit einem unteren Muffelrohrendbereich (72) oberhalb des Rostes (3) in den Reaktorinnenraum (2) einmündet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der untere Muffelrohrendbereich (72) als freier Muffelrohrendbereich beabstandet von einer Reaktor-Innenwand (6) in den Reaktorinnenraum (2) einragt, wobei ein oberer Reaktor-Innenwandbereich (17) den unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) mit einem definierten Spaltabstand dergestalt umgibt, dass zwischen dem unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) und dem oberen Reaktor-Innenwandbereich (17) ein ringförmig um den unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) umlaufender Gassammeiraum (27) ausgebildet ist, in den der wenigstens eine Gasauslass (13) mündet. Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass sich die Reaktor-Innenwand (6) nach unten zum Rost (3) bzw. zu einer Rostöffnung (16) hin verengt und dort eine seitliche Ascheaustragöffnung (19) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen
Die Erfindung betrifft einen Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Festbettreaktoren zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von kohlenstoffhaltigen Festbrennstoffen (beispielsweise Biomasse oder Abfallstoffe und hier insbesondere Holz oder dergleichen Stoffe), mit dem Zweck, die im Reaktor erzeugten Brenngase zur Energiegewinnung bzw. Stromerzeugung (insbesondere mittels Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Gasmotoren) zu nutzen, sind allgemein bekannt. Das aus den Festbrennstoffen produzierte Gas wird unterschiedlich als Produktgas, Schwachgas, Holzgas oder aber als Synthesegas bezeichnet, wobei die im Reaktor erfolgende Vergasung das Produktgas liefert, das als Hauptkomponenten Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff, Methan, Wasserdampf sowie bei der Vergasung mit Luft als Vergasungsmittel auch erhebliche Anteile an Stickstoff enthält. Im Rahmen der Vergasung entstehen als unerwünschte Nebenprodukte in unterschiedlichen Mengen Teere bzw. Kondensate, Asche und Staub. Der Vergasungsprozess im Reaktor selbst lässt sich grob in die Bereiche Aufheizung bzw. Trocknung, pyrolytische Zersetzung, Oxidation und Reduktion aufteilen. Dies wird nachfolgend ganz allgemein anhand von Biomasse näher erläutert:
Zunächst wird die Biomasse aufgeheizt, wodurch das darin befindliche Wasser bis zu einem Temperaturniveau von ca. 200 Grad Celsius verdampft. Nach der Aufheizungs- bzw. Trocknungsphase der Biomasse erfolgt bei Temperaturen zwischen 150 Grad Celsius und 500 Grad Celsius eine thermisch induzierte pyrolytische Zersetzung der Makromoleküle, aus denen Biomasse besteht. Hierbei entstehen gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen, und Pyrolysekoks.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bei der anschließenden Oxidation werden Teile der entstandenen gasförmigen und festen Pyrolyseprodukte durch weitere Wärmeeinwirkung zur Reaktion mit Sauerstoff gebracht, der in einer Oxidationszone mittels einer Luftzuführeinrichtung über die zugeführte Luft eingebracht wird. Dadurch wird eine Erhöhung der Temperatur auf zum Beispiel über 1000 °C bewirkt, wodurch ein Großteil der höheren Kohlenwasserstoffverbindungen (Teere) in kleinere gasförmige Moleküle gespalten werden. Partiell kann es hier auch zur Verbrennung von Kohlenstoff kommen. Es entsteht zudem Kohlendioxid In einer sich an die Oxidationszone anschließenden Reduktionszone werden dann Bestandteile des Produktgases wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff, und Methan gebildet. Insbesondere werden hierbei die bei der Oxidation entstehenden Verbrennungsprodukte Kohlenstoffdioxid und Wasser mit festem Kohlenstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff reduziert.
Eine derartige Verfahrensführung erfolgt beispielsweise in einem Festbettreaktor gemäß der EP 0 156 363 A2, bei dem ein Heizgasabzugskanal als mit einer Heizgasabzugsöffnung versehener Gasausbrennringkanal um den unteren Bereich eines Füllschachtes herum angeordnet ist, wobei unterhalb des Gasausbrennringkanals der Füllschacht doppelkegelförmig erweitert ist und in diesem Bereich einen Bodenrost aufweist. In einer oberen Schulter der doppelkegeligen Erweiterung sind mehrere in den Gasausbrennringkanal mündende Gasüberströmöffnungen angeordnet, über die das Gas aus dem Reaktorinnenraum in den Gasausbrennringkanal überströmen kann. Die doppelkegelförmige Erweiterung ist ebenso wie der Füllschacht aus einer ein- oder mehrteiligen Ausmauerung gebildet, wobei die Begrifflichkeit Ausmauerung hier und auch nachfolgend ausdrücklich in einem weiten und umfassenden Sinne zu verstehen ist und sämtliche geeigneten feuerfesten Materialien und Werkstoffe umfassen bzw. bezeichnen soll. Die Ausmauerung ist, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Isoliermaterials, außenseitig mit einem Umschließungsgehäuse versehen, das durch eine wasserführende Doppelwandanordnung gebildet sein kann, die mit Vor- und Rücklaufanschlüssen für Kühlwasser versehen ist. Der Rost kann sowohl stationär im Reaktorinnenraum aufgenommen und angeordnet sein oder aber auch als drehbarer Rostteller ausgebildet sein, der an seiner Unterseite Räumflügel und an seiner Oberseite einen Aschekegel aufweist. Nach oben ist das Umschließungsgehäuse mit einer dicht aufsetzbaren Decke verschlossen, die auch gleichzeitig Träger eines oberen Teils des Füllschachtes ist, in den der Festbrennstoff von Hand oder mit automatischen Zuförderelementen durch einen Einwurfschacht eingebracht werden kann. Ein derartiger Festbettreaktor ist fertigungstechnisch relativ aufwendig in der Herstellung und neigt zum Verstopfen bzw. zur Beeinträchtigung der Gasabfuhr, was sich wiederum negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des Reaktors auswirkt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, zu schaffen, der zum einen fertigungstechnisch und herstelltechnisch einfach aufgebaut ist und mittels dem zum anderen eine optimierte Gasführung auf einfache und funktionssichere Weise erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, vorgeschlagen, der einen Reaktorinnenraum aufweist. Weiter weist der Festbettreaktor wenigstens eine Brennstoff-Zudosiereinrichtung zur Dosierung von zu vergasendem Brennstoff in den Reaktorinnenraum auf. Zudem ist ein in dem Reaktorinnenraum, vorzugsweise bodenseitig, angeordneter Rost vorgesehen, auf den der in den Reaktorinnerraum zudosierte und zu vergasende Brennstoff als Festbett aufliegt. Weiter ist wenigstens eine Luftzuführeinrichtung zur Luftzuführung in den Reaktorinnenraum vorgesehen, wobei die Begrifflichkeit„Luft" hier in einem umfassenden Sinne zu verstehen ist und stellvertretend für jedwedes geeignete Vergasungsmittel (also ausdrücklich auch für solche die keine Luft sind) steht. So kann zum Beispiel anstelle von reiner Umgebungsluft auch mit Sauerstoff oder Wasserdampf angereicherte Luft bzw. reiner Sauerstoff zugeführt werden, um nur einige Beispiele zu nennen. Ferner umfasst der erfindungsgemäße Festbettreaktor wenigstens einen Gasauslass zum Abführen des im Reaktorinnenraum erzeugten Gases aus dem Reaktorinnenraum, wobei ein Muffelrohr, bezogen auf die Reaktor-Hochachsenrichtung, dergestalt von oben her in den Reaktorinnenraum geführt ist, dass dieses mit einem unteren Muffelrohrendbereich oberhalb des Rostes in den Reaktorinnenraum einmündet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der untere Muffelrohrendbereich beabstandet von einer Reaktorinnenwand in den Reaktorinnenraum einragt, wobei ein, in Hochachsenrichtung gesehen, oberer Reaktor-Innenwand bereich den unteren, freien Muffelrohrend bereich mit einem definierten Spaltabstand dergestalt umgibt, dass zwischen dem unteren, freien Muffelrohrendbereich und dem oberen Reaktor-Innenwandbereich ein wenigstens bereichsweise ringförmig um den unteren, freien Muffelrohrendbereich umlaufender, ebenfalls in den Reaktorinnenraum einmündender bzw. vom Reaktorinnenraum aus frei zugänglicher, Gassammeiraum ausgebildet ist, in den der wenigstens eine Gasauslass mündet.
Dadurch wird ein wenig verstopfungsanfälliger und einfach vom Reaktorinnenraum aus zugänglicher Gassammeiraum ausgebildet, in den das Gas ungehindert einströmen und sich ansammeln kann, bevor es über den Gasauslass abgezogen wird.
Ein derartiger Aufbau ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn sich, wie dies gemäß einer besonders bevorzugten optionalen Ausgestaltung der Fall ist, die Reaktorinnenwand und damit der Reaktorinnenraum, in Hochachsenrichtung gesehen nach unten zum Rost bzw. zu einer Rostöffnung hin in einem unteren Reaktor-Innenwandbereich verengt, wobei zwischen diesem und dem Rost eine bezüglich des Reaktorinnenraums seitliche Ascheaustragsöffnung ausgebildet ist.
Mittels einer derartigen rostseitigen bzw. rostöffnungsseitigen Verengung des Reaktorinnenraums im unteren Reaktor-Innenwandbereich kann vorteilhaft auf muffelrohrseitige, materialführende Stufen und Kanten, wie dies bisher für einen optimalen Materialfluss in den Reaktorinnenraum hinein erforderlich war, verzichtet werden. Denn durch die Ausgestaltung mit einer rost- bzw. rostöffnungsseitigen Verengung bzw. Einschnürung wird neben einer gewünschten Brennstoffverteilung im Reaktorinnenraum auf einfache Weise auch ein gezielter Materialfluss in Richtung zur seitlichen Ascheaustragöffnung hin erzielt. Zudem kann der Rost selber im Durchmesser verkleinert werden. Dadurch wird der Rost, der vorzugsweise als drehbar gelagerter Rostteller ausgebildet ist, weniger anfällig für Blockierungen durch Kohle und Schlackestücke, welche sich am Rand des Rostes ansammeln. Zudem kann ein kleinerer Rost bei einem gleichen Drehmoment eine größere Kraft auf den Umfang verteilen, was sich ebenfalls vorteilhaft auf den Ascheaustrag auswirkt. Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung wird somit vorgeschlagen, dass eine Muffelrohrinnenwand über die gesamte Muffelrohrlänge gesehen durchmessergleich, das heißt ohne Durchmessersprung bzw. ohne Kanten und Stufen ausgebildet ist. Dadurch wird der Materialfluss in den Reaktorinnenraum wesentlich gleichmäßiger. Zudem ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn auch der obere Reaktor-Innenwandbereich, über seine gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen, im Wesentlichen durchmessergleich, das heißt ohne Durchmessersprung bzw. ohne Stufen und/oder Kanten, ausgebildet ist. Neben einer herstellungstechnischen Vereinfachung wirkt sich dies zudem vorteilhaft auf den Gasabzug aus dem Gassammeiraum aus, da es dort zu einer Strömungsberuhigung kommt und somit das Gas ungehindert aus dem Gassammeiraum abgezogen werden kann. An den oberen Reaktor-Innenwandbereich kann dann der, in Hochachsenrichtung gesehen, untere und sich zum Rost bzw. zur Rostöffnung hin verengende, insbesondere sich stufenartige und/oder konusförmig verengende, Reaktor-Innenwandbereich angeschlossen werden, zwischen dem und dem Rost dann die bezüglich des Reaktorinnenraums seitliche Ascheaustragöffnung ausgebildet ist. Auch dies lässt sich fertigungstechnisch relativ einfach bewerkstelligen und führt zu den zuvor bereits ausführlich gewürdigten Vorteilen. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der obere Reaktor-Innenwandbereich in etwa bis zur Höhe der Mündungsöffnung des freien, unteren Muffelrohrendbereiches und beginnt dann der sich nach unten zum Rost bzw. zur Rostöffnung hin verengende, untere Reaktor-Innenwandbereich, wodurch sich, insbesondere in Verbindung mit einer konusförmigen Verengung, ein gleichmäßiger, sanfter Übergang ergibt, der sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad der Reaktion auswirkt.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine Bestandteil des Gassammeiraums bildende Muffelrohraußenwand des in den Reaktorinnenraum einragenden freien, unteren Muffelrohrendbereichs ebenfalls über Ihre gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen, durchmessergleich, das heißt ohne Durchmessersprung ausgebildet ist. Denn auch dies trägt wesentlich dazu bei, die Strömung des Gases im Gassammeiraum zu beruhigen. Der untere Muffelrohrendbereich weist bevorzugt einen dort wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umlaufenden Muffelrohrkamm auf oder bildet einen solchen aus, wobei der Muffelrohrkamm eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten und/oder nach unten abragenden Kammzinken aufweist. Damit wird zum einen erreicht, dass die Festbettschüttung in diesem Bereich noch zusammengehalten und damit stabilisiert wird, während gleichzeitig aber bereits Gas durch die Zinkenlücken entweichen und in den reaktorinnenseitigen Gassammeiraum einströmen kann. Je nach der Dichte der Zinken bzw. der Lückenbreite erfolgt gleichzeitig auch eine Art Vorfilterung des Gases, da dort Partikel zurückgehalten werden können. Die Reaktor-Innenwand selbst ist bevorzugt durch eine ein- oder mehrteilige Reaktor-Ausmauerung gebildet, wobei die Begrifflichkeit„Ausmauerung", wie bereits eingangs erläutert, stellvertretend für jedwedes geeignete, feuerfeste Material bzw. für jedweden geeigneten feuerfesten Werkstoff besteht. Mittels einer derartigen Ausmauerung ist auf einfache Weise sichergestellt, dass die Reaktor-Innenwand den dort vorherrschenden hohen Temperaturen mit einer entsprechend gewünschten langen Lebensdauer standhält.
Die Reaktor-Ausmauerung weist bevorzugt oberseitig einen, eine Durchstecköffnung für den in dem Reaktorinnenraum aufgenommen freien, unteren Muffelrohrendbereich aufweisenden Reaktor-Deckenwandbereich auf, auf dem das Muffelrohr entweder unmittelbar oder in einer noch zu beschreibenden Art und Weise mittelbar unter Zwischenschaltung einer das Muffelrohr umschließenden Deckenwandisolierung abgestützt bzw. festgelegt ist. Dadurch wird insbesondere im Hinblick auf den deckenwandseitig angeordneten Gassammeiraum, in dem sehr hohe Gastemperaturen vorherrschen, eine Hotspot-Bildung in diesem oberen Reaktorbereich, der gleichzeitig auch der Festlegung des Muffelrohrs dienen kann, vorteilhaft vermieden. Unter Hotspot wird hierbei ganz allgemein ein Bereich verstanden, an dem sehr hohe Temperaturen auftreten können. Das kann somit der Bereich eines lokalen Temperaturmaximums sein, was aber nicht zwingend ist.
