DE1442760A1 - Fluidized bed reactor - Google Patents
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Description
Fließbettreaktor Die Erfindung bezieht sich auf Fließbettreaktoren, d. h. auf Reaktionsbehälter, die zum Ausführen chemischer Reaktionen oder physikalischer Wechselwirkungen in einem Fließbett geeignet sind. Fluidized bed reactor The invention relates to fluidized bed reactors, d. H. on reaction vessels that are used to carry out chemical reactions or physical Interactions in a fluidized bed are suitable.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Fließbettreaktor zu schaffen, der mit einer waagerechten Platte zum Abstützen des Bettes zusammengesetzt ist, die mit einer Vielzahl von durohgehenden Löchern versehen ist, durch welche hinduroh fluidisierendes Gas in das Bett geführt werden kann. It has already been proposed to create a fluidized bed reactor, which is assembled with a horizontal plate to support the bed, which is provided with a multitude of continuous holes through which hindu fluidizing gas can be passed into the bed.
Um weiterhin zu verhindern, daß feste Teilchen durch die Löcher hindurch nach unten fallen, ist vorgeschlagen worden, glockenförmige Abdeckungen bzw. andere Einweg- oder nicht umkehrbare Vorriohtungen vorzusehen, welche die Löcher überdecken. FUr einige Zwecke, wenn der Reaktor z,B. zur Chlorierung von Metallerzen bei hohen Temperaturen verwendet werden soll, ist es wesentlich, sämtliche Teile, deren Oberflächen zum Inneren des Reaktors oberhalb der Platte freiliegen, aus einem hitzebeständigem Material und nicht aus Metall auszuführen. Die Einweg-Vorrichtungen müssen dann aus hitzebeständigem Material ausgeführt werden, mit dem Ergebnis, daß sie in vielen Fällen beschädigt werden können.To further prevent solid particles from passing through the holes falling down has been suggested, bell-shaped covers and others, respectively Provide disposable or non-reversible devices covering the holes. For some purposes, e.g. when the reactor for chlorination of metal ores at high Temperatures used it is essential to all Parts whose surfaces are exposed to the interior of the reactor above the plate, made of a heat-resistant material and not of metal. The disposable devices must then be made of refractory material, with the result that in many cases they can be damaged.
Da sie zwecks Ausführung von Reparaturen nicht leicht zugängig sind, kann dies ein schwerwiegender Nachteil sein0 Die Erfindung schafft einen Fließbettreaktor, der eine sich waagerecht erstreckende Platte aufweist, die ein Teilchenbett innerhalb des Behälters trägt und mit einer Vielzahl von durchgehenden Löchern für den Zustrom fluidisierenden Gases versehen ist, und diese Platte weist eine metal leine Grundplatte auf, die mit einer Vielzahl von durchgehenden Löchern versehen ist und von einer Mehrzahl von hitzebeständigen Blöcken überdeckt wird, deren Basisteile, gegebenenfalls zusammen mit Bindematerial, sich im wesentlichen über die gesamte obere Fläche der metallenen Grundplatte erstrecken, von denen wenigstens einige mit einem Durchgang oder Durchgängen versehen sind, welche die alleinige Verbindung zwischen den Löchern in der metallenen Grundplatte und dem Raum oberhalb der Platte bilden, und deren obere Abschnitte sich entweder im wesentlichen waagerecht oder nach unten in Richtung gegen diejenigen Stellen erstrekken, an welchen sie in den Raum oberhalb der Platte münden, und wobei, um zu gestatten, daß die oberen Abschnitte der Durchgänge in den Raum oberhalb der Platte münden, die oberen Teile wenigstens einiger der Blöcke verminderte waagerechte Querschnittsfläche aufweisen und/oder einige der Blöcke höher als die restlichen Blöcke sind.Since they are not easily accessible for the purpose of carrying out repairs, this can be a serious disadvantage0 The invention creates a fluidized bed reactor, which has a horizontally extending plate that has a bed of particles within of the container and with a multitude of through holes for the inflow fluidizing gas is provided, and this plate has a metal leine base plate on, which is provided with a plurality of through holes and from one A plurality of heat-resistant blocks is covered, the base parts of which, if necessary together with binding material, extends over substantially the entire upper surface of the metal base plate, at least some of which have a passage or passages are provided which are the sole connection between the holes in the metal base plate and the space above the plate, and their upper sections are either substantially horizontal or downward against those places where they extend into the space above the plate open out, and wherein, to allow the upper sections the Passages open into the space above the plate, the upper parts of at least some of the blocks have reduced horizontal cross-sectional area and / or some of the blocks are higher than the rest of the blocks.
Durch die Tatsache, daß die oberen Abschnitte der Durchgänge sich entweder im wesentlichen waagerecht oder nach unten in Richtung gegen diejenigen Stellen erstrecken, an welchen sie in den Raum oberhalb der Platte münden, wird das Bestreben der festen Teilchen vermindert, von dem Bett aus nach unten in die Durchgänge einzutreten, so daß es gewöhnlich nicht erforderlich ist, getrennte Einweg-Vorrichtungen rorzusehen. Da weiterhin die gesamte obere Fläche der Platte aus hitsebeständigem Material zusammengesetzt ist, ist die Platte durch ihre AusfUhrung für Reaktionen geeignet, die in Bertlhrung mit metallenen Oberflächen nicht ausgeführt werden können. By the fact that the upper sections of the passages are either essentially horizontally or downwards towards against those Extend places where they open into the space above the plate, will the tendency of the solid particles decreased from the bed down into the Passageways so that there is usually no need for separate disposable devices to see. Since the entire upper surface of the plate continues to be made of hit-resistant Material is composed, the plate is by its execution for reactions suitable, which cannot be carried out with metal surfaces.
