[go: up one dir, main page]

DE2533010A1 - Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett - Google Patents

Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett

Info

Publication number
DE2533010A1
DE2533010A1 DE19752533010 DE2533010A DE2533010A1 DE 2533010 A1 DE2533010 A1 DE 2533010A1 DE 19752533010 DE19752533010 DE 19752533010 DE 2533010 A DE2533010 A DE 2533010A DE 2533010 A1 DE2533010 A1 DE 2533010A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bed
nozzle
spout
air
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19752533010
Other languages
English (en)
Inventor
Percy Lloyd Waters
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Original Assignee
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO filed Critical Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Publication of DE2533010A1 publication Critical patent/DE2533010A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/002Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/245Spouted-bed technique
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
Dip!,lng. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL
281134 6 FRANKFURT/M.
TELEFON (06Π) 287oi4 GR. ESCHENHEIMER STR.39
22. Juli 1975
Gu/ki Case 3
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation Limestone Avenue
Campbell / Australien
Reaktor mit einem Spoutbett oder Spoutbett-
Fluidatbett
Die Erfindung betrifft einen Reaktor mit einem Spoutbett und/oder Spoutbett-Fluidatbett. Sie bezieht sich auf ein neues Konzept bei der Verbrennung in einem Fluidatbett, auch Wirbelbett oder Wirbelschichtbett genannt, wobei eine Kombination eines Spoutbettes und Fluidatbettes verwendet wird. Das Fluidatbett befindet sich entweder oberhalb des Spoutbettes oder·am Beginn der stagnierenden Zone des Spoutbettes. Dieser kombinierte Typ des Bettes hat besondere AnwenQungsmöglichkeiten bei der Verbrennung industrieller Abfälle, ist darauf jedoch nicht beschränkt.
509886/ 1 169
25330 iü
Fluidatbette werden herkömmlicherweise für die Verbrennung leicht flüchtiger Produkte unter besonderen Umständen verwendet, bei denen herkömmliche Verbrennungstechniken nicht anwendbar sind. Beispielsweise können brennbare Isolierungen von elektrischen Bauelementen in einem Fluidatbett entfernt werden. Die Veraschung von Abfallprodukten in einem Fluidatbett wurde ebenfalls vorgeschlagen. Eine Anordnung für eine derartige Verbrennung ist in der US-PS 3 524 633 beschrieben. Auch Spoutbetts sind bekannt. Sie werden zum Trocknen von Korn und zum Rösten von Erdnüssen verwendet. Eine neuere Zusammenfassung des Standes der Technik bei Spoutbettverfahren ist in öer Zeitschrift "Canadian Journal of Chemical Engineering", Vol. 52, April 1974 durch den Aufsatz von K.B. Mather und N. Epstein mit dem Titel "International Symposium on Spouted Beds" erschienen. Eine Erläuterung des Begriffes Spoutbett erfolgt weiter unten zu Beginn des speziellen Beschreibungsteils.
Die Verbrennung von Kraftstoffen, Öl, auch festen Brennstoffen in einem herkömmlichen Fluidatbett führt eine Anzahl von Nachteilen mit sich. Einer dieser Nachteile beim Injizieren flüssiger Kohlenwasserstoffe oder von Kohle in die Seite eines Fluidatbettes besteht darin, daß die leicht flüchtige Materie dazu neigt, Blasen eines brennbaren Gases zu erzeugen, die durch das Bett nach oben steigen, ohne daß sie mit der im Bett enthaltenen Luft richtig verbrennen. Dadurch ergibt sich nicht nur eine wenig wirksame Verwendung des Bettes, sondern die Gasblasen ergeben auch eine nicht gewünschte Verbrennung, wenn sie im Gebiet über dem Bett mit Luft gemischt werden. Die Verbrennung erfolgt gelegentlich explosiv. Es kommt auch vor, daß einige der flüchtigen Bestandteile unverbrannt entweichen. Um dieses Problem der unvollständigen Verbrennung zu lösen, sind verhältnismäßig tiefe Betten verwendet worden. Diese Betten erfordern jedoch einen hohen Luftdruck für das Aufwirbeln· und daher zusätzliche Leistung für das Gebläse oder dergleichen Einrichtungen, die den Fluidatdruck aufbringen.