Die Reaktor-Ausmauerung ist gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wenigstens bereichsweise von einem Reaktorgehäuse, das vorzugweise aus einem Stahlwerkstoff bzw. aus einem Stahlmaterial gebildet ist, ummantelt. Ein derartiges Reaktorgehäuse stellt eine hochwertige und hoch beanspruchbare Außenhaut für den Reaktor dar, der zudem auf einfache Weise gleichzeitig für die Festlegung unterschiedlichster Bauteile ausgenutzt und hergerichtet werden kann.
Gemäß einer diesbezüglich besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Reaktorgehäuse eine äußere Seitenwand der Reaktor-Ausmauerung ummantelt. Weiter ist die Reaktor-Ausmauerung auch an einem unteren Reaktor- Endbereich bis zu einer dort ausgebildeten Rostöffnung hin von dem Reaktorgehäuse ummantelt und weist dort einen Anschlussbereich für ein den Rost tragendes und/oder halterndes Rost-Gehäuse auf.
Das Reaktorgehäuse weist gemäß einer weiteren besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung an einem in Hochachsenrichtung gesehen oberen Reaktorgehäuse- Endbereich wenigstens einen, vorzugsweise randseitig umlaufenden, Reaktorgehäuse-Flansch auf, der mit einem entsprechend zugeordneten, vorzugsweise ebenfalls randseitig umlaufenden, Muffelrohr-Flansch verbunden ist, bevorzugt dergestalt, dass das Reaktorgehäuse eine Deckenwandisolierung randseitig dergestalt umgibt, dass die Anschlussebene des wenigstens einen Reaktorgehäuse-Flansches in etwa oberflächenbündig mit einer Oberseite der Deckenwandisolierung ausgerichtet ist und mit dem entsprechend zugeordneten, vom Muffelrohr weg nach radial außen geführten, wenigstens einen Muffelrohr- Flansch verbunden ist. Mit einem derartigen Aufbau wird vorteilhaft die Hotspot- Bildung und damit eine Überhitzung dieses Flansch-Anschlussbereiches vermieden, sodass für die Herstellung der Flanschverbindung keine speziellen und teuren Dichtungen bzw. Schrauben verwendet werden müssen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer derartigen Ausgestaltung liegt darin, dass im Falle einer Schraub- Flanschverbindung die Schrauben für Montage- und Wartungszwecke frei zugänglich sind.
Die Reaktor-Ausmauerung ist gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung durch eine die Reaktor-Innenwand ausbildende innere Reaktor- Ausmauerungsschicht und eine diese ummantelnde Dämmschicht als Seitenwandisolierung und äußere Reaktor-Ausmauerungsschicht ausgebildet. Vorteilhaft ist hier vorgesehen, dass sich die Dämmschicht zwischen der äußeren Seitenwand der inneren Reaktor-Ausmauerungsschicht und einem Seitenwandbereich des Reaktor-Gehäuses in Hochachsenrichtung nach oben bis zu einer dort angrenzenden Deckenwandisolierung erstreckt. Weiter vorteilhaft ist vorgesehen, dass sich die innere Reaktor-Ausmauerungsschicht am unteren Reaktorbereich außenwandseitig nach unten hin verjüngt, insbesondere stufenartig und/oder konisch verjüngt, so dass sich die Dämmschicht am unteren Reaktorbereich bis in den Anschlussbereich für ein den Rost tragendes und/oder halterndes Rostgehäuse hinein erstreckt. Dadurch wird zudem auf einfache Weise sichergestellt, dass auch der untere bzw. bodenseitige Reaktor-Bereich auf einfache und materialsparende Weise zuverlässig wärmegedämmt bzw. abgeschirmt werden kann. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee wird vorgeschlagen, dass eine Muffelrohrinnwand des Muffelrohrs durch eine ein- oder mehrteilige Muffelrohr-Ausmauerung gebildet ist, die in einem außerhalb des Reaktors, insbesondere in einem in Hochachsenrichtung oberhalb einer Reaktor-Deckenwand des Reaktors liegenden Muffelrohrbereich, wenigstens eine, Bestandteil der Luftzuführeinrichtung bildende Lufteinlassöffnung aufweist, die für eine Luftzuführung zum Muffelrohr in das Muffelrohr mündet. Auch hier steht die Begrifflichkeit „Ausmauerung" wiederum stellvertretend für jedwede geeigneten Werkstoffe bzw. Materialien, mit denen die gewünschte Feuerfestigkeit erreicht werden kann. Eine derartige außerhalb des Reaktors liegende Luftzuführung lässt sich auf herstellungstechnisch einfache Weise bewerkstelligen und ermöglicht zudem, was auch die nachfolgenden Ausführungen noch zeigen werden, eine erhöhte konstruktive Flexibilität.
So kann die Muffelrohr-Ausmauerung gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung außenwandseitig wenigstens bereichsweise von einem Muffelrohrgehäuse umgeben sein und kann die Muffelrohr-Ausmauerung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten und wenigstens bereichsweise um den Muffelrohrumfang herum angeordneten Lufteinlassöffnungen aufweisen, die außenwandseitig in einen muffelrohrgehäuseseitig ausgebildeten und mit Luft beschickbaren Muffelrohrgehäuse-Luftkanal münden, dergestalt, dass in den Luftkanal einströmende Luft über die Lufteinlassöffnungen umfangsverteilt in das Muffelrohr einströmt. Dadurch wird eine besonders einfache und funktionssichere Beschickung einer muffelrohrseitigen Oxidationszone mit Luft oder dergleichen Gas möglich, und zwar insbesondere dergestalt, dass die Luft- bzw. Gaszuführung gleichmäßig umfangsverteilt erfolgt, was sich förderlich auf den Wirkungsgrad der Reaktion in der Oxidationszone auswirkt. Gemäß einer diesbezüglich weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Muffelrohr mittels wenigstens eines Muffelrohr-Flansches mit dem Reaktor, insbesondere mit einem entsprechend zugeordneten Flansch eines Reaktorgehäuses des Reaktors, verbunden ist. Wird nunmehr dieser wenigstens eine Muffelrohr-Flansch mit dem Muffelrohrgehäuse-Luftkanal wärmeübertragen bzw. wärmeleitend gekoppelt, kann dadurch auf einfache Weise der Muffelrohr-Flansch bzw. ein mit dieser verbundener Muffelrohrgehäusebereich durch die in den Luftkanal einströmende Luft oder dergleichen Gas gekühlt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann gleichzeitig auch die in den Luftkanal einströmende Luft oder dergleichen Gas durch Wärmeabgabe vom erhitzten Muffelrohrgehäuse vorgewärmt werden, was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Reaktion in der Oxidationszone des Muffelrohrs auswirkt. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann somit die Luftzuführeinrichtung in einer vorteilhaften Doppelfunktion gleichzeitig auch zur Kühlung bestimmter Reaktorteile, insbesondere im Anschlussbereich von Muffelrohrgehäuse und Reaktorgehäuse gekühlt werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich das Muffelrohrgehäuse dergestalt über die äußere Seitenwand, vorzugsweise in etwa über die gesamte äußere Seitenwand, der Muffelrohr-Ausmauerung erstreckt, das ein in Hochachsenrichtung gesehen unterer Teilbereich des Muffelrohrgehäuses zusammen mit dem freien, unteren Muffelrohrendbereich in den Reaktorinnenraum einragt, während ein in Hochachsenrichtung gesehen oberer Teilbereich des Muffelrohrgehäuses den Reaktor nach außen, insbesondere nach oben hin, überragt. Dadurch ergibt sich ein insgesamt fertigungstechnisch einfach herstellbarer Aufbau, bei dem es zur Erhitzung des Muffelrohrgehäuses kommen kann, sodass die zuvor geschilderte Kühlfunktion in Verbindung mit dem Muffelrohrgehäuse-Luftkanal von besonderem Vorteil ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Muffelrohrgehäuses kann somit der reaktorseitig festlegbare Muffelrohr-Flansch in Hochachsenrichtung gesehen in einem oberen bis mittleren Muffelrohrbereich angeordnet sein.
Grundsätzlich kann das Muffelrohr so ausgebildet sein, dass die zu vergasenden Brennstoffe diesem unmittelbar oder mittelbar, zum Beispiel über eine Zudosiereinrichtung, zugeführt werden können. Eine derartige Zudosiereinrichtung kann eine einfache, zum Beispiel mittels einer Klappe verschließbare Zudosieröffnung sein. Besonders bevorzugt ist jedoch die Zudosiereinrichtung so aufgebaut, dass diese eine Zudosierschnecke umfasst, die einer Zudosieröffnung zugeordnet ist, über die dann mittels der Zudosierschnecke entsprechend gesteuert bzw. geregelt zu bestimmten Zeiten eine definierte Menge an zu vergasendem Brennstoff zudosiert werden kann.
Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der das Muffelrohr an seinem dem Reaktor in Hochachsenrichtung überragenden Teilbereich eine obere Muffelrohröffnung aufweist, auf die ein mit der Brennstoff- Zudosiereinrichtung gekoppeltes und/oder mit einer Kernluftdüse ausgestattetes, zum Beispiel zylinderförmiges oder konisch nach unten öffnendes, Kopfteil, die obere Muffelrohröffnung deckelartig verschließend, aufgesetzt ist. Das Kopfteil kann einen in den Muffelrohr-Hohlraum übergehenden und/oder einen mit dem Muffelrohr- Hohlraum verbundenen Kopfteil-Hohlraum aufweisen, in den eine Zudosieröffnung der Zudosiereinrichtung einmündet, vorzugsweise seitlich einmündet, und/oder in den die Kernluftdüse von einer Kopfteiloberseite her einragt. Das Kopfteil kann bei einem derartigen Aufbau vorzugsweise aus einem anderen Material hergestellt sein als das Muffelrohr, insbesondere die Muffelrohr-Ausmauerung. Beispielsweise kann das Kopfteil günstig aus einem Blechmaterial hergestellt sein. Besonders bevorzugt ragt die Kernluftdüse von oben her in etwa senkrecht nach unten in das Kopfteil ein. Dies hat den Vorteil, dass der Materialfluss im Reaktor deutlich weniger stark gestört wird als dies beispielsweise bei einer seitlichen Einführung der Kernluftdüse der Fall ist.
Für eine besonders einfache Festlegung wird vorgeschlagen, dass das Muffelrohrgehäuse an seinem oberen Endbereich einen zweiten, oberen Muffelrohr- Flansch aufweist, an dem das Kopfteil mit einem Kopfteil-Flansch festgelegt ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass sich der Kopfteil-Hohlraum nach unten zum Muffelrohr-Hohlraum hin konusartig verbreitert, insbesondere dergestalt, dass der Kopfteil-Hohlraum durchmessergleich, das heißt ohne Durchmessersprung bzw. ohne Stufe und/oder ohne Kante und damit im Wesentlichen glatt, in den Muffelrohr- Hohlraum übergeht, wodurch der Materialfluss im oberen Bereich des Reaktors wesentlich verbessert werden kann. Für eine zuverlässige Wärmedämmung nach außen hin wird zudem vorgeschlagen, dass ein den Reaktor nach außen überragender Teilbereich des Muffelrohres, vorzugsweise zusammen mit einem, mit diesem verbundenen Kopfteil, wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, von einer Wärmeisolierung umgeben ist. Diese Wärmeisolierung ist insbesondere dergestalt angeordnet, dass sich die Wärmeisolierung von einem mit einem Reaktorgehäuse-Flanseh verbundenem Muffelrohr-Flansch ausgehend nach oben erstreckt.
Um einen homogenen, störungsfreien Gasabzug sicherzustellen, ist gemäß einer weiteren besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung vorgesehen, dass mehrere reaktorumfangsseitig voneinander beabstandete, insbesondere zwei diametral gegenüberliegende, Gasauslässe vorgesehen sind, die in den Gassammelraum einmünden. Dies kann beispielsweise dergestalt erfolgen, dass der in den ringförmigen Gassammelraum einmündende wenigstens eine Gasauslass durch einen die Reaktor-Ausmauerung und das Reaktorgehäuse durchdringenden, nach außerhalb des Reaktors geführten Gasabzugskanal gebildet ist. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang weiter eine Ausgestaltung, bei der in den Gasabzugskanal wenigstens bereichsweise ein Gasabzugsrohr eingesetzt ist, das unter Zwischenschaltung einer das Gasabzugsrohr umgebenden Rohrisolierung in einen seitenwandisolierungs- und reaktorgehäuseseitig ausgebildeten Kanalbereich eingesetzt ist. Dadurch lässt sich eine besonders spezielle Wärmedämmung des besonders temperaturkritischen heißen Gasabzugskanals erzielen, bei dem zum Beispiel auch ein anderes Isoliermaterial eingesetzt werden kann als dasjenige, das für die Dämmschicht verwendet wird, so dass dadurch eine individuellen Anforderungen genügende spezielle Auslegung der Dämmschicht in diesem Bereich möglich ist. Insbesondere kann somit hier ein Rohranschluss so an das Gehäuse angebunden werden, dass dieses nicht zu warm wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten konkreten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist ein unterer Reaktor-Innenwandbereich bzw. der untere und sich zum Rost hin verengende Reaktor-Innenwandbereich eine Rostöffnung auf bzw. bildet eine solche aus, der dann der Rost in der gewünschten Weise einfach zugeordnet werden kann. Dieser Rost ist vorzugsweise in und/oder an einem Rostgehäuse gelagert und/oder gehaltert, das mit dem Reaktor verbunden ist. Über ein derartiges Rostgehäuse kann dann zum Beispiel der Rost auf einfache Weise vom unteren Reaktorbereich her zugänglich sein, was besonders vorteilhaft für Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten ist.