Die waagerechte Verteilung der Stellen, an welchen die oberen Abschnitte der Durchgänge in den Raum oberhalb der Platte blinden, und die Richtungen, in welche die oberen Abschnitte der Durchgänge sich erstrecken, können derart gewählt werden, daß eine zweckentsprechende Verteilung fluidisierenden Gases über die waagerechten Querschnittsflächen des Reaktors oberhalb der Platte erhalten wird. The horizontal distribution of the places where the upper sections of the passages in the space above the plate blind, and the directions in which the upper portions of the passages extend can be chosen so that an appropriate distribution of fluidizing gas over the horizontal Cross-sectional areas of the reactor above the plate is obtained.
Jeder Durchgang kann mit Abzweigungen versehen werden, so daß ein einziges Looh in der metallenen Grundplatte über den unteren Teil eines Durchgangs, der sich vorteilhafterweise im wesentlichen senkrecht erstreckt, mit zwei oder mehr sich im wesentlichen waagerecht oder nach unten erstreckenden oberen Abschnitten des Durchgangs in Verbindung steht. Each passage can be branched off, so that a single looh in the metal base plate over the lower part of a passage, which is advantageous extends substantially vertically, with two or more extending substantially horizontally or downwards communicates at the top of the passage.
Vorteilhafterweise haben die Basisteile aller den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blöcke Querschnitt gleicher Größe in Form eines gleichseitigen Dreiecks, eines Vierecks oder eines regelmäßigen Sechsecks, vorzugsweise in Form eines regelmäßigen Secksecks. Advantageously, the base parts all have the side walls of the Reactor not adjacent blocks of the same size in the form of a cross-section equilateral triangle, a square or a regular hexagon, preferably in the form of a regular hexagon.
Wenn lediglich einige der Blöcke mit Durchgängen ausgebildet sind, kann jeder Block über seine gesamte Höhe gleichförmige waagerechte Querschnittsfläche und Form haben, und diejenigen Blöcke, die mit Durchgängen ausgebildet sind, können höher als die restlichen Blöcke sein, um zu ges tat ten, daß die sich seitlich erstreckenden oberen Absehnitte der Durchgänge oberhalb der oberen Flächen der restlichen. If only some of the blocks are formed with passageways, each block can have a uniform horizontal cross-sectional area over its entire height and shape, and those blocks formed with passages can taller than the rest of the blocks to allow for the laterally extending blocks upper section of the passages above the upper surfaces of the rest.
Blöcke münden. Alle Blöcke können die gleiche waagerechte Querschnittsform und -fläche haben, ober diejenigen Blöcke, die mit Durchgängen ausgebildet sind können eine andere Qu'rschnittsform und -fläche als einige oder alle der restlichen Blöcke haben. Diejenigen Blöcke, die mit Durchgängen ausgebildet sind, können jeweils mit einem oder mit mehreren Durchgängen ausgebildet sein.Blocks flow. All blocks can have the same horizontal cross-sectional shape and face, or those blocks that are formed with passages may have a different cross-sectional shape and area than some or all of the rest Have blocks. Those blocks that are formed with passages can each be designed with one or more passages.
Vorzugsweise sind wenigstens die den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blöcke jeweils mit wenigstens einem Durchgang ausgebildet, und die oberen Teile dieser Blöcke haben verminderte waagerechte Querschntttsfläche, um zu gestatten, daß die oberen Abschnitte der Durchgänge in den Raund oberhalb der Platte münden. Wenn die Basisteile der den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blöcke vieleckigen waagerechten Querschnitt haben, können die oberen Teile dieter Blöcke allgemein Pyramidenform haben. Vorteilhafterweise haben die Basisteile der den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blöcke waagerechten querschnitt in Form eines regeläßigen Sechsecks und sind von gleicher Größe, und jeder dieser fllöcke ist mit einem einzigen Durchgang ausgebildet, dessen unterer Abschnitt mit dem Block gleichachsig verläurt und mit Abzweigungen versehen ist, um drei obere Abschnitte des Durchgangs zu bilden, deren Achsen sich im wesentlichen waagerecht erstrecken und in senkrechten Ebenen liegen, die in Winkeln von im wesentlichen i200 schräg zueinander liegen. Wenn die oberen Teile dieser Blöcke allgemein Pyramidenform haben, können die drei oberen Abschnitte jedes Durchgangs in abwechselnden Pyramidenflächen des oberen Teiles desjenigen Blocks, in welchem der Durchgang, ausgebildet ist, in den Raum oberhalb der Platte münden. Vorzugsweise haben die Basisteile der den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blöcke einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechsecks und sind von gleicher Größe, die oberen Teile dieser Blöcke haben schräge Flächen, und jeder dieser Blöcke ist mit zwei Durchgängen bohne Ab-Abzweigung ausgebildet, deren untere Abschnitte sich senkrecht und derart erstrecken, daß ihre Achsen in einer Ebene, in welcher die Achse des Blocks liegt, und im wesentlichen in gleichen Abständen von dieser Achse liegen, d deren obere Abschnitte sich im wesentlichen waagerecht erstrecken. Preferably at least the side walls of the reactor are not adjacent blocks each formed with at least one passage, and the upper parts of these blocks have a reduced horizontal cross-sectional area, around to allow the upper portions of the passageways in the radius above the Open plate. When the base parts of the side walls of the reactor are not adjacent lying blocks have polygonal horizontal cross-section, the upper parts can the blocks are generally pyramidal in shape. The base parts advantageously have of the blocks not adjacent to the side walls of the reactor are horizontal cross-section in the form of a regular hexagon and are of the same size, and each of these blocks is formed with a single passage, the lower The section is coaxially extended with the block and provided with branches, to form three upper sections of the passage, the axes of which are substantially the same extend horizontally and lie in vertical planes at angles of substantially i200 are at an angle to each other. When the upper parts of these blocks are generally pyramidal in shape can have the three upper sections of each passageway in alternating pyramidal faces the upper part of the block in which the passage is formed, open into the space above the plate. Preferably, the base parts of the Side walls of the reactor not adjacent blocks have a cross section in Shape of a regular hexagon and are of the same size, the upper parts these blocks have sloping faces, and each of these blocks has two passageways bean branch-off, the lower sections of which are perpendicular and extend so that their axes are in a plane in which the axis of the block is, and are substantially equidistant from this axis, d their upper sections extend substantially horizontally.