609886/1169
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Fluidatbetten besteht darin, daß die das Bett ausbildenden Teilchen sich im wesentlichen nach oben bzw. unten und nicht so sehr in Querrichtung des Bettes bewegen. Mit dieser geringen seitlichen Bewegung der Teilchen, beispielsweise beim Injizieren von Kohle in das Bett, verteilen sich diese nicht schnell über den Querschnitt des Bettes, die Brennstoffverteilung relativ zur Luft ist ungleichmäßig und die Verbrennungsbedingungen sind nicht zufriedenstellend.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Fluidatbette besteht darin, daß die Größe der im Bett verwendeten Teilchen im allgemeinen kleiner als 3,1 S mm (1/8 Zoll) im Durchmesser sein sollen, vorzugsweise im Größenbereich von -30 bis +50 mesh (B.S„S.).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf dem Gebiet der Verbrennung die Nachteile herkömmlicher Fluidate bei der Veraschung industrieller Abfälle zu beseitigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird entweder
a) ein Ofen eines Spout-Fluidatbettes verwendet, in den die Luft und das brennbare Material in ein tiefes Teilchenbett durch eine einzige Öffnung eingeführt werden, so daß das Bett in der Nähe der Eingangsluftdüse gespoutet wird, wobei aber oberhalb dieses Spouts sich ein normaler Fluidatbettzustand einstellt, oder ';
b) man verwendet ein Spoutbett mit dem zusätzlichen Merkmal, daß Gas (normalerweise Luft) in ausreichendem Maße zugeführt wird, um die stagnierenden Teilchen unterhalb des bewegten Konus des Spoutbettes in das Stadium einer beginnenden Fluidisierung gebracht wird.
Erfindungsgemäß ist ein Reaktor mit einem Spoutbett oder Spoutbett-Fluidatbett zur Verwendung bei der Veraschung oder anderen Behandlung von Material vorgesehen, der ein Teilchenbett enthält, wenigstens eine Düse, die sich in das untere Gebiet des Bettes erstreckt, und Mittel, um Luft oder ein
509886/1169
anderes Fluid in das Bett durch die Düse mit ausreichender Geschwindigkeit einzulassen, um das Gebiet des Bettes oberhalb der Düse zu fluidieren. Dieser Reaktor ist dadurch gekennzeichnet, daß entweder
a) das Bett ausreichend tief ist, so daß ein Spoutbett oberhalb der Düse ausgebildet wird, wobei sich ein Fluidatgebiet (Wirbelgebiet) des Bettes oberhalb des Spoutbettgebietes befindet oder
b) ein Spoutbett wird oberhalb der Düse ausgebildet und zusätzliche Luft oder ein anderes Fluidum wird zum unteren Bereich des Bettes an einem oder mehreren Punkten neben oder ringsum die Düse mit ausreichender Geschwindigkeit zugefüht, um die Teilchen der stagnierenden Region des Spoutbettes im Stadium beginnender Fluidisierung (Verwirbelung) zu halten.
Die Düse kann entweder in die Basis oder in die Seite des Reaktorgefässes mit dem Bett eingeführt werden. Sie kann entweder eine einzige Öffnung oder eine Vielzahl von kleineren sekundären Öffnungen haben, die um eine Hauptöffnung angeordnet sind, so daß tertiäre Luft in das Bett eingelassen wird.
Normalerweise ist die Düse mit einer Hauptzufuhrleitung verbunden, durch die Luft oder oder ein anderes Fluid durch die Wirkung von Gebläsen zugeführt wird. Als Gebläse verwendet man Typen, die für Fluidatbette herkömmlich sind. Die Hauptzufuhrleitung enthält eine oder mehrere sekundäre Zufuhrleitungen oder Kanäle, durch die das sekundäre Material in Teilchenform, flüssiger oder Gas-Form, der Düse zugeführt werden kann.
Die Öffnung der Düse kann geeignet geformt sein. Falls erwünscht, kann eine Vielzahl dieser Düsen in einem ausgedehnten oder großen Bett verteilt angeordnet sein, von denen jede dazu imstande ist, ihren eigenen bewegten oder gespouteten Teil des Bettes unabhängig von den anderen Düsen zu erzeugen. Eine solche Anordnung vergrößert die vielseitige Verwendbarkeit des Reaktorsystems.
509886/1169
Auch kann Wasser dem Bett zugeführt werden, "beispielsweise zu Kühlzwecken im Fall einer Verbrennung, und zwar durch eine sekundäre Zufuhrleitung,
Wird der Reaktor nach der Erfindung bei der Veraschung oder anderen Behandlung von Materialien verwendet, so werden derartige Materialien vorzugsweise in das gespoutete Gebiet des Bettes eingeführt, insbesondere in das Gebiet nahe der einzigen Düsenöffnung.