Der Rost kann grundsätzlich als stationärer Rost ausgebildet sein. Besonders bevorzugt und vorteilhaft für einen optimierten Ascheaustrag ist jedoch vorgesehen, dass der Rost durch einen Rostteller gebildet ist, der in oder an dem mit dem Reaktor verbundenen Rostgehäuse der Rosteinrichtung drehbar gelagert und mittels eines Rostantriebs, vorzugsweise mittels eines ebenfalls Bestandteil der Rosteinrichtung bildenden Rostantriebs, drehantreibbar ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee kann zudem vorgesehen sein, dass an einem Rostöffnungsrandbereich der Rostöffnung wenigstens ein, wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise um die Rostöffnung umlaufendendes Leistenelement angeordnet ist, das den Rostöffnungsrandbereich in Hochachsenrichtung gesehen nach unten überragt und zur Ausbildung der seitlichen Ascheaustragöffnung einen in Hochachsenrichtung definiert vorgegebenen Spaltabstand zum Rost, insbesondere zu einem Randbereich des Rostes, aufweist. Mit einem derartigen Leistenelement kann, insbesondere in Verbindung mit einem drehbar gelagerten Rostteller, ein Verschleiß an dem unteren Reaktor- Innenwandbereich bzw. im Bereich der Rostöffnung, der bzw. die regelmäßig aus feuerfestem Beton oder Mauerwerk ausgebildet ist, durch zum Beispiel harte kohlenstoffhaltige Aschebrocken zuverlässig vermieden bzw. verringert werden, weil dieser Bereich dann durch das Leistenelement entsprechend abgedeckt und geschützt ist. Zudem wird hier nicht nur der Abrieb an dem unteren Reaktor- Innenwandbereich vermieden, sondern zudem auch ein eventuell vorhandener Anschluss- bzw. Flanschbereich des Rostgehäuses an einem Reaktorgehäuse vollständig abgedeckt, sodass diese Flanschverbindung aus einem wesentlich kostengünstigeren Material gefertigt werden kann.
Zudem kann das wenigstens eine Leistenelement an seinem dem Rost zugewandten freien unteren Endbereich und/oder der, vorzugsweise in etwa im Bereich des nach unten ragenden wenigstens einen Leistenelementes endende, Rostrandbereich wenigstens bereichsweise mit einer Mahl- und/oder Schneidstruktur, insbesondere mit einer zahn- und/oder zackenförmigen Mahl- und/oder Schneidstruktur, versehen sein, sodass dort ein besonders effektives rostseitiges Mahlwerk ausgebildet wird, was sich vorteilhaft auf die Zerkleinerung von Kohle- und Schlackestücken auswirkt und somit den Ascheaustrag wesentlich effektiver gestaltet. Das wenigstens eine Leistenelement kann grundsätzlich direkt und damit unmittelbar an dem Rostöffnungsrandbereich angebracht sein. Besonders bevorzugt, insbesondere in Verbindung mit einer Reaktor-Ausmauerung, die von einem Reaktorgehäuse ummantelt ist, ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der das wenigstens eine Leistenelement Bestandteil des Reaktorgehäuses, insbesondere eines eine Reaktor-Ausmauerung ummantelnden Reaktorgehäuses, ist, das im montierten Zustand des Reaktorgehäuses am zugeordneten Rostöffnungsrandbereich anliegt und/oder das an einem der Rostöffnung zugeordneten Randbereich einer Reaktorgehäuseöffnung des Reaktorgehäuses ausgebildet und/oder angebunden ist.
Der Rostteller-Randbereich kann optional ein dort vollständig oder bevorzugt lediglich abschnittsweise umlaufendes und in Hochachsenrichtung nach oben abragendes, bevorzugt ebenfalls leistenförmig ausgebildetes, Stegelement (das heißt bei einer abschnittsweisen Anordnung mehrere voneinander beabstandete Stegelemente) aufweisen, das in Rostteller-Radialrichtung gesehen in einem definierten Spaltabstand hinter dem nach unten abragenden Leistenelement in Hochachsenrichtung nach oben geführt ist, insbesondere dergestalt nach oben geführt ist, dass das Stegelement das Leistenelement mit einem definierten Spaltabstand hintergreift. Das obere freie Ende weist einen definiert vorgegebenen Spaltabstand zu einem unteren Reaktor-Wandbereich auf, so dass der Ascheaustragschacht in diesem Bereich gekrümmt ist bzw. labyrinthartig verläuft. Durch diese Anordnung wird zuverlässig verhindert, dass zu viel Asche ausgetragen wird, ohne jedoch den Aschefluss insgesamt zu stark zu beeinträchtigen. Dies bedingt wiederum, dass der Rostteller öfters gedreht werden kann und dadurch eine insgesamt bessere Vermischung bzw. Durchmischung des Festbettes erfolgen kann. Das oder die Stegelemente können grundsätzlich integral mit dem Rostteller ausgebildet sein, zum Beispiel durch eine randseitige Aufkantung gebildet sein. Alternativ dazu kann das wenigstens eine Stegelement aber auch durch ein separates Bauteil gebildet sein, das dann von oben her auf den Rostteller aufgesetzt und dort befestigt wird. Eine Mahl- und/oder Schneidstruktur kann dann zum Beispiel auch an den freien Enden der Stegelemente ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann dann auch auf die Mahl-und/oder Schneidstruktur am Rostteller-Randbereich verzichtet werden. Im Falle eines umlaufenden Stegelementes kann dieses ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Rostgehäuse an einem in Hochachsenrichtung nach unten von dem Reaktor, insbesondere von einem Reaktorgehäuse des Reaktors, abragenden Reaktor-Wandabschnitt festgelegt ist, zum Beispiel mittels mehrerer Schnellverschlussverbindungen festgelegt ist. Dieser reaktorseitig nach unten abragende Reaktor-Wandabschnitt umschließt dann die reaktorseitige Rostöffnung und/oder ein dort gegebenenfalls angeordnetes Leistenelement mit einem definierten Spaltabstand ringförmig, um ein, sich an eine seitliche Ascheaustragöffnung, die bevorzugt im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, anschließenden seitlichen Ascheaustragschacht auszubilden. Dadurch wird der Ascheaustrag aus dem Reaktor besonders zuverlässig gestaltet.
In diesem Zusammenhang ist es weiter besonders vorteilhaft, wenn der reaktorseitig nach unten abragende Reaktor-Wandabschnitt zur Ausbildung des seitlichen Ascheaustragschachtes zudem soweit in Hochachsenrichtung nach unten geführt ist, dass er den Randbereich des Rostes in Hochachsenrichtung gesehen überragt und/oder dass er, quer zur Hochachsenrichtung gesehen, einen definierten Spaltabstand zum Randbereich des Rostes aufweist. Hierdurch wird eine besonders bevorzugte Austragsschachtgeometrie zur Verfügung gestellt. Zudem kann in dem Reaktor-Wandabschnitt wenigstens eine mit wenigstens einer Luftzuführeinrichtung strömungstechnisch verbundene Lufteinlassöffnung auf einfache Weise münden, über die im Bereich der Ascheaustragöffnung und/oder dem Bereich des Ascheaustragschachtes Luft für einen vorteilhaften Ascheabbrand bzw. Ascheausbrand zugeführt werden kann.
Besonders bevorzugt ist des Weiteren eine konkrete Ausgestaltung, bei der das Rostgehäuse wannenartig mit einem Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt ausgebildet ist, der an dem Reaktor-Wandabschnitt festgelegt ist. Dies erfolgt bevorzugt dergestalt, dass ein am Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise randseitig umlaufender Rostgehäuse-Flansch an einem, am reaktorseitigen Wandabschnitt ausgebildeten Wandabschnitt-Flanschbereich festgelegt ist.
Zudem kann der reaktorseitige Reaktor-Wandabschnitt mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rippen versteift sein, die sich einerseits am Reaktor-Wandabschnitt und andererseits am Reaktor, insbesondere an einem Reaktorgehäuse des Reaktors, abstützen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass am Rostgehäuse, vorzugsweise im Bereich des randseitigen Rostgehäuse- Seitenwandabschnittes oder am randseitigen Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt selbst, eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Lagern, insbesondere Rollenlagern, angeordnet ist, die den als drehbar gelagerten Rostteller ausgebildeten Rost bei dessen Verdrehung in einem randseitigen Rostbereich abstützen. Dadurch ergibt sich eine wesentlich bessere Lagerung und Abstützung des Rosttellers, insbesondere auch bei einer relativ hohen Kraftbeaufschlagung im Bereich eines ascheaustragöffnungs- bzw. ascheaustragschachtseitig ausgebildeten Mahlwerks.
Für einen besonders vorteilhaften Ascheaustrag wird vorgeschlagen, dass an der Unterseite des als drehbarer Rostteller ausgebildeten Rostes wenigstens eine nach radial außen bis zum Gehäuse-Seitenwandabschnitt geführte Mitnehmerschaufel angeordnet ist. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass an der Unterseite des Rosttellers eine Mehrzahl von in Umgangsrichtung voneinander beabstandeten sowie nach radial außen bis zum Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt geführten Mitnehmerschaufeln angeordnet ist.
Die wenigstens eine Mitnehmerschaufel kann am radial äußeren, freien Stirnseitenende eine Lagerausnehmung aufweisen, die von den Lagern beim Verdrehen des Roststellers durchgriffen wird. Damit wird zum einen die ungehinderte Betätigung des Rosttellers und Abstützung durch die randseitigen Lager ermöglicht. Zudem kann mit einer derartigen Ausgestaltung sichergestellt werden, dass die Mitnehmerschaufeln nach wie vor relativ weit nach außen bis zum Randbereich des Rostes geführt werden können. Die Mitnehmerschaufeln können grundsätzlich auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die wenigstens eine Mitnehmerschaufel plattenförmig ausgebildet und/oder ragt diese in Hochachsenrichtung nach unten von der Unterseite des Rosttellers ab. Die wenigstens eine Mitnehmerschaufel kann zudem auch gekrümmt ausgebildet sein und/oder wenigstens eine Aussparung aufweisen, was hilft, die Schwergängigkeit bzw. eine eventuelle Blockadegefahr zu verringern.
Der als drehbarer Rostteller ausgebildete Rost kann zudem gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten sowie von einem mittleren Bereich aus strahlenförmig nach radial außen, vorzugsweise bis zum Randbereich des Rostes geführte Dehnungsschlitze aufweisen, die von der Ober- und/oder Unterseite des Rosttellers her wenigstens bereichsweise von einem dort in einer Anlageverbindung anliegenden plattenförmigen Abdeckelement abgedeckt sind, wobei das Abdeckelement entweder unverbunden mit dem Rostteller von oben und/oder unten her am Dehnungsschlitz anliegt oder lediglich auf einer Seite des Dehnungsschlitzes, bezogen auf dessen Längserstreckungsrichtung, festgelegt ist. Diese Dehnungsschlitze helfen bei den rostseitig vorherrschenden hohen Temperaturen vorteilhaft einen Verzug des Rosttellers zu vermeiden. Durch die Abdeckung der Dehnungsschlitze mittels des Abdeckelementes ist zudem sichergestellt, dass es zu keinen unerwünschten Luftströmungen bzw. gegebenenfalls einem unerwünschten Ascheabfall durch den Rostteller selbst kommt. Vielmehr wird hier dann die Asche in der gewünschten Weise über die seitliche Ascheaustragöffnung randseitig ausgetragen, wo das zuvor beschrieben Mahlwerk ausgebildet sein kann, sodass es zu der gewünschten gezielten Zerkleinerung von Kohle und Schlacke im Bereich der Ascheaustragöffnung kommen kann.
Die Dehnungsschlitze können zudem an definierten Stellen kreisförmige Erweiterungen aufweisen, die vorteilhaft helfen, eine Rissbildung zu vermeiden. Das einem Dehnungsschlitz zugeordnete Abdeckelement ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung Bestandteil einer Mitnehmerschaufel, und zwar insbesondere durch eine mitnehmerschaufelseitige Abkantung gebildet. In einer vorteilhaften Doppelfunktion ist damit sichergestellt, dass die Mitnehmerschaufel gleichzeitig auch die Funktion des Abdeckelementes übernimmt. Die lediglich einseitige Anbindung des Abdeckelementes stellt dann sicher, dass die Dehnungsschlitzfunktion nicht aufgehoben wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgeschlagen, dass an der Unterseite des Rostes, vorzugsweise zentral und/oder mittig und/oder um eine Antriebswelle eines Rostantriebs eines als drehbarer Rostteller ausgebildeten Rostes herum, eine zylinderförmige Manschette angeordnet ist, die an ihrem Mantel eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Luftaustrittsöffnungen aufweist. Ferner mündet eine vorzugsweise rostgehäuseseitige Luftzuführeinrichtung in den Bereich der Manschette ein, dergestalt, dass die über diese Luftzuführeinrichtung zugeführte Luft durch die manschettenseitigen Luftaustrittsöffnungen hindurch umfangsverteilt ausströmt und anschließend weiter entlang der Unterseite des Rostes bis zum Randbereich des Rostes und damit zu der eine Ascheausbrandzone ausbildenden seitlichen Ascheaustragöffnung strömt. Dadurch erfolgt somit bei Bedarf eine gezielte Zufuhr der Luft zur seitlichen Ascheaustragöffnung bzw. zum seitlichen Ascheaustragschacht, sodass es dort zu einem optimierten umfangsverteilten, gleichmäßigen Ascheausbrand kommen kann, was sich vorteilhaft auf den Gesamtwirkungskreis des Reaktors auswirkt.
Das Rostgehäuse kann weiter eine bodenseitige Ascheaustragöffnung aufweisen, an die sich ein Austragschacht anschließt, in dem zum Beispiel eine Austragschnecke aufgenommen ist, mittels der die Asche ausgetragen werden kann. Ferner kann das Rostgehäuse an seiner Außenseite mit Verstärkungsprofilen versteift sein.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen dass auf dem Rost, vorzugsweise zentral und/oder mittig, ein erhabener Rostkegel angeordnet ist, der mit seinem Kegelgrund einen definiert geringen Abstand zum Randbereich des Rostes und/oder zur seitlichen Ascheaustragöffnung aufweist. Dieser Abstand beträgt bevorzugt maximal 20 cm, höchst bevorzugt maximal 10 cm. Damit ist der gewünscht geringe ascheaustragöffnungsseitige Abstand hergestellt, der hilft, die Blockadegefahr im Bereich der Ascheaustragöffnung vorteilhaft zu verringern. Zudem lässt sich dort der Materialfluss wesentlich besser kontrollieren. Der Rostkegel kann grundsätzlich in üblicher Weise rund und damit kegelförmig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist der„Rostkegel" aber als Rostpyramide mit mehreren über Pyramidenecken aneinander angrenzenden Pyramidenseitenflächen, insbesondere wenigstens vier Pyramidenseitenflächen, ausgebildet. Dadurch kann zum einen ein wesentlich kontrollierterer Materialfluss im unteren Bereich des Reaktors sichergestellt werden, wobei die pyramidenförmige bzw. eckige Ausführung des Kegels durch den bei der Drehung variierenden Abstand der Kegelwand zur Außenwand den Ascheaustrag aus dem Reaktor wesentlich verbessert.