Die' Achsen der beiden oberen Abschnitte der Durchgänge in Jedem den Seitenwänden des Reaktors nicht benachbart liegenden Blocks können sich in im wesentlichen gegenparalle len Richtungen erstrecken und in einem Winkel von 60° zu der die Achse des Blocks enthaltenden Ebene schräg liegen.The 'axes of the top two sections of the passages in each den Side walls of the reactor not adjacent blocks can be in substantially Gegenparalle len directions and extend at an angle of 60 ° to the axis of the plane containing the block are inclined.
Die oberen zeile Jedes dieser Blöcke können sechs schräge.The top line Each of these blocks can have six beveled ones.
Flächen aufweisen, von denen zwei gegenüberliegende Flächen rechteckig sind und sich in einer waagerechten Kante bzw. einem Grat treffen, und wobei dS reslichen vier Flächen dreieckförmig sind und an den Enden des Grates enden. Die. beiden oberen Abschnitte der Durchgänge in Jedem dieser Blöcke können dann in den Raum oberhalb der Platte, und zwar einer in Jeder der beiden gegenüberliegenden rechteckigen Flächen des oberen Teiles desjenigen Blocks münden, in welchen die Durchgänge ausgebildet sind.Have faces, two of which are opposite faces rectangular and meet in a horizontal edge or ridge, and where dS All four faces are triangular and end at the ends of the ridge. The. Both upper sections of the passages in each of these blocks can then be used in the Space above the plate, one in each of the two opposite rectangular surfaces of the upper part of that block open into which the Passages are formed.
Es kann eine Mehrzahl einzelner Zuführrohre für das Fluidisierende Gas vorgesehen sein, deren jedes mit einem einzigen Loch oder einer Gruppe von Löchern verbunden ist. There can be a plurality of individual supply tubes for the fluidizing agent Gas may be provided, each with a single hole or a group of holes connected is.
Eine solche AusfUhrung hat den Vorteil, daß an eSn Loch oder eine Gruppe von Löchern ein größeer Druck angelegt werden kann, wenn das eine Loch oder ein oder mehrere der Gruppe von Löchern verstopft werden sollte.Such a design has the advantage that a hole or a Group of holes a larger pressure can be applied if the one hole or one or more of the group of holes should become plugged.
Anstelle einzelner Zuführrohre kann der Reaktor eine Verteilerkammer (gewöhnlich als Windkammer bezeichnet) unterhalb der Platte aufweisen, welche eine oder mehrere Einlässe für d¢s fluidisierende Gas hat, und welche eine Verbindung zwischen dem Einlaß bzw. den Einlässen und den Lö-Löchern in der metallenen Grundplatte schafft. Im Vergleich zu der Ausführung mit einzelnen Zuführrohren für das fluidisierende Gas hat eine solche Ausführung den Vorteil der größeren einfachneit. Instead of individual feed pipes, the reactor can have a distribution chamber (commonly referred to as a wind chamber) below the plate, which has a or has several inlets for the fluidizing gas, and which have a connection between the inlet (s) and the holes in the metal base plate creates. Compared to the version with individual feed tubes for the fluidizing Gas, such a design has the advantage of greater simplicity.
Um eine gleicbmäßige Verteilung des fluidisierenden Gases zwischen den Löchern ohne Rücksicht auf Schwankungen in der Druckverteilung unmittelbar oberhalb der Platte zu erhalten, ist es bekanntlich wesentlich, daß beim Arbeiten ein beträchtlicher Druckabfall zwischen der Verteilerkammer und dem Raum oberhalb der Platte vorhanden ist. Bin Druckabfall zwischen 1/2 and 2 mal dem Druckabfall quer durch das Fließbett ist im allgemeinen zweckentsprechend. Dieser Druckabfall kann dadurch erhalten werden, daß für jedes Loch in der teitallenen Grundplatteeine Länge einer Rohres mit geringerem Durchmesser vorgesehen wird, dessen oberes Ende mit dem Loch, und dessen unteres Ende mit dem Inneren der verteilerkammer in Verbindung steht. Jedes dieser kleinen Rohre bzw. Röhrchen kann gerade oder gebogen, beispielsweise in Form einer Schraube oder eines Haarnadelbogens ausgebildet Sein. In order to achieve an even distribution of the fluidizing gas between the holes immediately above regardless of fluctuations in the pressure distribution To get the plate, it is known to be essential that a considerable amount of time is required when working There is a pressure drop between the plenum chamber and the space above the plate is. Am pressure drop between 1/2 and 2 times the pressure drop across the fluidized bed is generally appropriate. This pressure drop can be obtained by that for each hole in the teitallenen base plate a length of tube with less Diameter is provided, the upper end with the hole, and the lower End communicates with the interior of the distribution chamber. Each of these little ones Tubes or tubes can be straight or curved, for example in the form of a screw or a hairpin bow.