Diese Materialien können beispielsweise dadurch eingeführt v/erden, daß sie im Zustrom der Luft oder eines anderen Fluides und im sekundären Material zur Düse mitgenommen werden, Alternativ können die Materialien auch durch eine getrennte Zuführeinrichtung direkt in das Spoutgebiet des Bettes in der Nähe der Düse eingegeben werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen typischen Ofen eines Spout-Fluidatbettes nach der Erfindung mit einem Rückführsystem zum Umlauf verbrannten Materials,zum Vorheizen der Luft und zum Feinverteilen des Ausgangsmaterials;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Ofens nach der Erfindung unter Einbeziehung einer Luftzufuhr für eine beginnende Fluidisierung der unteren stagnierenden Region des Bettes;
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderung des für das Fluidisieren benötigten Druckes des Gebietes oberhalb der Düse eines Reaktors des Typs nach Fig. 1 und 2 in Abhängigkeit von der Düsenkonstruktion;
509886/1169
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung, wie verschiedene Ausgangsmaterialien durch getrennte Düsen eingeführt werden können, um eine Vielzahl von Spoutbetten innerhalb eines einzigen, großen Teilchenbettes ausgebildet werden können, das geringfügig geneigt sein kann, um den Strom der Festteilchen zu unterstützen;
Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines Brenners zum Verbrennen flüssiger Brennstoffe und Abfälle in einer Reaktion nach der Erfindung.
In Fig. 1 enthält ein Gefäß 10 ein Bett aus heißen feuerfesten Teilchen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 750° C bis 1200° C. Sand, gebrannter Schiefer und Asche sind typische verwendete Materialien. Eine Düse 11 erstreckt sich in das Bett. Sie endet in einer einzigen Öffnung 12. Die Düse 11 kann, wie dies Fig. 1 zeigt, in das Gefäß durch dessen Boden eintreten, oder, wie Fig. 2 es zeigt, durch die Seitenwand in das Gefäß eingeführt werden. Bei einer weiteren alternativen Konstruktion kann die Düse in die Seitenwand des Gefässes eingefügt sein, das das Bett enthält, in welchem Fall sich im wesentlichen keine Verlängerung der Hauptzufuhrleitung in das Bett ergibt.
Luft und Brennstoff strömen durch getrennte Leitungen 13 bzw. zu der Öffnung 12 der Düse und von dort in das Bett. Der Luftstrom durch die Öffnung bewirkt, daß die Teilchen im Bett gespoutet werden. Das bedeutet, daß die Teilchen in einem Konus oberhalb der Öffnung 12 mitgenommen werden, während Teilchen, die sich außerhalb dieses Gebietes des Konus befinden, statisch bleiben. Dies ist die Definition des mehrfach erwähnten Spoutbettes. Bei flachen Betten bewirkt das Spouten eine Art Springbrunnen der Teilchen. Tiefere Betten ergeben ein Spouten mit sehr hohen Umlaufraten der festen Teilchen innerhalb des Aktivitätskonus. Mit Zufuhr von Luft, um die
509886/1169
beginnende Verwirbelung oder Fluidisierung der Teilchen außerhalb des Konusgebietes zu unterstützen, stellt diese Anordnung die Grundform der Erfindung dar. Bei tieferen Betten, beispielsweise Betten tiefer als etwa 65 cm, taucht das Spout unter ein fluidisiertes Teilchenbett unter. Dies ist eine andere Grundform der Erfindung.
Das schnelle Zirkulieren der heißen Teilchen innerhalb des Spoutgebietes ergibt gute Bedingungen für die Zündung und eine stabile Verbrennung des Brennstoffes, weil die starken Turbulenzen den Brennstoff und die Luft sehr wirksam mischen.
Wenn Festteilchen (beispielsweise gemahlene Kohleteilchen) in die Zufuhrleitung zur Düse eingeführt werden, so werden sie schnell querüber die Fläche des aktiven Konus des Bettes verteilt. Wenn sie brennbar sind, können diese Teilchen den Platz der normalen Brennstoffzufuhr zum Bett einnehmen, um dies zu heizen. Die größeren Teilchen neigen zum Verbleiben und bewegen sich in dem Gebiet A von Fig. 1, v/o die Geschwindigkeit der Luft aus der Düse hoch ist. Die kleineren Teilchen werden in das Gebiet B mit geringerer Luftgeschwindigkeit getragen. Das Gebiet C in Fig. 1 enthält stagnierende Teilchen oder ist im Anfangsstadium der Wirbelbettbildung. Weil die Oberflächen-Luftgeschwindigkeit im Gebiet B typischerweise im Bereich von etwa 0,5 m/sek. bis 2,0 m/sek. liegt, ist es für Teilchen bis zu 20 mm Durchmesser möglich, in diesem Teil des,Spouts getragen und verbrannt zu werden. Wie erwähnt, werden solche Teilchen in einem normalen Fluidatbett nicht schwebend gehalten, sondern sinken zum Boden.