Die bezüglich der Hochachsenrichtung zur Pyramidenspitze hin nach schräg oben und innen verlaufenden Pyramidenseitenflächen können dabei zudem an ihrer dem Rost zugewandten Unterseite und damit ascheaustragsöffnungsseitig einen im Wesentlichen vertikal nach unten abknickenden Pyramidenseitenflächenbereich aufweisen. Dies hilft ebenfalls, den Materialfluss im Bereich der Ascheaustragöffnung wesentlich zu vergleichmäßigen und zu stabilisieren. Des Weiteren können an der Unterseite der nach unten abknickenden Pyramidenseitenflächenbereiche nochmals Abkantungen vorgesehen sein, die dergestalt ausgebildet sind, dass diese für eine einfache Zentrierung des Rostkegels zwischen rostseitig angeordneten Zentrierblechen aufnehmbar sind. Zudem können für eine besonders bevorzugte zusätzliche Vermischung bzw. Verteilung des sich rostseitig ansammelnden Materials auf der Rostoberseite randseitig angeordnete sowie umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilelemente, insbesondere Verteilstangen oder dergleichen, vorgesehen sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf dem Rost, vorzugsweise zentral und/oder mittig, ein erhabener Rostkegel angeordnet ist, wobei die Kegelspitze des Rostkegels mit einem turmartigen Rührwerk versehen ist, das, bezogen auf die Hochachsenrichtung, nach oben von der Kegelspitze abragt, insbesondere in einen Innenraum eines Muffelrohrs einragt. Mit einem derartigen Rührwerkturm lässt sich eine vorteilhafte Durchmischung des zu vergasenden Materials insbesondere im vom Rostteller entfernten oberen Bereich der Schüttung erzielen, weil dieser zentral in die Schüttung einragt und diese daher vom Zentrum aus durchmischen und bewegen kann. Die Frequenz der Rosttellerdrehung und damit auch ein unerwünschter Kohleaustrag mit der Asche kann daher vorteilhaft reduziert werden. Bevorzugt ist das turmartige Rührwerk durch ein separates Bauteil gebildet, das auf eine, eine abgeflachte Kegelspitze des Rostkegels ausbildende Montageplatte aufgesetzt und dort befestigt ist. Das turmartige Rührwerk ist bevorzugt durch einen Turmkörper gebildet, der an seinem der Kegelspitze abgewandten freien Ende eine ballige und/oder den Turmkörper seitlich überragende Rührkugel trägt, mit der eine gute innere Durchmischung des Schüttgutes erzielt wird. Bevorzugt weist die Rührkugel für eine noch verbesserte Wirkung eine strukturierte Oberfläche auf, zum Beispiel dergestalt, dass die Oberfläche mehrere Kanten als Strukturelemente aufweist.
Die Rührkugel selbst ist bevorzugt aus einem gießfähigen Material, insbesondere aus Beton, hergestellt, so dass ein oberer Befestigungsbereich des Turmkörpers in der Rührkugel durch Eingießen verankert ist. Bevorzugt ist hierbei für eine sehr gute Verankerung vorgesehen, dass der obere Befestigungsbereich des Turmkörpers durch mehrere voneinander beabstandete Eingießlaschen gebildet ist.
Um unterschiedliche Turmhöhen und damit eine optimale Anpassung der Turmhöhe an die jeweiligen Gegebenheiten zu erzielen kann weiter vorgesehen sein, dass das turmartige Rührwerk einen mehrteiligen und aus mehreren miteinander verbundenen Turmsegmenten zusammengesetzten Turmkörper aufweist. In diesem Zusammenhang kann dann ein der Rührkugel zugewandtes oberes Kopf- Turmsegment die Rührkugel tragen. Der Turmkörper des turmartigen Rührwerks trägt an seiner Außenseite bevorzugt wenigstens einen Rührflügel, der grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen kann, zum Beispiel aber durch einen warm- bzw. hochwarmfesten Flachstahl gebildet ist.
Die Turmsegemente oder zumindest ein Teil davon können jeweils wenigstens eine Aufnahmeöffnung, insbesondere in Form eines Aufnahmeschlitzes, aufweisen, durch die hindurch ein Rührflügel in den Turmkörper einsteckbar ist, und zwar insbesondere form- und konturangepasst einsteckbar ist, um insbesondere einen gasdichten Anschluss zu ermöglichen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Rührflügel eines in Hochachsenrichtung gesehen oberen Turmsegmentes im eingesteckten Zustand an einem Halteelement eines in Hochachsenrichtung darunter liegenden Turmsegmentes abgestützt und/oder gehaltert. Dadurch ergibt sich eine besonders stabile Anbindungsmöglichkeit des Rührflügels, die vor allem auch montagetechnisch einfach herzustellen ist. Konkret kann hier vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Rührflügel ein als U-Profil ausgebildetes Halteelement des in Hochachsenrichtung darunter liegenden Turmsegmentes untergreift bzw. befestigt ist.
Die Turmsegmente sind bevorzugt jeweils durch ein zylindrisches Rohrstück, insbesondere ein zylindrisches und im Querschnitt mehreckiges Rohrstück, gebildet. In diesem Fall kann dann wenigstens ein Teil der Turmsegmente, insbesondere die nicht die Rührkugel tragenden Turmsegmente, mittels einer im Wesentlichen quer zur Hochachsenrichtung ausgerichteten Zwischenplatte gasdicht verschlossen sein. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass keine Gase über das turmartige Rührwerk entweichen können.
Die Zwischenplatte selbst ist in einem in Hochachsenrichtung gesehen oberen Endbereich eines Turmsegmentes angeordnet, so dass dann die Zwischen platte in einer Doppelfunktion gleichzeitig auch das Halteelement, vorzugsweise das durch ein U-Profil ausgebildete Halteelement, tragen kann.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der das turmartige Rührwerk, bevorzugt ein eine Turmspitze ausbildendes freie Ende des turmartigen Rührwerks und/oder insbesondere eine am freien Ende des turmartigen Rührwerks angeordnete Rührkugel, mit einer in den Reaktor-Innenraum geführten Kernluftdüse strömungstechnisch dergestalt gekoppelt ist, dass die über die Kernluftdüse zugeführte Luft über wenigstens einen rührwerkseitigen, insbesondere rührkugelseitigen, Strömungskanal in den Reaktor-Innenraum einblasbar ist. Bevorzugt wird dabei die über die Kernluftdüse zugeführte Luft in den Innenraum eines Muffelrohres in etwa auf Höhe der wenigstens einen muffelrohrseitigen Lufteinlassöffnung und/oder einer Oxidationszone eingeblasen. Dadurch wird eine besonders effektive Verbrennung des Materials erzielt und lässt sich auf besonders einfache Weise eine homogene Verbrennung des Materials sicherstellen. Gemäß einer hierzu besonders bevorzugten konkreten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein freies Ende der ortsfest angeordneten Kernluftdüse dergestalt in einen rührwerkseitigen, insbesondere rührkugelseitigen, Kernluftdüsen- Mündungsbereich einmündet, dass das Rührwerk nach wie vor relativ zu der Kernluftdüse verdrehbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Rührwerkturm nach wie vor ungehindert mit dem Rost verdrehen kann und die Kernluftdüse nicht verdrehbar gelagert sein muss, wenngleich letzteres (drehbare Lagerung der Kernluftdüse oder Festlegung der Rührkugel an dieser selbst in Kombination mit einem geeigneten Antrieb) natürlich grundsätzlich auch möglich ist. Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die Kernluftdüse mit ihrem freien Kernluftdüsenendbereich mit einem definiert vorgegebenen Spaltabstand in dem als Kernluftdüsen-Mündungskanal ausgebildeten Kernluftdüsen-Mündungsbereich form- und konturangepasst aufgenommen ist. Dadurch kann es zwar zu einem Luftaustritt im Mündungsbereich der Kernluftdüse am Rührwerk kommen, insbesondere im oberseitigen Bereich einer Rührkugel, was sich aber nicht negativ auswirkt, sondern, im Gegenteil, sogar positiv auswirkt, weil die dort austretende geringe Menge an Luft für eine Verbrennung des Materials im rührwerknahen bzw. rührkugelnahen Bereich sorgt und somit das Material dort fließfähig gehalten wird.
Besonders bevorzugt ist hierbei eine Ausgestaltung, bei der das Rührwerk, insbesondere die Rührkugel, einen Luftraum aufweist, in den die Kernluftdüse und/oder ein Kernluftdüsen-Mündungsbereich einmündet und von dem wenigstens ein Strömungskanal abzweigt. Dieser Luftraum dient somit als eine Art Sammler und fördert die gleichmäßige Luftverteilung in den Bereich der Oxidationszone hinein.
Bevorzugt sind am turmartigen Rührwerk, insbesondere gegebenenfalls auch an der Rührkugel, mehrere umfangsseitig voneinander beabstandete Strömungskanäle ausgebildet, wobei das turmartige Rührwerk im Bereich dieser Strömungskanäle einen definiert vorgegebenen Abstand, insbesondere einen Abstand von 200mm bis 350mm, zum Beispiel von in etwa 300mm, von dem umgebenden Muffelrohr mitsamt den dort mündenden Lufteinlassöffnungen aufweist. Dadurch wird eine Oxidationszone ausgebildet, die es vom Prinzip her ermöglicht, den Teergehalt im Produktgas sehr stark zu reduzieren bzw. gegebenenfalls dieses sogar ganz bzw. in etwa teerfrei gehalten werden kann.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luftzuführung in den Luftraum aber auch von der Rostseite her bzw. durch das Rührwerk, zum Beispiel durch die Turmsegmente, hindurch zum Luftraum erfolgen, zum Beispiel dergestalt, dass ein Luftzuführkanal vom Rost bzw. von der dortigen Luftzuführeinrichtung abzweigt und in den Luftraum einmündet.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 a schematisch eine perspektivische Außenansicht einer beispielhaften
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Festbettreaktors,
Fig. 1 b eine schematische Seitenansicht des Festbettreaktors gemäß Fig. 1a,
Fig. 1 c schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 1 b, Fig. 2a schematisch eine perspektivische Darstellung des Kopfteils,
Fig. 2b schematisch eine Prinzipskizze betreffend die Anordnung von Bauteilen am Kopfteil des Reaktors, Fig. 3a eine schematische, perspektivische Darstellung des Muffelrohrgehäuses,
Fig. 3b eine Draufsicht auf das Muffelrohrgehäuse gemäß Fig. 3a,
Fig. 3c schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Fig. 3b,
Fig. 3d schematisch eine Seitenansicht des Muffelrohrgehäuses gemäß Fig. 3a,
Fig. 3e schematisch und perspektivisch eine Muffelrohr-Ausmauerung, Fig. 4a schematisch eine Schnittansicht durch das Reaktorgehäuse mit einer
Reaktor-Ausmauerung und einem in diese eingesetzten Muffelrohr,
Fig. 4b eine schematische und perspektivische Unteransicht des
Reaktorgehäuses,
Fig. 4c schematisch eine Draufsicht auf das Reaktorgehäuse gemäß Fig. 4b, schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Fig. 4c, schematisch eine Schnittansicht durch die Reaktor-Ausmauerung ohne umgebendes Reaktorgehäuse mitsamt Deckenwandisolierung und seitlicher Dämmschicht, schematisch ein oberes Ringteil der Reaktor-Ausmauerung, schematisch ein unteres Ringteil der Reaktor-Ausmauerung, schematisch und perspektivisch eine seitliche Dämmschicht der Reaktor- Ausmauerung, eine schematische und perspektivische Draufsicht auf ein wannenförmiges Rostgehäuse,
eine schematische und perspektivische Unteransicht des Rostgehäuses gemäß Fig. 6a, schematisch eine Draufsicht auf das Reaktorgehäuse gemäß Fig. 6a, schematisch eine Schnittansicht entlang der Linie D-D der Fig. 6c, eine schematische und perspektivische Draufsicht auf einen in dem Rostgehäuse gemäß der Fig. 6a bis 6d drehbar gelagerten Rostteller mitsamt als Rostpyramide ausgeführtem Rostkegel, eine schematische Draufsicht auf den Rostteller gemäß Fig. 7a, eine schematische Schnittansicht entlang der Linie E-E der Fig. 7b, eine Seitenansicht des Rosttellers gemäß Fig. 7a, eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit C gemäß Fig. 7d, eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit D der Fig. 7f, Fig. 7g eine schematische und perspektivische Darstellung der an der Drehtellerunterseite angeordneten Manschette,
Fig. 7h eine schematische und perspektivische Draufsicht auf eine Abkantung als
Abdeckelement aufweisende Mitnehmerschaufel,
Fig. 7i eine schematische Draufsicht auf den Rostteller ohne aufgesetztem
Rostkegel, Fig. 8a eine schematische und perspektivische Darstellung des als Rostpyramide ausgebildeten Rostkegels,
Fig. 8b eine Draufsicht auf den Rostkegel gemäß Fig. 8b, Fig. 9 eine schematische und als Schnittansicht dargestellte Detaildarstellung des Reaktorinnenraums im Bereich der Ascheaustragsöffnung,
Fig. 9a eine optionale Ausgestaltung des Rostteller-Randbereiches mit vertikalen
Stegen,
Fig. 10a eine schematische Seitenansicht eines auf die Rostkegelspitze aufgesetzten turmartigen Rührwerks,
Fig. 10b einen schematischen Längsschnitt durch das turmartige Rührwerk,
Fig. 10c eine perspektivische Detailansicht eines Kopf-Turmsegmentes mitsamt umfangsseitig beabstandeten Eingießlaschen,
Fig. 10d eine perspektivische Detaildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Rührkugel,
Fig. 10e eine perspektivische Detailansicht eines Zwischen- oder Basis- Turmsegmentes, Fig. 10f eine perspektivische Darstellung des Rostkegels mitsamt Montageplatte, Fig. 10g eine schematische Darstellung eines mit einer Kernluftdüse strömungstechnisch gekoppelten turmartigen Rührwerks im Bereich einer Oxidationszone, Fig. 10h eine zur Ausgestaltung nach Fig. 10g alternative Ausgestaltung mit einer beispielhaften Ausführungsform einer kernluftdüsenseitig gehalterten Rührkugel,
Fig. 10i eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig. 10h mit zusätzlichem
Rührwerk.
In der Fig. 1a ist schematisch und beispielhaft eine perspektivische Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Festbettreaktors 1 zur Vergasung von Brennstoffen, wie beispielsweise Biomasse, gezeigt. Die Fig. 1 b zeigt eine Seitenansicht des Festbettreaktors 1 gemäß Fig. 1a und die Fig. 1 c zeigt eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A der Fig. 1 b.
Wie der Zusammenschau dieser Fig. 1a bis 1c entnommen werden kann, weist der Festbettreaktor einen Reaktorinnenraum 2 auf, in dem ein nachfolgend noch näher beschriebener und als Drehrost ausgebildeter Rostteller 3 mitsamt Rostkegel 4, hier bodenseitig, angeordnet ist. Der Rostteller 3 mitsamt Rostkegel 4 ist in bzw. an einem mit dem Reaktor 1 in nachfolgend noch näher beschriebener Weise verbundenen Rostgehäuse 5 drehbar gelagert und mittels eines Rostantriebs drehantreibbar.