Anitelledessen kann jedes Loch in der Platte mit einer Öffnung verminderten Querschnitts verschen sein, beispielsweise durch Befestigen einer mit einer Öffnung versehenen Scheibe an der Unterseite der metallenen Grundplatte, wobei die querschnittsfläche der Öffnung geringer als die Querschnittsfläche des lochs in der metallenen Grundplatte ist. und wobei die Öffnung die einzige Verbindung zwischen der Verteilerkammer und dem loch bildet. Anitelless each hole in the plate can with a opening reduced cross-section be given away, for example by attaching a with an opening disc on the underside of the metal base plate, wherein the cross-sectional area of the opening is less than the cross-sectional area of the hole is in the metal base plate. and wherein the opening is the only connection forms between the manifold and the hole.
Die metallene Grundplatte ist vorteilhafterweise aus Stahl hergestellt. nie hätzebeständigen Blöcke können aus Beton oder einem anderen gießfähigen hitzebeständigen Material hergestellt sein. jedoch kann anstelle dessen ein formbares oder spritzbares hitzebeständiges Material verwendet werden1 Als Bindemittel kann ein zweckentsprechender Zement od.dgl. verwendet werden. The metal base plate is advantageously made of steel. Never heat-resistant blocks can be made of concrete or some other castable heat-resistant Material to be made. however, a malleable or injectable one can be used instead Heat-resistant material can be used1 A suitable binding agent can be used Cement or the like. be used.
Zwei Ausführungsformen eines Fließbettreaktors der ge-, mäß der Erfindung ausgeführt und sur Verwendung bei der Chlorierung titanhaltiger Materialien geeignet ist werdenzachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Two embodiments of a fluidized bed reactor according to the invention designed and suitable for use in the chlorination of titanium-containing materials is explained below with reference to the drawing, for example.
Fig. 1 ist eine axiale Schnittansicht einer Ausführungsform des Reaktors. Figure 1 is an axial sectional view of one embodiment of the reactor.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt und in vergrößertem Maßstab, eines Teiles der gelochten bzw. perforierten Platte des in Fig. 1 gezeigten Reaktors. Fig. 2 is a side view, partly in section and on an enlarged scale Scale, part of the perforated plate of the one shown in FIG Reactor.
Fig. 3 ist eine ebenfalls in vergrößertem Maßstab gehaltene Draufsicht der gelochten Platte des in Fig. l gezeigten Reaktors. Fig. 3 is a plan view, also on an enlarged scale the perforated plate of the in Fig. L shown reactor.
Fig. 4 ist eine SeStenansicht im gleichen Maßstab wie Fig. 3 eines der hitzebeständigen Blöcke, die einem Teil der gelochten Platte einer zweiten Ausführungsform des Reaktors bilden. Fig. 4 is a side view on the same scale as Fig. 3 of the refractory blocks that form part of the perforated plate of a second embodiment of the reactor.
Fig. 5 ist eine Endansicht des in Fig. 4 wiedergegebenen hitzebeständigen Blocks. FIG. 5 is an end view of the refractory shown in FIG Blocks.
Fig. 6 ist eine Draufsicht der perforierten Platte der zweiten Ausführungsform des Reaktors in gleichem Maßstab wie Fig. 3. Fig. 6 is a plan view of the perforated plate of the second embodiment of the reactor on the same scale as FIG. 3.
Gemäß Fig. 1 weist eine Ausführungsform des Reaktors einen zylindrischen Stahlmantel bzw. eine Hülle 1 auf, die mit senkrechter Achse angeordnet und an ihrem unteren Endet an einer ringförmigen Stahiplatte 2 befestigt ist, die sich waagerecht erstreckt und zu der Hülle 1 gleichachsig angeordnet ist. Derjenige Teil der Ringplatte 2, der auf der Innenseite der Hülle 1 liegt, dient als Abstützung für einen hitzebeständigen Einsatz 3, welcher die Hülle 1 von dem Inneren des Reaktors oberhalb der Ringplatte 2 isoliert. According to FIG. 1, one embodiment of the reactor has a cylindrical one Steel jacket or a shell 1, which is arranged with a vertical axis and on her lower end is attached to an annular steel plate 2, which is horizontal extends and is arranged coaxially to the shell 1. That part of the ring plate 2, which lies on the inside of the shell 1, serves as a support for a heat-resistant one Insert 3, which covers the shell 1 from the inside of the reactor above the ring plate 2 isolated.
Die Hülle 1 ist von einer äußeren zylindrischen Hülle 4 umgeben, die mit der Hülle 1 gleichachsig angeordnet und an ihrem unteren Ende an der Ringplatte 2 nahe deren Umfang befestigt ist. Die oberen Enden der Hüllen 1 und 4 sind an einem Stahlring 5 befestigt, der als Abstützung für eine kreisförmige Abdeckplatte 6 dient. Unterhalb der Abdeckplatte 6 erstreckt sich der hitzebeständige Einsatz 3 über die Oberseite des Reaktors. Der durch die Hüllen 1 und 4, die Ringplatte 2 und den Ring 5 abgeschlossene Raum bildet einen Kühlmantel, in welchen Wasser oder ein anderes geeignetes Kühlmedium durch einen Einlaß 7 hindurch nahe der Basis des Mantels eingelassen, und aus welchem das Wasser oder das andere Kühlmedium durch einen Auslaß 8 hindurch nahe dem oberen Ende des Mantels ausgelassen werden kann. The shell 1 is surrounded by an outer cylindrical shell 4, arranged coaxially with the shell 1 and at its lower end on the ring plate 2 is attached near the periphery. The upper ends of the cases 1 and 4 are on one Steel ring 5 attached, which serves as a support for a circular cover plate 6. Below the cover plate 6, the heat-resistant insert 3 extends over the Top of the reactor. The closed by the shells 1 and 4, the ring plate 2 and the ring 5 Space forms a cooling jacket in which water or another suitable cooling medium admitted through an inlet 7 near the base of the shell, and from which the water or other cooling medium through an outlet 8 near the top End of the coat can be omitted.