Die Gasgeschwindigkeit bei der gegenwärtigen Öffnung der Düse liegt im allgemeinen zwischen 10m/sek. und 80 m/sek. . Ein Vorteil derart hoher Geschwindigkeiten liegt darin, daß sie die Dispersion und Zerkleinerung großer Agglomerate aus Abfallmaterialien ermöglichen, beispielsweise Aufschlämmungen und Schlamm. Solche Agglomerate können direkt in das Bett nahe der Düse eingeführt werden, wie dies die Zufuhreinrichtung 15 von Fig. 2 zeigt. Alternativ können sie in den Luft-
609886/1169
einlaßteil 13 über eine Förderleitung 18 eingeführt werden, wie dies Fig. 1 zeigt.
Es ist gelegentlich vorteilhaft, die in das Bett eintretende Luft, vorzuwärmen, um die Verbrennung zu unterstützen, oder auch für andere Zwecke (beispielsweise zum Vorheizen von Dampf, falls der Reaktor zum Vergasen verwendet wird). Ein Verfahren, um dies zu erreichen, ist in Fig. 1 gezeigt, wo die heißen Festteilchen aus dem stagnierenden Gebiet C des Bettes sich durch eine nach unten führende Leitung 16 bewegen und in die sekundäre Zufuhrleitung der Düse 11 für aufsteigende Luft injiziert werden, wobei ein geeigneter Injektor (Förderschnecke) 20 verwendet wird. Diese heißen Teilchen geben während ihrer Rückbewegung in das Bett durch die Düse 11 ihre Wärme an die umgebende Luft ab. Eine Vorheiztemperatur von etwa 400° C kann durch diese Technik leicht erreicht werden.
Wenn sich das Teilchenbett wegen der Ansammlung verbrannter Rückstände in Teilchenform aufbaut, können überschüssige Teilchen aus dem Bett durch eine nach unten führende Leitung 17 abgezogen werden.
Wenn die Temperatur im Bett sich während der Verbrennung auf einen nicht annehmbaren Wert steigert, kann das Bett durch Wasserzusatz gekühlt werden. Dieses kann in vielen Fällen auf einfache Weise dem flüssigen Brennstoff beigegeben werden, oder es wird durch eine getrennte sekundäre Zufuhrleitung in die Lufteinlaßleitung eingeführt.
Wenn flüssige Brennstoffe und flüssige Abfallprodukte verwendet werden sollen, kann die Brenneranordnung nach Fig. 5, bei der ein Zerstäuber vorgesehen ist, vorteilhaft verwendet werden. Der flüssige Brennstoff wird der Düse durch ein Mittelrohr 21 zugeführt, wobei Luft im Brennstoff eingeschlossen sein kann oder auch nicht. Das Mittelrohr 21 hat ein Einwege-Kugelventil an seinem Auslaß. Die Hauptluft-
50 9886/1169
Zufuhrleitung ist so angelegt, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen des Ofens. Es wird aber Zerstäubungsluft und/oder Zerstäubungsdampf gegebenenfalls der Düse 11 durch ein konzentrisches Rohr 22 zugeführt. Diese Anordnung wird in einigen herkömmlichen Brennern für flüssige Treibstoffe verwendet. Flüssige Kohlenwasserstoffe wurden mit diesem System wirksam verbrannt, wobei lediglich etwa 1 bis 3 % überschüssiger Sauerstoff im Rauchgas war (beispielsweise etwa der Faktor 1,1 an Überschußluft).