Auf dem Rostteller 3 mitsamt Rostkegel 4 liegt der in den Reaktorinnenraum 2 zudosierte und zu vergasende Brennstoff, der hier nicht dargestellt ist, als Festbett auf. Eine Reaktorinnenwand 6 des Reaktorinnenraums 2 ist hier, was insbesondere auch der Zusammenschau der Fig. 1c, 4a und 5a entnommen werden kann, durch eine mehrteilige Reaktor-Ausmauerung 7 aus einem feuerfesten Material, zum Beispiel einem dichten Feuerbeton, ausgebildet. Diese Reaktor-Ausmauerung 7 umfasst hier beispielhaft ein oberes Ringteil 8 (Fig. 5b), das einen Bestandteil einer Seitenwand ausbildenden oberen Seitenwandabschnitt 9 sowie einen Deckenwandbereich 10 aufweist, in dem eine Durchstecköffnung 11 für ein nachfolgend noch näher beschriebenes Muffelrohr 12 ausgebildet ist. Ferner weist dieses obere Ringteil 8, wie dies insbesondere aus der Fig. 5a ersichtlich ist, zwei diametral gegenüberliegende Gasauslassöffnungen 13 auf. Die Reaktor-Ausmauerung 7 weist des Weiteren ein unteres Ringteil 14 (Fig. 5c) auf, das einen sich hier nach unten hin stufenartig verjüngenden unteren Seitenwandabschnitt 15 aufweist und zudem an seiner Unterseite eine Rostöffnung 16 ausbildet. Wie dies insbesondere aus der Zusammenschau der Fig. 1c, 4a und 5a ersichtlich ist, ist ein oberer Reaktorinnenwandbereich über seine gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen im Wesentlichen durchmessergleich ausgebildet, während ein sich an den oberen Reaktorinnenwandbereich 17 in Hochachsenrichtung nach unten anschließender (und hier lediglich beispielhaft durch das untere Ringteil 14 gebildeter) unterer Reaktorinnenwandbereich 18 sich zur Rostöffnung 16 und damit zum Rostteller 3 hin (hier beispielhaft konusförmig) verengt, wobei die größte Engstelle und damit die größte Verengung im Bereich der Rostöffnung 16 liegt. Wie dies insbesondere aus der Fig. 1c und auch aus der Fig. 9 ersichtlich ist, weist dieser verengte untere Reaktorinnenwandbereich 18 dann einen definiert geringen Abstand d zum Rostkegel 4 auf, zum Beispiel in der Größenordnung von 10 bis 15cm, was sich vorteilhaft auf den Materialfluss im Reaktorinnenraum 2 auswirkt. Wie dies insbesondere der Fig. 9 weiter entnommen werden kann, ist der Rostteller 3 hier derart in Hochachsenrichtung beabstandet unterhalb des verengten unteren Reaktor-Innenwandbereichs 18 im Bereich der Rostöffnung 16 angeordnet, das zwischen dem verengten unteren Reaktor-Innenwandbereich 18 und dem Rostteller 3 eine bezüglich des Reaktorinnenraums 2 seitliche Ascheaustragöffnung 19 ausgebildet ist.
Wie dies weiter der Zusammenschau der Fig. 1c, 4a und 5a entnommen werden kann, weist die Reaktor-Ausmauerung 7 außenwandseitig entlang der oberen und unteren Seitenwandabschnitte 9, 15 eine diese ummantelnde Dämmschicht 20 als äußere Reaktor-Ausmauerungsschicht auf, die beispielsweise aus einem Feuerleichtstein hergestellt ist. Diese Dämmschicht 20 erstreckt sich als Seitenwandisolierung in Hochachsenrichtung nach oben bis zu einer dort angrenzenden Deckenwandisolierung 21 und grenzt hier beispielhaft von unten her an diese an. Am unteren Ende ist die Dämmschicht 20 innenseitig stufenförmig verbreitert, um im fertig montierten Zustand (Fig. 4a, 5a) form- und konturangepasst in die außenwandseitige stufenartige Verjüngung des unteren Ringteils 14 der Reaktor-Ausmauerung 7 einzugreifen. Dadurch ist sichergestellt, dass sich die Dämmschicht 20 am unteren Reaktorbereich bis in den Anschlussbereich des Rostgehäuses 5 (Fig. 1c) hinein erstreckt.
Die Dämmschicht 20 bildet hier somit eine äußere Reaktor-Ausmauerungsschicht der Reaktorausmauerung 7 aus, während das obere Ringteil 8 und das untere Ringteil 14 eine innere Reaktor-Ausmauerungsschicht ausbilden. An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass das obere und untere Ringteil 8, 14 auch einstückig und/oder materialeinheitlich ausgebildet sein kann. Die hier beispielhaft durch die Dämmschicht 20 gebildete äußere Seitenwand der Reaktor-Ausmauerung, die hier lediglich beispielhaft, aber bevorzugt, eine zylindrische Formgebung aufweist, ist hier in einer Anlageverbindung, das heißt ohne bzw. ohne wesentlichen Spaltabstand, von einem Reaktorgehäuse 22 ummantelt (Fig. 1 c und 4a), dessen Aufbau insbesondere in Verbindung mit den Fig. 4b bis 4d näher ersichtlich ist.
So weist das Reaktorgehäuse 22 einen seitlichen Mantelabschnitt 23 auf, der an seinem in Hochachsenrichtung gesehen oberen Endbereich einen hier randseitig umlaufenden Reaktorgehäuse-Flansch 24 aufweist, wobei dieser seitliche Mantelabschnitt 23 des Reaktorgehäuses 22 so weit nach oben geführt ist (Fig. 1c, 4a), dass dieses die Deckenwandisolierung 21 randseitig dergestalt umgibt, dass die Anschlussebene des Reaktorgehäuse-Flansches 24 in etwa oberflächenbündig mit einer Oberseite der Deckenwandisolierung 21 ausgerichtet ist. Diese Deckenwandisolierung 21 kann beispielsweise durch ein Keramikfasermaterial ausgebildet sein.
Der seitliche Mantelabschnitt 23 des Reaktorgehäuses 22 weist hier im Wesentlichen unmittelbar unterhalb der Anschlussebene des Reaktorgehäuse- Anschlussflansches 24 Ausnehmungen 25 auf, die den hier beispielhaft und bevorzugt diametral gegenüberliegenden Gasauslassöffnungen 13 des oberen Ringteils 8 und weiter auch den ebenfalls den Gasauslassöffnungen 13 zugeordneten Ausnehmungen 26 der Dämmschicht 20 zugeordnet sind. Wie dies insbesondere aus der Zusammenschau der Fig. 1c, 4d und 5a ersichtlich ist, können diese Ausnehmungen 25 des seitlichen Mantelabschnitts 23 des Reaktorgehäuses 22 und die Ausnehmungen 26 der Dämmschicht 20 zum Beispiel jeweils einen größeren Durchmesser aufweisen als die Gasauslassöffnungen 13 des oberen Ringteils 8. Die Gasauslassöffnungen 13 mitsamt den jeweils zugeordneten Ausnehmungen 25, 26 bilden hier einen in einem Gassammeiraum 27 des Reaktorinnenraums 2 einmündenden Gasauslass bzw. Gasabzugskanal aus, in den ein Gasabzugsrohr 28 (Fig. 1c, Fig. 4d) eingesetzt werden kann. Durch die gegenüber den Gasauslassöffnungen durchmessergrößeren Ausnehmungen 25, 26 kann das Rohr bis in die Dämmschicht 20 der Reaktor-Ausmauerung 7 hinein mit einer zum Beispiel aus einem Keramikfasermaterial hergestellten Rohrisolierung 29 ummantelt werden, die sich sodann durch die reaktorgehäuseseitigen Ausnehmungen 25 und durch die dämmschichtseitigen Ausnehmungen 26 hindurch bis zum eine innere Reaktor-Ausmauerungsschicht ausbildenden oberen Ringteil 8 erstreckt, wodurch eine spezifische und genau abgestimmte, optimierte Isolierung des Gasabzugsrohrs 28 sichergestellt werden kann. Alternativ kann aber auch auf eine derartige Lösung verzichtet werden und braucht damit die Rohrisolierung 29 nicht mehr bis in die Dämmschicht hineinragen, sondern kann bündig mit dem Gehäuse 23 abschließen.
Wie dies insbesondere auch aus den Fig. 4b bis 4c ersichtlich ist, weist das Reaktorgehäuse 22 ferner einen unteren, bodenseitigen Gehäuseabschnitt 30 auf, der die Reaktor-Ausmauerung 7 an dem unteren Reaktor-End bereich bis zu der dort ausgebildeten Rostöffnung 16 ummantelt und dort einen nachfolgend noch näher beschriebenen Anschlussbereich für das Rostgehäuse 5 aufweist. An diesem der Rostöffnung 16 des Reaktorinnenraums 2 zugeordneten unteren Gehäuseabschnitt 30 des Reaktorgehäuses 22 ist ein ringförmiges Leistenelement 31 gehaltert, und zwar an einem der Rostöffnung 16 zugeordneten Öffnungsrandbereich der bodenseitigen Reaktorgehäuseöffnung 32 (Fig. 4d).
Wie dies insbesondere auch aus der eine Detaildarstellung zeigenden Fig. 9 ersichtlich ist, liegt dieses Leistenelement 31 im montierten Zustand des Reaktorgehäuses 22 am zugeordneten Rostöffnungsrandbereich 33 des verengten, unteren Reaktor-Innenwandbereichs 18, vorzugsweise in einer Anlageverbindung, an, wobei das Leistenelement 31 den Rostöffnungsrandbereich 33 in Hochachsenrichtung z gesehen nach unten überragt und zur Ausbildung der seitlichen Ascheaustragöffnung 19 einen in Hochachsenrichtung definiert vorgegebenen Spaltabstand zum Rostteller 3 aufweist. Das vorzugsweise aus einem Stahlmaterial, insbesondere einem warm- bzw. hochwarmfesten Stahlmaterial ausgebildete Leistenelement weist an seinem dem Rostteller 3 zugewandten freien unteren Endbereich eine zahnförmige Mahl- und/oder Schneidstruktur 34 auf, die zusammen mit dem drehbar gelagerten Rostteller 3, insbesondere mit einer hier beispielhaft ebenfalls zahnförmig ausgebildeten Mahl- und/oder Schneidstruktur 35 eines Rostteller-Randbereichs 36, ein Mahlwerk ausbildet.
Wie dies weiter den Fig. 4a bis d, der Fig.5 und der Fig. 9 entnommen werden kann, weist das Reaktorgehäuse 22 einen vom unteren Gehäuseabschnitt 30 des Reaktorgehäuses 22 nach unten abragenden Reaktor-Wandabschnitt 37 auf, der die reaktorseitige Rostöffnung 16 sowie das dort angeordnete Leistenelement 31 unter Ausbildung eines sich an die seitliche (und hier im Wesentlichen vertikal ausgerichtete) Ascheaustragöffnung 19 anschließenden seitlichen Ascheaustragschacht mit einem definierten Spaltabstand ringförmig umschließt.
Der Rostteller-Randbereich 36 kann optional, wie in der Fig. 9a lediglich äußerst schematisch dargestellt ist, ein dort lediglich abschnittsweise umlaufendes und in Hochachsenrichtung nach oben abragendes, bevorzugt ebenfalls leistenförmig ausgebildetes, Stegelement 32a (das heißt bei einer abschnittsweisen Anordnung mehrere voneinander beabstandete Stegelemente) aufweisen, das in Rostteller- Radialrichtung gesehen in einem definierten Spaltabstand hinter dem nach unten abragenden Leistenelement 31 in Hochachsenrichtung nach oben geführt ist, insbesondere dergestalt nach oben geführt ist, dass das Stegelement 32a das Leistenelement 31 mit einem definierten Spaltabstand hintergreift. Das obere freie Ende weist einen definiert vorgegebenen Spaltabstand zu einem unteren Reaktor- Wandbereich auf, so dass der Ascheaustragschacht 38 in diesem Bereich gekrümmt ist bzw. labyrinthartig verläuft. Die Stegelemente 32a sind hier beispielhaft als separate Bauteile ausgebildet, die von oben her auf den Rostteller 3 aufgesetzt und mit diesem verbunden sind. Dieser Reaktor-Wandabschnitt 37 ist zur Ausbildung des seitlichen Ascheaustragschachtes zudem so weit in Hochachsenrichtung gesehen nach unten geführt, dass er den Randbereich 36 des Rosttellers 3 in Hochachsenrichtung gesehen nach unten überragt und dass er, wie bereits ausgeführt, quer zur Hochachsenrichtung gesehen, einen definierten Spaltabstand zum Randbereich 36 des Rosttellers 3 aufweist.
Der Reaktor-Wandabschnitt 37 weist ferner einen Wandabschnittflansch 39 auf, an dem das Rostgehäuse 5 mittels eines entsprechend zugeordneten Rostgehäuseflansches 40, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Dichtelementes 41 festgelegt ist. Die Festlegung erfolgt hier beispielsweise mittels mehrerer reaktorgehäuseseitig angeordneter und in Flansch-Umfangsrichtung voneinander beabstandeter Schnellverschlussverbindungen 42. Alternativ kann auch eine Schraubverbindung mit Langlöchern vorgesehen sein. Damit lässt sich dann die Positionierbarkeit des Rostgehäuses und damit der Ascheaustragsschnecke verbessern.
Wie dies weiter insbesondere aus der Fig. 9 ersichtlich ist, kann im Bereich des Reaktor-Wandabschnitts 37 wenigstens eine Zündöffnung 43 münden, über die mittels einer hier nicht weiter dargestellten Zünd- und Kontrolleinrichtung 44 angezündet werden kann. Es sind bevorzugt mehrere derartiger Zündöffnungen 43 über den Umfang verteilt vorgesehen.
Wie dies weiter insbesondere der Fig. 4b entnommen werden kann, ist der Reaktor- Wandabschnitt 37 des Reaktorgehäuses zudem bevorzugt mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rippen 46 versteift. Ebenso wir hierdurch der untere Gehäuseabschnitt 30 versteift.
Der am Reaktor-Wandabschnitt 37 bzw. am Wandabschnitt-Flansch 39 angeschlossene Rostgehäuse-Flansch 40 ist an einem Rostgehäuse- Seitenwandabschnitt 47 (vergleiche Fig. 6a bis 6d) angeordnet, der ein wannenartig ausgebildetes Rostgehäuse 5 seitlich begrenzt.