Der Reaktor ist mit einem Einlaß 9- für festes Material und einem Dampfauslaß 10 versehen. The reactor is with an inlet 9- for solid material and one Steam outlet 10 provided.
Mit der Unterseite der Ringplatte 2 unmittelbar ihrer inneren Kante benachbart ist ein sich nach unten erstreckender zylindrischer Teil 11 befestigt, der an seinem unteren Ende mit einem sich nach außen erwtreckenden Ringflansch 12 versehen ist. Der Flansch 12 ist mit einen ähnlichen Flansch 13 verbolzt, der unmittelbar unter dem Flansch 12 angeordnet ist und sich von einem inneren zylindrischen Teil 14 nach außen erstreckt. Der innere zylindrische Teil 14 ist an seinem oberen Ende an der Unterseite einer waagerec!'ten gelochten Grundplatte 15 aus Stahl betestigt und zwar dem Umfang dieser Grundplatte 15 unmittelbar benachbart. Die Unterfläche der Grundplatte 15 liegt etwas oberhalb der oberen Fläche der Ringplatte 2, und ihr Durchmesser ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des hitzebeständigen Einsatzes 3, so daß einer schmalen Ringspalt zwischen der Grundplatte 15 und dem hitzebeständigen Einsatz 7 vorhandeln ist. Der innere zylindrische Teil 14 ist an seinem unteren Ende alt eine. sich nach außen erstreckenden Ringflansch 16 versehen, der mit 01Cm ähnlichen Flansch 17 verbolst ist, welcher unmittelbar unter dem Flansch 16 angeordnet ist und sich von der Kante eines gewölbten Teiles 18 nach außen erstreckt, der zum Abschließen des Bodens des Reaktors dient. Die durch die Grundplatte 15, den inneren zylindrischen Teil 14 und den gewölbten Teil 18 gebildete Kammer dient als Verteiller - oder Windkammer. An dem inneren zylindrischen Teil 14 ist zwischen dem Flansch 13 und dem Flansch 16 ein Einlaß 19 zum Einführen fluidisierenden Gases in die Kammer ausgebildet, und die Kammer ist mit einer Inspecktionsplatte 20 versehen, welche eine mittlere Öffnung in dem gewölbten Teil 18 abschließt. With the underside of the ring plate 2 directly on its inner edge adjacent a downwardly extending cylindrical part 11 is attached, at its lower end with an outwardly extending annular flange 12 is provided. The flange 12 is bolted to a similar flange 13, which is directly located under the flange 12 and extending from an inner cylindrical part 14 extends outward. The inner cylindrical part 14 is at its upper end attached to the underside of a horizontal perforated base plate 15 made of steel namely immediately adjacent to the circumference of this base plate 15. The lower surface the base plate 15 is slightly above the upper surface of the ring plate 2, and their diameter is slightly smaller than the inner diameter of the heat-resistant one Insert 3, so that a narrow annular gap between the base plate 15 and the heat-resistant insert 7 is present. The inner cylindrical part 14 is on his lower end old one. outwardly extending annular flange 16 provided, which is bolted with flange 17 similar to 01Cm, which directly is arranged under the flange 16 and extends from the edge of a curved part 18 extends outward, which serves to close off the bottom of the reactor. the through the base plate 15, the inner cylindrical part 14 and the domed part 18 formed chamber serves as a distributor or wind chamber. On the inner cylindrical one Part 14 is an inlet 19 for insertion between flange 13 and flange 16 fluidizing gas is formed in the chamber, and the chamber is provided with an inspection plate 20, which closes a central opening in the curved part 18.
Auf der Oberseite der gelochten Stahl-Grundplatte 15 ist eine Anzahl hitzebeständiger Blöcke angeordnet, die allgemein mit dtna Bezugszeichen 21 versehen sind. Die Stahl-Grundplatte 15 und die hitzebeständigen Blöcke 21 bilden zusammen eine Platte zum Tragen eines Fließbettes. On the top of the perforated steel base plate 15 is a number heat-resistant blocks, which are generally provided with dtna reference numeral 21 are. The steel base plate 15 and the heat-resistant blocks 21 form together a plate for supporting a fluidized bed.
Gemäß den Figuren 2 und 3 weist Jeder der Blöcke 21 einen Basisteil 22 mit waagerechtem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechsecks auf, und der obere Abschnitt des Basisteils 22 hat eine etwas geringere Querschnittsfläche, um das ZufUhren von Bindematerial zwischen die Blöcke 21 zu erleichtern, nachdem diese auf der Stahl-Grundplatte 15 angeordnet sind, und ferner einen Oberteil 23 auf, welcher die Form einer regelmäßigen Pyramide hat. Jeder der Blöcke 21 ist mit einem Durchgang ausgebildet, der allgemein mit dem Bezugszeichen 24 versehen ist, und dessen unterer Abschnitt 25 senkrecht und mit dem Block 21 gleichachsig verläuft, und welcher innerhalb des oberen Teils 23 des Blocks 21 mit Abzweigungen versehen ist, um drei sich waagerecht erstreckende obere Abschnitte 26 zu bilden. Die drei sich waagerecht erstreckenden oberen Abschnitte 26 des Durchgangs 24 liegen in Winkeln von 1200 schräg zueinander und sie münden in abwechselnden Dreieckflächen des oberen Teiles 23 des Blocks 21. Die Blöcke 21 sind so ausgerichtet, daß von Jedem Paar sich gegenüberliegender Dreieckflächen benachbarter Blöcke 21 eine der Dreieckflächen eine zu einem oberen Abschnitt 26 eines Durchgangs 24 führende Öffnung, und die andere Fläche keine solche Öffnung aufweist. DIQ Anzahl der Blöcke 21 ist gleich der Anzahl der Löcher in der Stahl-Grundplatte 15, und die unteren Enden der unteren Abschnitte 25 der Durchgänge 24 befinden sich mit den Löchern in Ausrichtung. According to FIGS. 2 and 3, each of the blocks 21 has a base part 22 with a horizontal cross-section in the form of a regular hexagon, and the upper portion of the base part 22 has a slightly smaller cross-sectional area to facilitate the feeding of binding material between the blocks 21 after these are arranged on the steel base plate 15, and furthermore an upper part 23, which has the shape of a regular pyramid. Each of the blocks 21 is associated with one Passage formed, which is generally provided with the reference numeral 24, and the lower Section 25 is perpendicular and coaxial with the block 21, and which is within of the upper part 23 of the block 21 is branched off by three horizontally extending upper portions 26 to form. The three horizontally extending Upper sections 26 of the passage 24 are inclined to one another at angles of 1200 and they open into alternating triangular areas of the upper part 23 of the block 21. The blocks 21 are oriented so that each pair of opposing triangular faces of adjacent blocks 21 one of the triangular surfaces one to an upper section 26 one opening leading to a passage 24, and the other surface does not have such an opening having. DIQ number of blocks 21 is equal to the number of holes in the steel base plate 15, and the lower ends of the lower portions 25 of the passages 24 are located with the holes in alignment.