Andere vorteilhafte Abwandlungen des Ofens bzw. Brenners bestehen darin, am Umfang angeordnete Löcher 19 am obersten Teil der Düse 11 anzuordnen, die die Öffnung 12 definiert. Tertiäre Luft kann durch diese Löcher in das Teilchenbett entweichen und unterstützt die Wirbelschichtausbildung des Bettes im Gebiet dieser Löcher. Dies wiederum bedeutet, daß bei der anfänglichen Inbetriebnahme des Bettes bei einem Verascher vom Spout-Fluidattyp, wie in Fig. 3 gezeigt, weniger Luftdruck notwendig ist. Ist einmal das Spout- und Fluidatbett ausgebildet, so liefern diese Umfangs-18eher tertiäre Luft zum Teilchenbett
Wird nur ein Spoutbett ausgebildet ohne ein darüber befindliches Fluidatbettgebiet, so wird Luft über das untere Gebiet des Bettes gegeben, um ein Stadium einer beginnenden Wirbelschichtausbildung in den sonst stagnierenden Teilchen des Bettes zu schaffen. Diese Situation ist in Fig. 2 gezeigt, wobei dem Reaktor 10 unterhalb des unteren Gebietes des Teilchenbettes zugeführte Luft über diese Region des Bettes durch ein perforiertes oder ähnlich ausgebildetes Bodenblech zugeführt wird. Durch Zufuhr zusätzlicher Luft kann ein gleichbleibender Übergang von Teilchen in das Spoutgebiet über der Düse erreicht werden, wodurch sichergestellt wird, daß eine volle Verbrennung aller Teilchen im Bett erfolgt. Dies bedeutet auch, daß ein geringerer Gebläsedruck notwendig ist, um das Spoutbett aufrechtzuerhalten.
609886/1169
- ίο -
Wie erwähnt, kann eine Vielzahl von Brennern bei einem ausgedehnten Teilchenbett eingebaut werden, wie dies beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Jeder Brenner arbeitet vorzugsweise unabhängig, obgleich benachbarte Düsen ein gemeinsames Gebiet von stagnierenden oder beginnend fluidisierten Teilchen unterhalb des Spoutkonus ausbilden. Es ergibt sich also in gewissem Umfange ein Mischen der Teilchen über Kreuz. Bei dieser Konstruktion können verschiedene Ausgangsmaterialien gleichzeitig verarbeitet v/erden. Es können verschiedene Abfälle oder Brennstoffe gleichzeitig verbrannt werden, die sich nicht mischen lassen, weil sie miteinander reagieren. Die Brenner müssen bei dieser Anordnung nicht in einer Reihe ausgerichtet sein. Wenn das Bett flach ist, liefert die Verwendung einer Anzahl von Brennern in einer Reihe, vorzugsweise mit länglichen Schlitzen für deren Öffnungen 12 (anstelle der häufigeren kreisförmigen Öffnungen) und eine Neigung des Gefäßbodens, der das Bett enthält, ein Mittel, um festen Brennstoff (beispielsweise Kohle) quer über das Bett zu verteilen, welches einen "sprinkler stoker" ("Sprinkleranlage-Aufräumer") ausbildet.
Eine alternative Ausführungsform verwendet eine horizontale und tangentiale Anordnung der Brenner in einem beginnend fluidisierten Bett, um eine Kreisbewegung des Fluides und der Teilchen im Bett zus schaffen, und um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen.
Ein Spout-Fluidatbett ist besonders dann vorteilhaft, wenn Behandlungen durchgeführt werden, die eine längere Verweilzeit von Gas oder Festteilchen benötigen, als diese mit einem herkömmlichen Spoutbett erreicht v/erden können, und/oder falls ein guter Kontakt Gas-Festteilchen notwendig ist. Dies ist auch in jedem System von Vorteil, welches eine Berührung von Gas mit relativ großen Teilchen zur Wärmeübertragung oder für chemische Reaktionen, gute Bewegung der Festteilchen und/oder die Feinverteilung von klebrigen Fluiden und Festteilchen erfordert.
509886/1169
Beispiele für die Anwendung der Erfindung sind das Trocknen und die Vorbehandlung von teilchenförmigen Festkörpern und Aufschlämmungen, das Granulieren, die Teilchenbeschichtung, das Gasreinigen, die Pyrolyse beim Kracken von kohlenstoffhaltigen Festteilen und Kohlenwasserstofflüssigkeiten oder Gasen, die Vergasung von Kohlenstoff, die Eisenerzreduktion und die Aktivierung von Kohlenstoff. Andere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der vorgehenden Beschreibung.
In Fig. 3 ist der Druckabfall über das Bett über der Oberflächen-Luftgeschwindigkeit aufgetragen. Die untere Kurve zeigt das Ergebnis bei zugeführter Zusatzluft und die obere Kurve ohne diese Zusatzluft.