An diesem Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt ist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Rollenlagern 49 angeordnet, die den drehbar gelagerten Rostteller 3 bei dessen Verdrehung von unten her in einem randseitigen Rosttellerbereich 48 (vergleiche Fig. 7c) abstützen. Dieser randseitige Rosttellerbereich 48 kann, wie in der Fig. 9 lediglich schematisch und beispielhaft dargestellt ist, durch einen vom Rostteller-Randbereich 36 nach unten abragenden Rostteller-Wandabschnitt 50 gebildet sein. Gegebenenfalls erfolgt die Anordnung der Rollenlager 49 aber auch so, dass sich diese direkt und unmittelbar an der Unterseite des Rosttellers 3 abstützen. Ein weiterer Vorteil dieses nach unten abragenden Rostteller-Wandabschnitts 50 ist jedoch, dass dieser den Rostteller 3 zudem vorteilhaft aussteift bzw. versteift. Wie dies weiter insbesondere aus den Fig. 7c und 7d ersichtlich ist, ist an der Unterseite des Rosttellers 3 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten sowie von einem mittleren Bereich ausgehend nach radial außen bis in etwa zum Rostteller-Randbereich 36 geführten Mitnehmerschaufeln 51 angeordnet, wobei die Mitnehmerschaufeln am radial äußeren, freien Stirnseitenende eine Lagerausnehmung 52 aufweisen, die von den Rollenlagern 49 beim Verdrehen des Rosttellers durchgriffen wird (siehe insbesondere Fig. 9).
Die Mitnehmerschaufeln 51 sind hier beispielhaft im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und ragen in Hochachsenrichtung gesehen nach unten von der Unterseite des Rosttellers 3 ab, wobei sie zudem über mehrere Aussparungen 53 verfügen.
Zur Versteifung der Mitnehmerschaufeln 51 können diese zudem noch mit Versteifungsrippen 54 versehen sein, die hier eine im Wesentlichen dreiecksförmige Gestalt aufweisen und sich zum einen an der Mitnehmerschaufel 51 selbst und zum anderen auch an der Unterseite des Rosttellers 3 abstützen können.
Der Rostteller 3 weist zudem, wie dies insbesondere aus der Fig. 7i ersichtlich ist, die den Rostteller 3 ohne aufgesetzten Rostkegel 4 zeigt, eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten sowie von einem mittleren Bereich ausgehenden strahlenförmig nach radial außen bis zum Randbereich 36 des Rosttellers 3 geführte Dehnungsschlitze 55 auf, die hier an beispielhaft zwei Stellen mit kreisförmigen Erweiterungen 56 versehen sind, die eine Rissbildung vermeiden sollen. Diese Dehnungsschlitze 55 sind von unten her mittels einer mitnehmerschaufelseitigen Abkantung 57 (siehe Fig. 7h) abgedeckt, die in einer Anlageverbindung an der Unterseite des Rosttellers 3 anliegen und lediglich auf einer Seite des Dehnungsschlitzes 55, bezogen auf dessen Längserstreckungsrichtung, festgelegt sind, zum Beispiel mittels einer hier lediglich symbolisch gezeigten Schraubverbindung 58 (Fig. 7h) auf einer Seite des jeweils zugeordneten Dehnungsschlitzes 55 festgelegt sind. Damit wird eine zuverlässige Abdeckung der Dehnungsschlitze 55 erzielt, ohne dass die Funktion der Dehnungsschlitze 55 als solche beeinträchtigt wird, wie dies bei einer Anbindung der Abkantungen 57 auf gegenüberliegenden Seiten eines Dehnungsschlitzes 55 der Fall wäre.
Wie dies weiter insbesondere aus der Zusammenschau der Figuren 1c, 7c, 7d und 7f ersichtlich ist, ist an der Unterseite des Rosttellers 3, um eine Antriebswelle 59 (vergleiche Fig. 1c) eines Rostantriebs herum, eine zylinderförmige Manschette 60 angeordnet, die an ihrem Mantel eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Luftaustrittsöffnungen 61 aufweist. Eine zum Beispiel in den Fig. 6a und 6d lediglich schematisch gezeigte Luftzuführeinrichtung 60a kann dann in den Bereich der Manschette 60 einmünden. Die über diese Luftzuführeinrichtung 60a bei Bedarf zugeführte Luft (bzw. jedes andere geeignete Gas) strömt dann durch die manschettenseitigen Luftaustrittsöffnungen hindurch umfangsverteilt aus und anschließend weiter entlang der Unterseite des Rosttellers 3 bis zum Randbereich 36 des Rosttellers 3 und damit bis zu der eine zweite Oxidationszone ausbildenden Ascheaustragöffnung 19.
In der Fig. 7g ist die Manschette 60 zur besseren Verdeutlichung in einer Alleinstellung gezeigt.
Wie dies weiter insbesondere aus den Fig. 6a bis 6d ersichtlich ist, weist das Rostgehäuse 5 eine bodenseitige, Rostgehäuse-Ascheaustragöffnung 62 auf, an die sich nach unten hin ein Rostgehäuse-Ascheaustragschacht 63 anschließt, in dem beispielsweise eine hier nicht im Detail dargestellte Ascheaustragschnecke aufgenommen ist, um die mittels der Mitnehmerschaufeln 51 in den rostgehäuseseitigen Ascheaustragschacht 63 geförderte Aschemenge austragen zu können. In den Figuren ist hier lediglich das ascheaustragschachtseitige Schneckengehäuse 65 gezeigt. Der Ascheaustragschacht 63 ist hier lediglich beispielhaft eckig ausgeführt und kann selbstverständlich auch rund ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit die Ascheschnecke über zwei Drehpunkte (Rostgehäuse und Ascheaustragschacht) auf einen beliebigen Punkt zur Aschesammeischnecke hin auszurichten.
Wie dies weiter aus insbesondere der Fig. 6b ersichtlich ist, kann das Rostgehäuse 5 an seiner Außenseite mit Verstärkungsprofilen 64 versteift sein.
Wie dies aus den Fig. 7a, 7c, 7d und vor allem auch aus den Fig. 8a und 8b ersichtlich ist, ist der Rostkegel 4 hier als Rostpyramide mit mehreren über Pyramidenecken 66 aneinander angrenzenden Pyramidenseitenflächen 67 ausgebildet, wobei die bezüglich der Hochachsenrichtung zur Pyramidenspitze hin nach schräg oben und innen verlaufenden Pyramidenseitenflächen 67 an ihrer dem Rostteller 3 zugewandten Unterseite einen im Wesentlichen vertikal nach unten abknickenden Pyramidenseitenflächenbereich 68 aufweisen, der den Abstand d (vergleiche Fig. 9) im Bereich der seitlichen Ascheaustragöffnung 19 des Reaktorinnenraums 2 mitbestimmt, insbesondere dergestalt, dass in diesem unteren rostseitigen Bereich des Reaktorinnenraums 2 ein im Wesentlichen gleichmäßig umlaufender im Querschnitt im Wesentlicher rechteckförmiger Spaltbereich ausgebildet ist.
Diese vertikal abknickenden Pyramidenseitenflächenbereiche 68 können an ihrem unten Endbereich wiederum um in etwa 90° abgeknickt sein und eine Befestigungslasche bzw. einen Zentrierabschnitt 69 ausbilden, mittels dem der Rostkegel 4 einfachst zwischen rosttellerseitigen Abdeckblechen 70 in der gewünschten Weise ausgerichtet und platziert werden kann.
Wie dies weiter lediglich schematisch und beispielhaft in der Fig. 7d dargestellt ist, können auf der Rosttelleroberseite randseitige sowie umfangsseitig voneinander beabstandete Verteilstangen 71 angeordnet sein, von denen hier beispielhaft lediglich eine dargestellt ist und die beim Drehen des Rosttellers 3 eine gute Vermischung des Materials bewirken können.
Alternativ dazu kann, wie dies in den Figuren 10a bis 10f gezeigt ist, für eine besonders vorteilhafte Vermischung des Materials im Reaktorinnenraum 2, insbesondere im Inneren des Muffelrohrs 12, auch ein turmartiges Rührwerk 92 auf der Kegelspitze 93 des Rostkegels 4 vorgesehen sein, zum Beispiel dort als separates Bauteil auf eine, eine abgeflachte Kegelspitze 93 ausbildende Montageplatte 98 aufgesetzt und befestigt sein (Fig. 10f). Das turmartige Rührwerk 92 ist durch einen Turmkörper 99 gebildet, der an seinem der Kegelspitze 93 abgewandten freien Ende eine ballige und/oder den Turmkörper 99 seitlich überragende Rührkugel 94 trägt. Die Rührkugel weist eine strukturierte Oberfläche auf, wobei hierzu bevorzugt vorgesehen ist, dass die Oberfläche mehrere Kanten 105 als Strukturelemente aufweist. Konkret sind die Kanten 105 an der Rührkugel 104 so ausgebildet, dass diese eine Rührkugel 104 mit einer Pyramidenstruktur ausbilden, die hier lediglich beispielsweise mehrere obere, in einer Pyramidenspitze 106 mündende schräg angestellte Pyramidenseitenflächen 107 aufweist, an die sich nach unten hin vertikal ausgerichtete Pyramidenseitenwände 108 anschließen, von den wiederum schräg angestellte Pyramidenteilseitenflächen 109 nach unten und nach innen zum Turmkörper 99 hin abragen.
Die Rührkugel 94 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, ist jedoch bevorzugt aus einem gießfähigen Material, insbesondere aus Beton, hergestellt ist, und zwar dergestalt, dass ein oberer Befestigungsbereich des Turmkörpers 99 in der Rührkugel 94 durch Eingießen verankert ist. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass der obere Befestigungsbereich des Turmkörpers 99 durch mehrere voneinander beabstandete Eingießlaschen 100 gebildet ist, die wie in der Fig. 10c gezeigt, in unterschiedliche Richtungen abgewinkelt sein können.
Besonders bevorzugt weist das turmartige Rührwerk 92 einen mehrteiligen und aus mehreren miteinander verbundenen Turmsegmenten 101 , 102, 103 zusammengesetzten Turmkörper 99 aufweist. Ein der Rührkugel 94 zugewandtes oberes Kopf-Turmsegment 103 trägt dann in diesem Fall die Rührkugel 94.
Der Turmkörper 99 des turmartigen Rührwerks 92 kann, unabhängig von dessen segmentartiger Ausgestaltung, wenigstens einen von diesem seitlich abragenden Rührflügel 97 tragen, wobei er bevorzugt mehrere in Hochachsenrichtung und in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rührflügel 97 trägt. Die hier lediglich beispielhaft drei Turmsegemente 101 , 102, 103 weisen jeweils wenigstens eine, hier zwei diametral gegenüberliegende, Aufnahmeöffnung(en) 95, insbesondere in Form eines Aufnahmeschlitzes, auf, durch die hindurch jeweils ein Rührflügel 97 in den Turmkörper 99 einsteckbar, insbesondere form- und konturangepasst einsteckbar, ist. Wie dies insbesondere aus der Zusammenschau der Fig. 10b und 10e hervorgeht untergreifen die Rührflügel 97 im eingesteckten Zustand ein als U-Profil ausgebildetes Halteelement 96 des jeweiligen in Hochachsenrichtung darunter liegenden Turmsegmentes 101 , 102 und sind dort zum Beispiel durch Verschweißen festgelegt.
Die Turmsegmente 101 , 102, 103 sind jeweils durch ein zylindrisches und im Querschnitt mehreckiges Rohrstück gebildet, wobei die ein unteres Basis- Turmsegment 101 und ein Zwischen-Turmsegment 102 ausbildenden Turmsegmente 101 , 102 mittels einer im Wesentlichen quer zur Hochachsenrichtung ausgerichteten Zwischen platte 104 gasdicht verschlossen sind. Diese Zwischenplatte 104 ist jeweils in einem in Hochachsenrichtung gesehen oberen Endbereich der Turmsegmente 101 , 102 angeordnet und trägt das durch ein U-Profil ausgebildete Halteelement 96. Auch wenn dies in den Fig. 10a bis 10f nicht mehr explizit dargestellt ist, entspricht der restliche Rostaufbau dem zuvor bzw. auch nachstehend geschilderten Aufbau, das heißt dass der in den Fig. 10a bis 10f gezeigte Rostkegel 4 mit aufgesetztem turmartigen Rührwerk 92 selbstverständlich anstelle der dort gezeigten Rostkegel verwendet werden kann. An dieser Stelle sei zudem auch erwähnt, dass der in Verbindung mit einem turmartigen Rührwerk verwendete Rostkegel selbstverständlich auch jede andere Form aufweisen kann, so zum Beispiel glattwandig ohne Kanten ausgebildet sein kann.
Wie dies schematisch und strichliert auch in der Fig. 1c gezeigt ist, erstreckt sich das turmartige Rührwerk 92 mit seinem freien Ende, das bevorzugt durch die Rührkugel 94 gebildet ist, im Inneren des Muffelrohres 12 bis in etwa auf die Höhe der Lufteinlassöffnungen 76 und/oder bis unmittelbar unterhalb des freien Endbereichs der Kernluftdüse 84 und damit bis in den Bereich der Oxidationszone, was sich auf den praktischen Betrieb besonders vorteilhaft auswirkt. Wie dies insbesondere aus der Zusammenschau der Fig. 1 c und 4a ersichtlich ist, ist das Muffelrohr 12, bezogen auf die Reaktor-Hochachsenrichtung z, dergestalt von oben her in den Reaktorinnenraum 2 geführt, dass dieses mit einem unteren Muffelrohrendbereich 72 oberhalb des Rostkegels 4 und damit oberhalb des Rosttellers 3 in den Reaktorinnenraum einmündet, wobei dieser untere Muffelrohrendbereich 72 als freier Muffelrohrendbereich beabstandet von der Reaktor-Innenwand 6 in den Reaktorinnenraum 2 einragt, so dass der obere Reaktor-Innenwandbereich 17 den unteren, freien Muffelrohrendbereich 72 mit einem definierten Spaltabstand dergestalt umgibt, dass zwischen dem unteren, freien Muffelrohrendbereich 72 und dem oberen Reaktor-Innenwandbereich 17 der ringförmig um den unteren, freien Muffelrohrendbereich 72 umlaufende Gassammeiraum 27 ausgebildet ist, in den, wie zuvor beschrieben, die Gasauslassöffnungen 13 bzw. die Gasabzugsrohre 28 einmünden. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der, wie dies beispielhaft und schematisch in der Fig. 10g dargestellt ist, eine am freien Ende des turmartigen Rührwerks 92 angeordnete Rührkugel 94, mit einer hier zentral bzw. mittig in den Innenraum des Muffelrohrs 12 geführten Kernluftdüse 84 strömungstechnisch dergestalt gekoppelt ist, dass ein freies Ende 84a der ortsfest angeordneten Kernluftdüse 84 mit einem definiert vorgegebenen Spaltabstand in einem als Kernluftdüsen-Mündungskanal ausgebildeten Kernluftdüsen- Mündungsbereich 94b im Wesentlichen form- und konturangepasst aufgenommen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Rührwerk 92 nach wie vor relativ zu der Kernluftdüse 84 verdrehbar ist. Wie in der Fig. 10g weiter dargestellt, kann an der Kernluftdüse 84 im Bereich der rührkugelseitigen Mündungsöffnung auch ein Leitelement 84b vorgesehen sein, das evt. durch den Spalt 84c rückströmende Luft in den gewünschten Bereich der Oxidationszone leitet.