Die der Kante der Stahlbasisplatte 15 benachbart liegenden Blöcke 21 sind, wenn notwendig, um ein überstehen der Blöcke 21 über die Kante der Platte 15 zu verhindern, derart getrimmt, daß die Außenfläche des Basisteiles des Blockaufbaus zylindrisch ist und nur durch einen schmalen Ringspalt von der Innenfläche des hitzebeständigen Einsatzes 3 getrennt ist. The blocks adjacent to the edge of the steel base plate 15 21 are, if necessary, to allow the blocks 21 to protrude over the edge of the plate 15 to prevent trimmed so that the outer surface of the base part of the block structure is cylindrical and only defined by a narrow annular gap from the inner surface of the heat-resistant Insert 3 is separated.
Wenn es gewünscht wird, kann eine dünne Schicht Bindmaterial zwischen die obere Fläche der Stahl-Grundplatte 15 und die Unterflächen der Blöcke 21 gebracht werden. Ebenso können zwischen den Blöcken 21 vorhandene Spalte mit Bindematerial ausgefüllt werden. If desired, a thin layer of binding material can be placed in between the upper surface of the steel base plate 15 and the sub-surfaces of blocks 21 are brought. Likewise, 21 existing between the blocks Column to be filled with binding material.
An der Unterseite der Stahl-Grundplatte 15 ist eine Anzahl kurzer Rohre 27, jeweils eines für jedes Loch, befestigt, sind deren obere Enden mit den Löchern ausgerichtet/und, deren untere Enden mittels Kupplungen 28 mit den oberen Enden langer senkrechter Rohre 29 freigebbar verbunden sind. Die Rohre 29 mtinden an ihren unteren Enden in die Verteilerkammer. On the underside of the steel base plate 15 are a number of short ones Pipes 27, one for each hole, attached, their upper ends with the Holes aligned / and, the lower ends of which by means of couplings 28 with the upper Ends of long vertical tubes 29 are releasably connected. The pipes 29 are connected at their lower ends into the distribution chamber.
Um das Risiko einer Verstopfung, die an einer Stelle auftreten kann, an welcher der Durchmesser einer der Wege verengt ist, längs deren das Gas von der Verteilerkammer zu dem Teil des Reaktors oberhalb der Platte strömt, auf einem Minimum zu halten, haben die Strömungswege überall gleichmäßigen Durchmesser. Somit haben die Rohre 27 und 29, die Löcher in der Stahl-Grundplatte 15 sowie die unteren und oberen Abschnitte 25 bzw. 26 der Durchgänge 24 überall den gleichen Innendurchmesser.To reduce the risk of constipation that may occur in one area, at which the diameter of one of the paths is narrowed along which the gas from the Distribution chamber flowing to the part of the reactor above the plate, to a minimum To maintain, the flow paths have uniform diameters everywhere. So have the tubes 27 and 29, the holes in the steel base plate 15 and the lower and upper sections 25 and 26 of the passages 24 have the same inner diameter everywhere.
Im Betrieb wird das das Bett bildende feste Material in den Raum des Reaktors oberhalb der Platte durch den Einlaß 9 hindurch, und fluidisierendes Gas durch den Einlaß 19 hindurch in die Verteilerkammer eingeführt. Das fluidisierende Gas strömt durch die Rohre 29 und 27, die Löcher in der Stahl-Grundplatte 15 und die Durchgänge 24 hindurch und gelangt dann zu dem Bett aus festem von der Plattform getragenen Material und fluidisiert dieses. Die von dem Bett auf steigenden Gase oder Dämpfe verlassen möglicherweise zusammen mit mitgeführten in dem Bett erzeugten feinen festen Teilchen, den Reaktor durch den Auslaß 10 hindurch. Weiterhin fallen einige feste Teilchen nach unten zwischen den Blöcke 21 und den hitzebeständigen Einsatz 3 und füllen sowohl diesen Raum als auch den Raum zwischen den zylindrischen Teilen 11 und 14 aus. In operation, the solid material making up the bed is released into the room of the reactor above the plate through inlet 9, and fluidizing Gas introduced through inlet 19 into the plenum chamber. The fluidizing Gas flows through tubes 29 and 27, the holes in the steel base plate 15 and passages 24 therethrough and then to the bed of solid from the platform worn material and fluidizes it. The ones from the bed rising Gases or vapors may leave along with entrained ones in the bed fine solid particles generated, passed the reactor through the outlet 10. Farther some solid particles fall down between the blocks 21 and the refractory ones Insert 3 and fill both this space and the space between the cylindrical ones Share 11 and 14.