- Ansprüche -
509886/1169

Claims (12)

253301Ö Ansprüche
1. Reaktor mit einem Spoutbett oder Spoutbett-Fluidatbett zur Verwendlang beim Veraschen oder einer anderen Materialbehandlung, wobei ein Teilchenbett vorgesehen ist, wenigstens eine Düse, die sich in das untere Bettgebiet erstreckt und eine Einrichtung, um Luft oder ein anderes Fluid in das Bett durch die Düse mit ausreichender Geschwindigkeit einzuführen, so daß ein Gebiet des Bettes oberhalb der Düse fluidisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß entweder
a) das Bett ausreichend tief ist, so daß ein Spoutbett oberhalb der Düse ausgebildet wird, wobei sich ein Fluidatgebiet des Bettes oberhalb des Spoutbettgebietes befindet, oder
b) daß ein Spoutbett oberhalb der Düse ausgebildet wird und zusätzliche Luft oder ein anderes Fluid zum unteren Gebiet des Bettes an einem oder mehreren Punkten neben oder umgebend die Düse mit ausreichender Geschwindigkeit zugeführt wird, um die Teilchen der stagnierenden Region des Spoutbettes in einem Stadium beginnender Fluidisierung zu halten.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine einzige Öffnung hat.
3. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Hauptöffnung mit einer Vielzahl von sekundären Öffnungen hat, die sich ringsum die Hauptöffnung befinden, um die Teilchen des Bettes im Gebiet der sekundären Öffnungen zu fluidisieren.
4. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zufuhr von Luft oder einem anderen Fluid in das Bett durch die Düse eine Hauptzufuhrleitung aufweist, durch die die Luft oder das andere Fluid
509886/1169
und sekundäres Material in Teilchenform, flüssiger oder gasförmiger Form der Düse zugeführt wird,
5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Düsen vorgesehen ist, von denen jede geeignet ist, um unabhängig ein Spoutgebiet im Bett auszubilden.
6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Einrichtung für die Zufuhr von Kühlwasser zum Bett vorgesehen ist.
7. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Zufuhr von Material, welches verbrannt oder anders behandelt werden soll, zum Spoutgebiet des Bettes vorgesehen ist.
8. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr von Material eine Anordnung für die Mitnahme des Materials in der Luft oder in dem anderen Fluid, das dem Bett durch die Düse zugeführt wird, aufweist.
9. Reaktor nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr von Material eine Anordnung für die Zufuhr des Materials direkt in das Spoutgebiet des Bettes neben der Düse aufweist.
10. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zum Vorheizen der Luft oder des anderen Fluids vorgesehen ist, bevor dieses in das Bett durch die Düse eingeführt wird.
11. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr von Luft oder einem anderen Fluid in das Bett durch die Düse die Luft oder das andere Fluid in das Bett bei einer Geschwindigkeit im Bereich der Öffnung der Düse zwischen 10 m/sek.
609886/1169
- 14 und 80 m/sek. enthält.
12. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zufuhr von Luft oder einem anderen Fluid in das Bett durch die Düse eine Anordnung für die Zufuhr von flüssigem Brennstoff zur Düse und eine Einrichtung zum Zerstäuben des Brennstoffs an der Düse aufweist.
Der Patentanwalt
(Dr. D. Gudel)
Ö09886/1169
DE19752533010 1974-07-26 1975-07-23 Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett Ceased DE2533010A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU834274 1974-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2533010A1 true DE2533010A1 (de) 1976-02-05

Family

ID=3699061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752533010 Ceased DE2533010A1 (de) 1974-07-26 1975-07-23 Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4021193A (de)
JP (1) JPS6023855B2 (de)
DE (1) DE2533010A1 (de)
GB (1) GB1521983A (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107258A1 (de) * 1980-02-28 1982-02-25 Bede Alfred Newcastle New South Wales Boyle Hydro/druckwirbelschichtverbrennungsreaktor
DE4116773C1 (en) * 1991-05-23 1993-04-01 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund, De Appts. for single stage oxidn. of combustible aq. sewage sludge with heat generation - has conical reaction chamber with upper sepn. chamber and with central lower air inlet and solid and/or liq. fuel outlet
EP0541194A3 (en) * 1991-11-05 1993-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and apparatus for waste incineration
FR2765670A1 (fr) * 1997-07-04 1999-01-08 Ruble Paul Procede et installation de production de chaleur par combustion de combustibles a faible pouvoir calorifique