Die Rührkugel 94 weist weiter einen Luftraum 94c auf, in den die Kernluftdüse 84 und der Kernluftdüsen-Mündungskanal einmünden und von dem mehrere umfangsseitig voneinander beabstandete Strömungskanäle 94a abzweigen. Wie weiter dargestellt weist die Rührkugel 94 im Bereich dieser Strömungskanäle 94a einen definiert vorgegebenen Abstand, insbesondere einen Abstand von 200mm bis 400mm, höchst bevorzugt von in etwa 300mm, von dem umgebenden Muffelrohr 12 mitsamt den dort mündenden Lufteinlassöffnungen 76 auf, wodurch eine optimierte Oxidationszone ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Luftzuführung in den Luftraum 94 c aber auch von der Rostseite her bzw. durch das Rührwerk 92, zum Beispiel durch die Turmsegmente 101 , 102 und 103 hindurch zum Luftraum 94c erfolgen, zum Beispiel dergestalt, dass ein in der Fig. 10g schematisch angedeuteter Luftzuführkanal 92a rostseitig durch die Rostantriebswelle hindurch, von außerhalb des Reaktors kommend, bis zum Luftraum 94c geführt ist.
Weiter alternativ kann, wie in der Fig. 10h dargestellt, aber auch vorgesehen sein, dass das die Kernluftdüse 84 seitlich überragende und durch eine Rührkugel 94 gebildete Begrenzungselement mit dem Kernluftdüsen-Endbereich 84a fest verbunden ist, insbesondere, wie hier ausdrücklich lediglich beispielhaft dargestellt, dergestalt, dass der Kernluftdüsen-Endbereich 84a in der Rührkugel 94 durch Eingießen verankert ist. Auch eine integrale Ausbildung oder eine andersartige Festlegung ist dabei grundsätzlich möglich.
Die Rührkugel 94 kann dann zum Beispiel zusammen mit der Kernluftdüse 84 drehangetrieben sein bzw. werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Ausgestaltung nach Fig. 10h kann, wie in der Fig. 10i dargestellt, weiter auch vorgesehen sein, dass die Rührkugel 94 ein, in Reaktor- Hochachsenrichtung gesehen, nach unten abragendes turmartiges Rührwerk 92 trägt, so dass das turmartige Rührwerk 92 zusammen mit der Rührkugel 94 und der Kernluftdüse 84, bezogen auf die Reaktor-Hochachsenrichtung, von oben her in den Festbettreaktor 1 eingehängt ist. Dabei kann sich das turmartige Rührwerk 92 in Reaktor-Hochachsenrichtung gesehen beliebig und insbesondere ohne Verbindung nach unten zum Rostbereich hin erstrecken, zum Beispiel bis in etwa in den Bereich oberhalb des hier nicht dargestellten Rostkegels 4 erstrecken.
Wie in der Fig. 1c und 4a lediglich äußerst schematisch eingezeichnet, weist der untere Muffelrohrendbereich 72 ferner einen dort wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umlaufenden Muffelrohrkamm 72a auf oder bildet einen solchen aus, wobei der Muffelrohrkamm 72a eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten und/oder nach unten abragenden Kammzinken aufweist. Wie dies weiter aus den Fig. 1c und 4a ersichtlich ist, ist der obere Reaktor- Innenwandbereich 17, über seine gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen, durchmessergleich ausgebildet und erstreckt sich dieser in etwa bis zur Höhe der Mündungsöffnung des freien, unteren Muffelrohrendbereiches 72. Dort schließt sich dann der untere und sich zur Rostöffnung bzw. zum Rostteller 3 hin verengende, hier beispielhaft konusförmig verengende, Reaktor-Innenwandbereich 18 an.
Auch die Muffelrohraußenwand 73 des unteren Muffelrohrendbereichs 72, die Bestandteil des Sammelraums 27 bildet, ist im Bereich des Gassammeiraums 27 durchmessergleich ausgebildet, so dass sich ein ringförmig umlaufender, im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmiger Gassammeiraum ergibt.
Auch eine Muffelrohrinnenwand 74 des Muffelrohrs 12 ist über die gesamte Muffelrohrlänge gesehen bevorzugt durchmessergleich ausgebildet, das heißt ohne Durchmessersprung bzw. ohne Kanten und Stufen ausgebildet, was hilft, einen muffelrohrseitig ungehinderten Materialfluss sicherzustellen.
Die Muffelrohrinnenwand 74 des Muffelrohrs 12 ist durch eine hier ein- oder auch mehrteilig ausgebildete Muffelrohr-Ausmauerung 75 gebildet, die in einem oberen Bereich eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Lufteinlassöffnungen 76 aufweist. Diese Lufteinlassöffnungen 76 sind so am Muffelrohr 12 angeordnet, dass diese im montierten Zustand des Muffelrohrs (Fig. 1c, Fig. 4a) außerhalb des Reaktors 1 bzw. in einem in Hochachsenrichtung z oberhalb eines Reaktor- Deckenwandbereichs 10 liegenden Muffelrohrbereich angeordnet sind.
Die Muffelrohr-Ausmauerung 75 ist zudem außenwandseitig wenigstens bereichsweise, das heißt im hier gezeigten Beispielfall im Bereich ihrer Seitenwand von einem Muffelrohrgehäuse 77 ummantelt (Fig. 3a bis 3d), wobei die Lufteinlassöffnungen 76 der Muffelrohr-Ausmauerung 75 in einem muffelrohrgehäuseseitig ausgebildeten und mit Luft (bzw. jedem anderen geeigneten Gas) beschickbaren Muffelrohrgehäuse-Luftkanal 78 münden, dergestalt, dass in den Luftkanal 78 einströmende Luft (bzw. jedes andere geeignete Gas) über die Lufteinlassöffnungen 76 umfangsverteilt in das Muffelrohr 12 einströmt. Hierbei können in den Lufteinlassöffnungen 76 Lufteinlassrohre 79 (siehe Fig. 3a und 3c) eingesetzt sein. Mittels einer derartigen muffelrohrseitigen Luftzuführung über den Luftkanal 78 und die umfangsverteilten Lufteinlassöffnungen 76 wird auf einfache Weise eine geeignete Luftzufuhr in die Oxidationszone des Muffelrohrs 12 ermöglicht. Die Muffelrohr-Ausmauerung kann aus dem gleichen Material hergestellt sein, wie die Reaktor-Ausmauerung 7.
Das Muffelrohrgehäuse 77 ist bevorzugt aus einem hochwarmfesten Stahlwerkstoff hergestellt, der sich, wie dies insbesondere aus den Fig. 3a und 3c in Zusammenschau mit den Figuren 1c und 4a ersichtlich ist, über die gesamte Muffelrohrlänge erstreckt.
Wie dies weiter insbesondere aus den Fig. 3a und 3b ersichtlich ist, weist das Muffelrohr 12 bzw. das Muffelrohrgehäuse 77 einen ringförmig umlaufenden Muffelrohr-Flansch 80 auf, der mit dem Reaktorgehäuse-Flansch 24 verbindbar ist.
Dieser Muffelrohr-Flansch 80 ist weiter mit dem Muffelrohrgehäuse-Luftkanal 78 wärmeübertragend bzw. wärmeleitend gekoppelt, so dass dieser Muffelrohr-Flansch 80 bzw. ein mit diesem verbundener Muffelrohrgehäusebereich durch die in den Muffelrohrgehäuse-Luftkanal 78 einströmende Luft gekühlt wird. Ebenso wird diese einströmende Luft auch durch die Wärmeabgabe vom erhitzten Muffelrohrgehäuse 77 vorgewärmt. Damit kann die Flanschverbindung zwischen dem Muffelrohr 12 einerseits und dem Reaktorgehäuse 22 andererseits vorteilhaft so ausgebildet werden, dass dort ein Hot-Spot bzw. eine Überhitzung einfachst vermieden wird. Diese Flanschverbindung kann somit in wartungs- und servicefreundlicher Weise frei zugänglich außerhalb des Reaktors 1 angeordnet werden, wie dies in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist. Der reaktorgehäuseseitig festlegbare Muffelrohr-Flansch 80 ist somit hier in Hochachsenriehtung gesehen vorzugsweise in etwa einem oberen bis mittleren Muffelrohrbereich angeordnet (siehe insbesondere Fig. 3d), wobei zudem zur Versteifung des Muffelrohr-Flansches, wie insbesondere in der Fig. 3a, in der Fig. 3b und in der Fig. 3d gezeigt, Versteifungsrippen 81 vorgesehen sein können. Wie dies weiter aus der Zusammenschau der Fig. 1c sowie der Fig. 2a und 2b ersichtlich ist, weist das Muffelrohr 12 an seinem den Reaktor in Hochachsenrichtung überragenden Teilbereich eine obere Muffelrohröffnung 83 (vergleiche auch Fig. 4) auf, auf die ein mit einer Brennstoff-Zudosiereinrichtung gekoppeltes und mit einer Kernluftdüse 84 ausgestattetes zylinderförmiges Kopfteil 85, die obere Muffelrohröffnung 83 deckelartig verschließend, aufgesetzt ist. Dieses Kopfteil weist (Fig. 1c) einen in den Muffelrohr-Hohlraum 86 übergehenden und mit dem Muffelrohr-Hohlraum 86 verbundenen Kopfteil-Hohlraum 87 auf, in den eine mit einer hier nicht dargestellten Brennstoff-Zudosiereinrichtung gekoppelte Zudosdieröffnung 88 seitlich einmündet. Die Kernluftdüse 84 ragt dagegen von einer Kopfteiloberseite her in etwa senkrecht nach unten in das Kopfteil 85 ein.
Das Kopfteil 85 ist vorzugsweise aus einem Blechmaterial gefertigt und weist an seinem unteren Ende einen Kopfteilflansch 89 auf, der mit einem zweiten, oberen Muffelrohr-Flansch 82 des Muffelrohrs verbindbar ist.
Zudem kann sich der Kopfteil-Hohlraum 87 nach unten zum Muffelrohr-Hohlraum 86 hin konusartig verbreitern, und zwar insbesondere dergestalt, dass der Kopfteil- Hohlraum 87 durchmessergleich, das heißt ohne Durchmessersprung bzw. ohne Stufe oder ohne Kante und damit im Wesentlichen „glatt" in den Muffelrohr- Hohlraum 86 übergeht.
Der Kopfteil-Flansch 89 kann wiederum mit Versteifungsrippen 90 versteift sein.
Die Zudosierung der zu vergasenden Biomasse bzw. Brennstoffe erfolgt beispielsweise über eine Zudosierschnecke, die hier nicht dargestellt ist, die zu vorgegebenen Zeiten eine vorgegebene Menge an Brennstoff über die Zudosieröffnung 88 in das Kopfteil 85 fördert, von wo aus das Material über das Muffelrohr 12 in den Reaktorinnenraum 2 gelangt und vergast wird. Wie dies weiter aus der Fig. 1c ersichtlich ist, ist der den Reaktor 1 nach außen überragende Teilbereich des Muffelrohrs 12 zusammen mit dem damit verbundenen Kopfteil 85 vollständig von einer Wärmeisolierung 91 umgeben, und zwar, wie weiter aus der Fig. 1c sehr gut ersichtlich ist, dergestalt, dass sich die Wärmeisolierung 91 von einem mit dem Reaktorgehäuse-Flansch 24 verbundenen unteren Muffelrohr- Flansch 80 ausgehend nach oben erstreckt. Bezugszeichenliste
1 Festbettreaktor
2 Reaktorinnenraum
3 Rostteller
4 Rostkegel
5 Rostgehäuse
6 Reaktor-Innenwand
7 Reaktor-Ausmauerung
8 oberes Ringteil
9 oberer Seitenwandabschnitt
10 Deckenwandbereich
11 Durchstecköffnung
12 Muffelrohr
13 Gasauslassöfffnungen
14 unteres Ringteil
15 unterer Seitenwandabschnitt
16 Rostöffnung
17 oberer Reaktor-Innenwandbereich
18 unterer Reaktor-Innenwandbereich
19 seitliche Ascheaustragöffnung
20 Dämmschicht
21 Deckenwandisolierung
22 Reaktorgehäuse
23 seitlicher Mantelabschnitt
24 Reaktorgehäuse-Flansch
25 Ausnehmungen
26 Ausnehmungen
27 Gassammeiraum
28 Gasabzugsrohr
29 Rohrisolierung
30 unterer Gehäuseabschnitt
31 Leistenelement 32 Reaktorgehäuseöffnung
32a Stegelement
33 Rostöffnungsrand bereich
34 Mahl- und/oder Schneidstruktur
35 Mahl- und/oder Schneidstruktur
36 Rostteller-Randbereich
37 Reaktor-Wandabschnitt
38 Ascheaustragschacht
39 Wandabschnitt-Flansch
40 Rostgehäuse-Flansch
41 Dichtelement
42 Schnellverschlussverbindung
43 Zündöffnung
44 Zünd- und Kontrolleinrichtung
45 Luft
46 Rippen
47 Rostgehäuse-Seitenwandabschnitt
48 randseitiger Rosttellerbereich
49 Rollenlager
50 Rostteller-Wandabschnitt
51 Mitnehmerschaufel
52 Lagerausnehmung
53 Aussparungen
54 Versteifungsrippen
55 Dehnungsschlitze
56 kreisförmige Erweiterung
57 Abkantung
58 Schraubverbindung
59 Antriebswelle
60 Manschette
60a Luftzuführeinrichtung
61 Luftaustrittsöffnungen
62 Rostgehäuse-Ascheaustragöffnung
63 Rostgehäuse-Ascheaustragschacht 64 Verstärkungsprofile
65 Schneckengehäuse 66 Pyramidenecken
67 Pyramidenseitenflächen
68 vertikal abknickender Pyramidenseitenflächenbereich
69 Zentrierabschnitt/Befestigungslasche
70 Abdeckblech
71 Verteilstange
72 unterer Muffelrohrendbereich
72a Muffelrohrkamm
73 Muffelrohraußenwand
74 Muffelrohrinnenwand
75 Muffelrohr-Ausmauerung
76 Lufteinlassöffnungen
77 Muffelrohrgehäuse
78 Luftkanal
79 Lufteinlassrohre
80 Muffelrohr-Flansch
81 Versteifungsrippen
82 oberer Muffelrohr-Flansch
83 obere Muffelrohröffnung
84 Kernluftdüse
84a freies Ende
84b Leitelement
84c Spalt
85 Kopfteil
86 Muffelrohr-Hohlraum
87 Kopfteil-Hohlraüm
88 Zudosieröffnung
89 Kopfteil-Flansch
90 Versteifungsrippen
91 Wärmeisolierung
92 turmartiges Rührwerk
93 Kegelspitze
94 Rührkugel
94a Strömungskanäle
94b Kernluftdüsen-Mündungsbereich
94c Luftraum 95 Aufnahmeschlitze
96 U-Profil als Halteelement
97 Rührflügel
98 Montageplatte
99 Turmkörper
100 Eingießlaschen
101 Basis-Turmsegment
102 Zwischen-Turmsegment
103 Kopf-Turmsegment
104 Zwischenplatte
105 Rührkugel-Kanten
106 Pyramidenspitze
107 Pyramidenseitenflächen
108 Pyramidenseitenwände
109 Pyramidenseitenflächen

Claims

Ansprüche
Festbettreaktor zur Vergasung von Brennstoffen, insbesondere von Biomasse, mit einem Reaktorinnenraum (2), mit wenigstens einer Brennstoff-Zudosiereinrichtung zur Zudosierung von zu vergasendem Brennstoff in den Reaktorinnenraum (2), mit einem in dem Reaktorinnenraum (2) angeordneten Rost (3), auf dem der in den Reaktorinnenraum (2) zudosierte und zu vergasende Brennstoff als Festbett aufliegt, mit wenigstens einer Luftzuführeinrichtung zur Luftzuführung in den Reaktorinnenraum (2), und mit wenigstens einem Gasauslass (13) zum Abführen des im Reaktorinnenraum (2) erzeugten Gases aus dem Reaktorinnenraum (2), wobei ein Muffelrohr (12), bezogen auf die Reaktor-Hochachsenrichtung, dergestalt von oben her in den Reaktorinnenraum (2) geführt ist, dass dieses mit einem unteren Muffelrohrendbereich (72) oberhalb des Rostes (3) in den Reaktorinnenraum (2) einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Muffelrohrend bereich (72) als freier Muffelrohrendbereich beabstandet von einer Reaktor-Innenwand (6) in den Reaktorinnenraum (2) einragt, wobei ein, in Hochachsenrichtung gesehen, oberer Reaktor- Innenwandbereich (17) den unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) mit einem definierten Spaltabstand dergestalt umgibt, dass zwischen dem unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) und dem oberen Reaktor-Innenwandbereich (17) ein wenigstens bereichsweise ringförmig um den unteren, freien Muffelrohrendbereich (72) umlaufender Gassammeiraum (27) ausgebildet ist, in den der wenigstens eine Gasauslass (13) mündet, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass sich die Reaktor-Innenwand (6) und damit der Reaktorinnenraum (2), in Hochachsenrichtung gesehen nach unten zum Rost (3) bzw. zu einer Rostöffnung (16) hin, in einem unteren Reaktor- Innenwandbereich (18) verengt, wobei zwischen diesem verengten unteren Reaktor-Innenwandbereich (18) und dem Rost (3) eine bezüglich des Reaktorinnenraums (2) seitliche Ascheaustragöffnung (19) ausgebildet ist.