Bei geeigneter Wahl der Abmessungen ist es möglich, zu erreichen, daß der Druckabfall zwischen der Verteilerkammer und dem Raum unmittelbar überhalb der Platte von gleicher Größenordnung wie der Druckabfall am Bett selbst ist, wodurch gewährleistet wird, daß das fluidisierende Gas zwischen den verschiedenen Durchgängen 24 gleichmäßig verteilt wird. With a suitable choice of dimensions it is possible to achieve that the pressure drop between the distribution chamber and the space immediately above of the plate is of the same order of magnitude as the pressure drop across the bed itself, whereby it ensures that the fluidizing gas between the various passages 24 is evenly distributed.
Durch die Tatsache, daß die oberen Abschnitte 26 der Durchgänge 24 sich waagerecht erstrecken, wird jedwedes sonst möglicherweise vorhandene Bestreben fester Teilchen, in die Druchgänge 24 zu fallen und diese abzusperren bzw. zu verstopfen, vermieden oder stark vermindert. By the fact that the upper portions 26 of the passages 24 extend horizontally, any other endeavor that may otherwise exist solid particles falling into the passages 24 and blocking or clogging them, avoided or greatly reduced.
Durch Lösen der die Flansche 16 und 17 zusammenhatenden Bolzen kann der gewölbte Teil 18 abgenommen werden, um Zugang zu dem Inneren der Verteilerkammer zu schaffen. Wenn es gewünscht wird, den Druckabfall zwischen der Verteilerkammer und dem Raum unmittelbar oberhalb der Platte (für eine gegebene Zuführgeschwindigkeit des fluidisierenden o'adies) zu ändern, kann dies dadurch erhalten werden, daß die Rohre 29 durch Rohre anderer Länge ersetzt werden. Wenn es gewünscht wird, einen sehr großen Druckabfall zu erhalten, so daß die Rohre 29 verhältnismäßig lang sein müssen, können sie, anstelle garade zu sein spiralförmig oder schraubenförmig oder mit einem Haarnadelbogen ausgebildet sein. By loosening the bolts holding the flanges 16 and 17 together, you can the domed part 18 can be removed to give access to the interior of the distribution chamber to accomplish. If desired, the pressure drop between the distribution chamber and the space immediately above the platen (for a given feed speed of the fluidizing o'adies), this can be obtained in that the Tube 29 can be replaced by tubes of different lengths. If so, one very much to obtain large pressure drop, so that the tubes 29 must be relatively long, they can, instead of being spiral or helical or with a garade Be formed hairpin bows.
Durch Lösen der die Flansche 12 und 13 zusammenhaltenden Bolzen können der innere zylindrische Teil 14, die Stahl-Grundplatte 15 undder Aufbau der Blöcke 21 als eine Einheit zur Wartung oder für andere Zwecke herausgenommen werden. By loosening the bolts holding the flanges 12 and 13 together, you can the inner cylindrical part 14, the steel base plate 15 and the structure of the blocks 21 can be removed as a unit for maintenance or other purposes.
Die in den Figuren 4, 5 und 6 wiedergegebene abgewandelte Ausführungsform des Reaktors ist der ersten Ausführungsform ähnlich mit Ausnahme der Anordnung der Löcher in der Stahl-Grundplatte 15 und derForm der hitzebeständigen Blöcke. The modified embodiment shown in FIGS. 4, 5 and 6 of the reactor is similar to the first embodiment except for the arrangement of FIG Holes in the steel base plate 15 and the shape of the refractory blocks.
Die Blöcke 21 sind durch Blöcke ersetzt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet sind. Der Basisteil 31 jedes Blocks 30 weist einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechsecks auf, und die obere Hälfte des Basisteils 31 hat eine etwas verkleinerte Querschnittsfläche, um das Zuführen von Bindematerial zwischen die Blöcke 30, nachdem diese auf der Stahl-Grundplatte 15 angeordnet sind, zu erleichtern. Der obere Teil 32 Jedes Blocks 30 hat sechs schräge Flächen, von denen zwei gegenüberliegende Flächen 33 rechteckig sind und sich treffen, um eine waagerechte Kante bzw. einen waagerechten Grat 34 zu bilden. Die restlitzen Vier Flächen 35 sind dreieckförmig und enden an den Enden dr Kante 34.The blocks 21 have been replaced by blocks generally designated by the reference number 30 are designated. The base part 31 of each block 30 has a cross section in FIG Shape of a regular hexagon, and the upper half of the base part 31 has a slightly reduced cross-sectional area to allow the feeding of binding material between the blocks 30 after they are placed on the steel base plate 15 to facilitate. The upper part 32 of each block 30 has six inclined surfaces, two of which are opposite Areas 33 are rectangular and meet around a horizontal edge or a to form horizontal ridge 34. The remaining four faces 35 are triangular and terminate at the ends of the edge 34.