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4168914A (en) * 1977-06-06 1979-09-25 General Electric Company Method and apparatus for blending fine and cohesive powders in a fluidized bed with gas injection through ball valves
SE426097B (sv) * 1978-12-05 1982-12-06 Stal Laval Turbin Ab Kombinerat luft- och brenslemunstycke for virvelbeddsbrennkammare
US4282010A (en) * 1979-07-17 1981-08-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fluidized bed injection assembly for coal gasification
GB2140702A (en) * 1980-11-10 1984-12-05 Bpb Industries Plc Fluidised bed calcination
US4391611A (en) * 1981-03-05 1983-07-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Gasification system
ZA823872B (en) * 1981-06-11 1984-01-25 British Petroleum Co Plc Fluidised bed combustor
JPS5874137A (ja) * 1981-10-06 1983-05-04 ザ・ブリテイツシユ・ピトロ−リアム・コンパニ−・ピ−・エル・シ− ガス固体粒子方式
US4488512A (en) * 1982-11-04 1984-12-18 Boyle Bede Alfred Feedstock injection system for fluidized bed combustor
DE3340099C1 (de) * 1983-11-05 1985-04-25 Ewald 4133 Neukirchen-Vluyn Schwing Vorrichtung fuer die Wirbelbettbehandlung von metallischen und nichtmetallischen Gegenstaenden
GB8408804D0 (en) * 1984-04-05 1984-05-16 British Petroleum Co Plc Conversion process
US4662839A (en) * 1984-04-12 1987-05-05 Kashiwa Co., Ltd. Combustion apparatus and method of forcibly circulating a heating medium in a combustion apparatus
GB8411210D0 (en) * 1984-05-02 1984-06-06 British Petroleum Co Plc Conversion process
CA1285761C (en) * 1986-04-01 1991-07-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Plant for manufacturing cement clinker
US5372791A (en) * 1992-04-20 1994-12-13 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed system and a fluidization and cooling nozzle for use therein
ATE186943T1 (de) * 1995-02-13 1999-12-15 Thermoselect Ag Verfahren zum beseitigen organischer schadstoffreste in bei der müllvergasung anfallendem synthesegas
FR2741086B1 (fr) * 1995-11-10 1998-01-02 Inst Francais Du Petrole Dispositif d'injection d'une charge d'hydrocarbures
US6680031B2 (en) * 1998-12-22 2004-01-20 Genencor International, Inc. Spray gun with a plurality of single nozzles for a fluid bed processing system and method thereof
EP1491253A1 (de) * 2003-06-26 2004-12-29 Urea Casale S.A. Vorrichtung und Verfahren zur Wirbelschichtgranulation
WO2005119126A1 (fr) * 2004-05-28 2005-12-15 Alstom Technology Ltd Dispositif a lit fluidise a agent comburant enrichi en oxygene
DE102010022400B4 (de) * 2010-06-01 2013-04-25 Outotec Oyj Verfahren und Anlage zur Absenkung des Rest-Kohlenstoffgehaltes von Asche
US9441887B2 (en) * 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
US10041667B2 (en) 2011-09-22 2018-08-07 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
CN103913398B (zh) * 2014-04-21 2016-04-20 中国石油大学(北京) 泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统
CN105716091B (zh) * 2016-02-17 2018-04-10 无锡国联环保科技股份有限公司 烟气循环污泥喷动流化床焚烧系统及方法
CN111520724A (zh) * 2020-04-05 2020-08-11 高海燕 一种节能环保生活垃圾热解设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US622146A (en) * 1899-03-28 Hydrocarbon-burner
US1279315A (en) * 1918-03-06 1918-09-17 John Foerst Hydrocarbon-burner.
US2786280A (en) * 1954-03-12 1957-03-26 Ca Nat Research Council Method of contacting solid particles with fluids
US2968683A (en) * 1960-03-25 1961-01-17 Shawinigan Chem Ltd Process for heating beds of solid particles spouted with gas
US3231413A (en) * 1960-09-28 1966-01-25 Potasse & Engrais Chimiques Method and apparatus for granulating melted solid and hardenable fluid products

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2607666A (en) * 1946-09-28 1952-08-19 Standard Oil Dev Co Apparatus for treating carbonaceous solids
US2985439A (en) * 1958-04-02 1961-05-23 Universal Oil Prod Co Particle heater
US3091594A (en) * 1959-07-01 1963-05-28 Exxon Research Engineering Co Mixing finely divided contact particles in a dense fluid bed
US3417978A (en) * 1965-09-17 1968-12-24 Ube Industries Method and apparatus for the gasification and combustion of liquid fuel in a fluidized bed
FR1495427A (fr) * 1966-03-02 1967-09-22 Progil Procédé et appareil de granulation de produits fluides
US3617037A (en) * 1969-07-02 1971-11-02 Charbonnages De France Heat treatment of sludges
DE1943752A1 (de) * 1969-08-28 1971-03-04 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen feinkoerniger Brennstoffe in einem Wirbelbett
US3861862A (en) * 1972-09-05 1975-01-21 Andrew B Steever Fuel gun for fluidized bed reactor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US622146A (en) * 1899-03-28 Hydrocarbon-burner
US1279315A (en) * 1918-03-06 1918-09-17 John Foerst Hydrocarbon-burner.