Festbettreaktor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Muffelrohrinnenwand (74) über die gesamte Muffelrohrlänge gesehen durchmessergleich ausgebildet ist und/oder dass eine Bestandteil des Gassammeiraums (27) bildende Muffelrohraußenwand (73) des in den Reaktorinnenraum (2) einragenden freien, unteren Muffelrohrendbereichs (72) über ihre gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen, durchmessergleich ausgebildet ist.
Festbettreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Reaktor-Innenwandbereich (17), über seine gesamte Erstreckung in Hochachsenrichtung gesehen, im Wesentlichen durchmessergleich ausgebildet ist und/oder sich in etwa bis zur Höhe der Mündungsöffnung des freien, unteren Muffelrohrendbereiches (72) erstreckt, und dass sich an den oberen Reaktor-Innenwandbereich (17) der, in Hochachsenrichtung gesehen, untere und sich zum Rost (3) bzw. zu einer Rostöffnung (16) hin verengende, insbesondere sich stufenartig und/oder konusförmig verengende, Reaktor-Innenwandbereich (18) anschließt, zwischen dem und dem Rost (3) die bezüglich des Reaktorinnenraums (2) seitliche Ascheaustragsöffnung (19) ausgebildet ist.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor-Innenwand (6) durch eine ein- oder mehrteilige Reaktor-Ausmauerung (7) gebildet ist.
Festbettreaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor- Ausmauerung (7) einen, eine Durchstecköffnung (11 ) für den in dem Reaktorinnenraum (2) aufgenommenen freien, unteren Muffelrohrendbereich (72) aufweisenden Reaktor-Deckenwandbereich (10) aufweist, auf dem das Muffelrohr (12) entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung einer das Muffelrohr (12) umschließenden Deckenwandisolierung (21 ) abgestützt und/oder festgelegt ist.
6. Festbettreaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor-Ausmauerung (7) wenigstens bereichsweise von einem Reaktorgehäuse (22) ummantelt ist, insbesondere in einer Anlageverbindung ummantelt ist.
7. Festbettreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorgehäuse (22) eine äußere Seitenwand (20) der Reaktor-Ausmauerung (7) ummantelt, und dass die Reaktor-Ausmauerung (7) weiter auch an einem unteren Reaktor- Endbereich bis zu einer dort ausgebildeten Rostöffnung (16) hin von dem Reaktorgehäuse (22) ummantelt ist und dort einen Anschlussbereich für ein den Rost (3) tragendes und/oder halterndes Rostgehäuse (5) aufweist.
8. Festbettreaktor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktorgehäuse (22) an einem in Hochachsenrichtung gesehen oberen Reaktorgehäuse-Endbereich wenigstens einen, vorzugsweise randseitig umlaufenden, Reaktorgehäuse-Flansch (24) aufweist, der mit einem entsprechend zugeordneten, vorzugsweise ebenfalls randseitig umlaufenden, Muffelrohr-Flansch (80) verbunden ist, bevorzugt dergestalt, dass das Reaktorgehäuse (22) eine Deckenwandisolierung (21 ) randseitig dergestalt umgibt, dass die Anschlussebene des wenigstens einen Reaktorgehäuse- Flansches (24) in etwa oberflächenbündig mit einer Oberseite der Deckenwandisolierung (21 ) ausgerichtet ist und mit dem entsprechend zugeordneten, vom Muffelrohr (12) weg nach radial außen geführten, wenigstens einen Muffelrohr-Flansch (80) verbunden ist.
9. Festbettreaktor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktor-Ausmauerung (7) durch eine die Reaktor-Innenwand (6) ausbildende innere Reaktor-Ausmauerungsschicht und eine diese ummantelnde Dämmschicht (20) als Seitenwandisolierung und äußere Reaktor- Ausmauerungsschicht ausgebildet ist, insbesondere dergestalt, dass sich die Dämmschicht (20) zwischen der äußeren Seitenwand der inneren Reaktor- Ausmauerungsschicht und einem Seitenwandbereich des Reaktorgehäuses (22) in Hochachsenrichtung nach oben bis zu einer dort angrenzenden
Deckenwandisolierung (21 ) erstreckt, und dass sich die innere Reaktor-Ausmauerungsschicht am unteren Reaktorbereich außenwandseitig nach unten hin verjüngt, insbesondere stufenartig und/oder konisch verjüngt, so dass sich die Dämmschicht (20) am unteren Reaktorbereich bis in den Anschlussbereich für ein den Rost (3) tragendes und/oder halterndes Rostgehäuse (5) hinein erstreckt.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Muffelrohrinnenwand (74) des Muffelrohrs (12) durch eine ein- oder mehrteilige Muffelrohr-Ausmauerung (75) gebildet ist, die in einem außerhalb des Reaktors (1 ), insbesondere in einem in Hochachsenrichtung oberhalb einer Reaktor-Deckenwand (10) des Reaktors (1 ), liegenden Muffelrohrbereich wenigstens eine, Bestandteil der Luftzuführeinrichtung bildende Lufteinlassöffnung (76) aufweist, die für eine Luftzuführung zum Muffelrohr (12) in das Muffelrohr (12) mündet.
Festbettreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffelrohr-Ausmauerung (75) außenwandseitig wenigstens bereichsweise von einem Muffelrohrgehäuse (77) umgeben ist, und dass die Muffelrohr-Ausmauerung (75) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten und wenigstens bereichsweise um den Muffelrohrumfang herum angeordneten Lufteinlassöffnungen (76) aufweist, die außenwandseitig in einen muffelrohrgehäuseseitig ausgebildeten und mit Luft beschickbaren Muffelrohrgehäuse-Luftkanal (78) münden, dergestalt, dass in den Luftkanal (78) einströmende Luft über die Lufteinlassöffnungen (76) umfangsverteilt in das Muffelrohr (12) einströmt. 12. Festbettreaktor nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Muffelrohr (12) mittels wenigstens eines Muffelrohr-Flansches (80) mit dem Reaktor (1 ), insbesondere mit einem entsprechend zugeordneten Flansch (24) eines Reaktorgehäuses (22) des Reaktors (1 ), verbunden ist, und dass der wenigstens eine Muffelrohr-Flansch (80) mit dem Muffelrohrgehäuse- Luftkanal (78) wärmeübertragend und/oder wärmeleitend gekoppelt ist, insbesondere dergestalt, dass der Muffelrohr-Flansch (80) und/oder ein mit diesem verbundener Muffelrohrgehäusebereich durch die in den Luftkanal (78) einströmende Luft gekühlt wird und/oder dass die in den Luftkanal (78) einströmende Luft durch Wärmeabgabe vom erhitzten Muffelrohrgehäuse (77) vorgewärmt wird.
Festbettreaktor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Muffelrohrgehäuse (77) dergestalt über die äußere Seitenwand, vorzugsweise in etwa über die gesamte äußere Seitenwand, der Muffelrohr- Ausmauerung (75) erstreckt, däss ein in Hochachsenrichtung gesehen unterer Teilbereich des Muffelrohrgehäuses (77) zusammen mit dem freien, unteren Muffelrohrendbereich (72) in den Reaktorinnenraum (2) einragt, während ein in Hochachsenrichtung gesehen oberer Teilbereich des Muffelrohrgehäuses (77) den Reaktor (1 ) nach außen, insbesondere nach oben hin, überragt.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Muffelrohrendbereich (72) einen dort wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umlaufenden Muffelrohrkamm (72a) aufweist oder ausbildet, der eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten und/oder nach unten abragenden Kammzinken aufweist.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Reaktor-Innenwandbereich (17), insbesondere ein unterer und sich zum Rost (3) hin verengender Reaktor- Innenwandbereich (17), eine Rostöffnung (16) aufweist, und/oder dass der Rost (3) in und/oder an einem Rostgehäuse (5) gelagert und/oder gehaltert ist, das mit dem Reaktor (1 ) verbunden ist.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (3) durch einen Rostteller gebildet ist, der in oder an einem, mit dem Reaktor (1 ) verbundenen Rostgehäuse (5) drehbar gelagert und mittels eines Rostantriebs, vorzugsweise mittels eines ebenfalls Bestandteil der Rosteinrichtung bildenden Rostantriebs, drehantreibbar ist.
Festbettreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Rostöffnungsrandbereich (33) der Rostöffnung (16) wenigstens ein, wenigstens bereichsweise und/oder wenigstens abschnittsweise um die Rostöffnung (16) umlaufendes Leistenelement (31 ) angeordnet ist, das den Rostöffnungsrandbereich (33) in Hochachsenrichtung gesehen nach unten überragt und zur Ausbildung der seitlichen Ascheaustragöffnung (19) einen in Hochachsenrichtung definiert vorgegebenen Spaltabstand zum Rost (3), insbesondere zu einem Randbereich (36) des Rostes (3), aufweist.
Festbettreaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leistenelement (31 ) Bestandteil eines Reaktor- Gehäuses (22), insbesondere eines eine Reaktor-Ausmauerung (7) ummantelnden Reaktorgehäuses (22), ist, das im montierten Zustand des Reaktorgehäuses (22) am zugeordneten Rostöffnungsrandbereich (33) anliegt und/oder das an einem der Rostöffnung (16) zugeordneten Randbereich einer Reaktorgehäuseöffnung (32) des Reaktorgehäuses (22) ausgebildet und/oder angebunden ist.
Festbettreaktor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leistenelement (31 ) an seinem dem Rost (3) zugewandten freien unteren Endbereich und/oder der, vorzugsweise in etwa im Bereich des nach unten ragenden wenigstens einen Leistenelementes (31 ) endende, Randbereich (36) des Rostes (3) wenigstens bereichsweise mit einer Mahl- und/oder Schneidstruktur (34, 35), insbesondere mit einer zahn- und/oder zackenförmigen Mahl- und/oder Schneidstruktur, versehen ist oder sind.
20. Festbettreaktor nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der, vorzugsweise durch einen drehbaren Rostteller gebildete, Rost (3) an seinem Rostteller-Randbereich (36) ein lediglich abschnittsweise umlaufendes und in Hochachsenrichtung nach oben abragendes Stegelement (32a) aufweist, das in Rostteller-Radialrichtung gesehen in einem definierten Spaltabstand hinter dem nach unten abragenden Leistenelement (31 ) in Hochachsenrichtung nach oben geführt ist, insbesondere dergestalt nach oben geführt ist, dass das Stegelement (32a) das Leistenelement (31 ) mit einem definierten Spaltabstand hintergreift, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das obere freie Ende des Stegelementes (32a) einen definiert vorgegebenen Spaltabstand zu einem unteren Reaktor- Wandbereich aufweist, so dass der Ascheaustragschacht (38) in diesem Bereich gekrümmt ist bzw. labyrinthartig verläuft.
21. Festbettreaktor nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Rostgehäuse (5) an einem in Hochachsenrichtung nach unten von dem Reaktor (1 ), insbesondere von einem Reaktorgehäuse (22) des Reaktors (1 ), abragenden Reaktor-Wandabschnitt (37) festgelegt ist, und dass der reaktorseitig nach unten abragende Reaktor-Wandabschnitt (37) die reaktorseitige Rostöffnung (16) und/oder ein dort gegebenenfalls angeordnetes Leistenelement (31 ) zur Ausbildung eines, sich an eine, vorzugsweise im Wesentlichen vertikal ausgerichtete, seitliche Ascheaustragöffnung (19) anschließenden seitlichen Ascheaustragschachtes (38) mit einem definierten Spaltabstand ringförmig umschließt.
22. Festbettreaktor nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der reaktorseitig nach unten abragende Reaktor-Wandabschnitt (37) zur Ausbildung des seitlichen Ascheaustragschachtes (38) zudem so weit in Hochachsenrichtung nach unten geführt ist, dass er den Randbereich (36) des Rostes (3) nach unten überragt und/oder dass er, quer zur Hochachsenrichtung gesehen, einen definierten Spaltabstand zum Randbereich (36) des Rostes (3) aufweist.
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