Jeder der Blöcke 30 ist mit zwei Durchgängen 36 versehen, deren jeder einen sich senkrecht erstreckenden unteren Abschnitt 37 und einen sich waagerecht erstreckenden oberen Abschnitt 38 aufweist. Die Anordnung der Durchgänge 36 ist derart, daß die Achsen der unteren Abschnitte 37, wenn sie hergestellt werden, durch die beiden Enden der waagerechten Kante 34 verlaufen. Die Achsen der oberen Abschnitte 38 der beiden Durchgänge 36 in jedem Block 30 erstrecken sich in gegenparallelen Richtungen, die in einem Winkel von 600 zu der die Achsen derunteren Abschnitte 37 der beiden Durchgänge 36 enthaltenden senkrechten Ebene schräg liegen, und die oberen Abse} ulitte 38 der beiden Durch gänge 36 münden in den beiden rechteckigen Flächen 33 in den Raum oberhalb der Platte. Each of the blocks 30 is provided with two passages 36, each of which one vertically extending lower portion 37 and one horizontally having extending upper portion 38. The arrangement of the passages 36 is such that the axes of the lower sections 37, when made, are through the two ends of the horizontal edge 34 run. The axes of the upper sections 38 of the two passages 36 in each block 30 extend in opposed parallel Directions at an angle of 600 to that of the axes of the lower sections 37 of the two passages 36 containing vertical plane are inclined, and the upper abse} ulitte 38 of the two passages 36 open into the two rectangular ones Areas 33 in the space above the plate.
Die der Kante der Stahl-Grundplatte 15 benachbart liegenden Blöcke 30 sind, um ein Uberstehen über die Kanten der Platte 15 zu vermeiden, derart getrimmt, daß die Außenfläche des Basisteiles des Blockaufbaus zylindrisch ist und nur durch einen schmalen Ringspalt von der Innenfläche des hitzebeständigen Einsatzes 3 getrennt ist. The blocks lying adjacent to the edge of the steel base plate 15 30 are trimmed in order to avoid protruding over the edges of the plate 15, that the outer surface of the base part of the block structure is cylindrical and only through separated from the inner surface of the heat-resistant insert 3 by a narrow annular gap is.
Die Anzahl der Löcher in der Stahl-Grundplatte 15 ist gleich der Anzahl der Durchgänge 36, und die Löcher befinden sich mit den unteren Enden der unteren Abschnitte 37 der Durchgänge 36 in Ausrichtung. tachstehend werden als Beispiel einige geeignete Abmessungen für die zweite Ausführungsform des Reaktors ange geben, wobei der Durchmesser der Stahl-Grundplatte 1600 mm betragen, und die Platte 15 mit 66 Löchern versehen sein kann. Der Durchmesser jedes Lochs in der Stahl-Grundplatte 15, welcher dem Innendurchmesser der Durchgänge 36 und der Rohre 27 und 29 gleich ist, kann 6>35 mm betragen. Der Abstand, durch welchen gegenüberliegende Flächen der unteren Hälften der Basisteile 31 Jedes der Blöcke 30 getrennt sind, kann 247,65 mm betragen, wobei dieser Abstand auf 241,3 mm im Bereich der oberen Hälften der Basisteile 31 der Blöcke 30 verringert ist. Die Höhe der Basisteile 31 der Blöcke 30 kann 355,6, und die Höhe der oberen Teile 32 120,65 mm betragen. Die Länge jeder der waagerechten Kanten 34 kann 142,87 mm betragen. Die Achsen der oberen Abschnitte 38 der waagerechten Abschnitte der Durchgänge 36 können 57,15 mm über dem Oberende der Basisteile 31 der Blöcke 30 liegen. The number of holes in the steel base plate 15 is equal to that Number of passages 36, and the holes are with the lower ends of the lower portions 37 of the passages 36 in alignment. The following are given as an example provided some suitable dimensions for the second embodiment of the reactor give, the diameter of the steel base plate being 1600 mm, and the plate 15 can be provided with 66 holes. The diameter of each hole in the steel base plate 15, which is equal to the inner diameter of the passages 36 and the tubes 27 and 29 can be 6> 35 mm. The distance through which opposing faces of the lower halves of the base parts 31 Each of the blocks 30 are separated, 247,65 mm, with this distance to 241.3 mm in the area of the upper halves of the Base parts 31 of the blocks 30 is reduced. The height of the base parts 31 of the blocks 30 may be 355.6 mm and the height of the upper parts 32 may be 120.65 mm. The length of each the horizontal edges 34 can be 142.87 mm. The axes of the upper sections 38 of the horizontal sections of the passages 36 can be 57.15 mm above the top of the base parts 31 of the blocks 30 lie.
Die zweite Ausführungsform des Reaktors arbeitet in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform, Jedoch ergibt sich durch die Tatsache, daß die Durchgänge 36 keine Abzweigungen aufweisen, der Vorteils, daß, wenn der obere Abschnitt 38 einer der Durchgänge 36 vollständig verstopft werden sollte, der Druckabfall längs der Verstopfung gleich dem gesamten Druckabfall zwischen der Verteilerkammer und dem Raum unmittelbar oberhalb der Platte ist. Diese Erscheinung, die nicht auftritt, wenn nur ein Zweig eines mit einer Abzweigung versehenen Durchgangs verstopft wird, macht es erheblich wahrscheinlicher, daß Verstopfungen, die sich in den oberen Abschnitten 38 der Durchgänge 36 zeitweilig bilden, sich beim Arbeiten von selber auflösen. The second embodiment of the reactor operates in the same way Way like the first embodiment, however, is evident from the fact that the passages 36 have no branches, the advantage that when the upper Section 38 of one of the passages 36 should become completely clogged, the pressure drop along the blockage equals the total pressure drop between the distribution chamber and the space immediately above the plate. This phenomenon that does not occur if only one branch of a branch-off passage becomes blocked, makes it much more likely that clogs that are in the upper Sections 38 of the passages 36 temporarily form themselves while working dissolve.
In beiden Ausführungsformen des Reaktors können die hitzebeständigen Blöcke mit abgerundeten Ecken und Kanten ausgebildet sein, um die Herstellung zu erleichtern. In both embodiments of the reactor, the heat-resistant Blocks with rounded corners and edges can be designed to facilitate manufacture facilitate.
Claims (18)
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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