US2786280A (en) * 1954-03-12 1957-03-26 Ca Nat Research Council Method of contacting solid particles with fluids
US2968683A (en) * 1960-03-25 1961-01-17 Shawinigan Chem Ltd Process for heating beds of solid particles spouted with gas
US3231413A (en) * 1960-09-28 1966-01-25 Potasse & Engrais Chimiques Method and apparatus for granulating melted solid and hardenable fluid products

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 52, April 1974, S. 129-144 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107258A1 (de) * 1980-02-28 1982-02-25 Bede Alfred Newcastle New South Wales Boyle Hydro/druckwirbelschichtverbrennungsreaktor
DE4116773C1 (en) * 1991-05-23 1993-04-01 Uhde Gmbh, 4600 Dortmund, De Appts. for single stage oxidn. of combustible aq. sewage sludge with heat generation - has conical reaction chamber with upper sepn. chamber and with central lower air inlet and solid and/or liq. fuel outlet
EP0541194A3 (en) * 1991-11-05 1993-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and apparatus for waste incineration
US5400723A (en) * 1991-11-05 1995-03-28 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for waste incineration
US5632211A (en) * 1991-11-05 1997-05-27 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for waste incineration
FR2765670A1 (fr) * 1997-07-04 1999-01-08 Ruble Paul Procede et installation de production de chaleur par combustion de combustibles a faible pouvoir calorifique
WO1999001699A1 (fr) * 1997-07-04 1999-01-14 Paul Ruble Procede et installation de production de chaleur, dans un reacteur a lit fluidise, par combustion de combustibles a faible pouvoir calorifique

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5149177A (de) 1976-04-28
US4021193A (en) 1977-05-03
GB1521983A (en) 1978-08-23
JPS6023855B2 (ja) 1985-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2533010A1 (de) Reaktor mit einem spoutbett oder spoutbett-fluidatbett
DE3312629C2 (de) Wirbelschichtverbrennungsanlage
DE68913857T2 (de) Schneller Wirbelschichtreaktor.
DE3787535T2 (de) Kessel mit fluidisiertem Bett und Verfahren zu dessen Regelung.
DE69525237T2 (de) Wirbelschicht-Feuerungsanlage
EP0302849B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung oder Vergasung von Brennstoffen in einer Wirbelschicht
DE2548269C2 (de)
DE2929056A1 (de) Verbrennungsverfahren und dafuer geeignetes fliessbett
DE3872757T2 (de) Verfahren und anlage zur regelung des sammelwirkungsgrades des zyklons und des rueckfuehrungsgrades in wirbelschichtreaktoren.
DE2710522A1 (de) Waermereaktor
DE19647429B4 (de) Reaktor mit fluidisiertem Bett
DE1501942A1 (de) Verfahren zur Vergasung und Verbrennung fluessiger Brennstoffe im Fliessbett und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE3310415A1 (de) Oelschieferbehandlung unter verwendung von indirekter waermeuebertragung
DE69004568T2 (de) Wirbelbettreaktor mit geschütztem fluidverteiler.
DE2931354A1 (de) Verfahren und einrichtung zur einfuehrung von brennstoff in das fliessbett eines verbrennungsofens
DE3784174T2 (de) Wirbelbettofen mit innerer umwaelzung und verfahren zur steuerung desselben.
DE3623177A1 (de) Brennkammer fuer atmosphaerische stationaere wirbelschichtfeuerung
DE1952347A1 (de) Vorrichtung zum Spalten von hochsiedenden Kohlenwasserstoffen zu Olefinen
EP0202215A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von festen, flüssigen, gasförmigen oder pastösen Brennstoffen in einem Wirbelschichtofen
DE3407441A1 (de) Wirbelschicht-verbrennungsofen
EP3957909B1 (de) Asymmetrischer wirbelbettofen zur verbrennung von stoffen und verfahren
DE2831349A1 (de) Vorrichtung zum verbrennen partikelfoermigen abfallmaterials
EP0157901B1 (de) Wirbelbettfeuerung
DE112017002893B4 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur gleichmäßigen Verteilung von festen Brennstoffen
DE10156616A1 (de) Verfahren zur Mitverbrennung von mechanisch entwässertem Klärschlamm in einem Wirbelschichtkessel mit stationärer oder schwach expandierter Wirbelschicht

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection