DE3536717A1 - MULTI-CHAMBER FLUID BED REACTION DEVICE - Google Patents
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Description
MITSUBISHI KINZOKU KABUSHIKI KAISHA, TOKYO/JAPANMITSUBISHI KINZOKU KABUSHIKI KAISHA, TOKYO / JAPAN
Die Erfindung betrifft eine Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung, deren Wirkungsgrad erhöht und deren einfacher Aufbau realisiert werden kann, indem der Fliessbettbereich und der Windkastenbereich in mehr als zwei Kammern unterteilt sind und jede unterteilte Kammer mit Reaktionsgas gespeist wird, dessen Zusammensetzung, Fliessmenge und Temperatur frei wählbar sind, wobei in jeder unterteilten Kammer ein Fliessbett, ein Bewegtbett oder ein Festbett unter Regulierung der Reaktion in jeder Kammer und des Teilchentransfers zwischen den Kammern gebildet wird.The invention relates to a multi-chamber fluidized bed reaction device, their efficiency increased and their simple structure can be realized by the fluidized bed area and the wind box area are divided into more than two chambers and each is subdivided Chamber is fed with reaction gas, its composition, flow rate and temperature can be freely selected are, with a fluidized bed, a moving bed or a fixed bed under regulation in each subdivided chamber the reaction in each chamber and the transfer of particles between the chambers.
Eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung auf der Grundlage eines Gas-Festkörper-Systems bildet ein Fliessbett durch Fluidisieren von Festkörperteilchen mit einemA fluidized bed reaction device based on a gas-solid system forms a fluidized bed by fluidizing solid particles with a
Fluidisierungsgas und führt die Gas-Festkörper-Reaktion aus, indem die fluidisierten Teilchen in Kontakt mit einem Reaktionsgas gelangen. Eine derartige Vorrichtung hat im industriellen Einsatz weite Verbreitung. Sollen jedoch bei der vorausgehend erwähnten Vorrichtung mehrere unterschiedliche Reaktionen kontinuierlich durchgeführt werden, so ist es notwendig, die Vorrichtungzu vervielfachen. Hierfür sind zwei Systeme vorhanden, nämlich ein Mehrturm-System, welches mehr als zwei getrennte Vorrichtungen aufweist, und ein Mehrkammer-System, welches den inneren Bereich einer Einzelvorrichtung vervielfacht. Das letztgenannte System zielt darauf ab, seinen Wirkungsgrad durch Vervielfachung der gleichen Reaktion durch Trocknen und Kühlen der Teilchen zu verbessern (anonym,- Chem. Eng. 63, (1956)),, doch da das System keine Funktion der Kontrolle der Teilchenreaktion und des Teilchentransfers aufweist, kann es nicht verschiedene Reaktionen realisieren. Dagegen wird das Mehrturm-System im allgemeinen zur Durchführung verschiedener Reaktionen durch Vervielfachung verwendet (CD. Harringting et al; Uranium Production Technology, D. Van Nostrand Company, INC P550-501 (1959)). Da jedoch beim Mehrturm-System die Fliessbett-Reaktionsvorrichtung vervielfacht wird, so wird die Gelegenheit zum Teilchentransfer zwischen den Türmen erhöht, so dass viele Rohrleitungen zum Transfer von Teilchen, Pumpen für den Transfer und Fördersysteme erforderlich sind. Daher wird der Aufbau der Vorrichtung und des Betriebssystems nicht nur komplex und der Entwurf der Vorrichtung, die Herstellung der Bauelemente und der Betrieb der Vorrichtung werden korn-Fluidizing gas and carries out the gas-solid reaction by bringing the fluidized particles into contact with get a reaction gas. Such a device is widely used in industrial applications. However, in the above-mentioned device, several different reactions are intended to be continuous are performed, it is necessary to multiply the device. There are two systems for this available, namely a multi-tower system, which has more than two separate devices, and a multi-chamber system, which multiplies the inner area of a single device. The latter system aims to increase its efficiency by multiplying the same reaction by drying and cooling to improve the particles (anonymous, - Chem. Eng. 63, (1956)), but since the system has no function of control of particle reaction and particle transfer, it cannot realize different reactions. On the other hand, the multi-tower system is generally used to carry out various reactions by multiplication used (CD. Harringting et al; Uranium Production Technology, D. Van Nostrand Company, INC P550-501 (1959)). However, since the fluidized bed reaction device is multiplied in the multi-tower system, see above the opportunity for particle transfer between the towers is increased, so that many pipelines for transfer of particles, pumps for transfer and conveyor systems are required. Therefore, the structure of the The device and the operating system not only complex and the design of the device, the manufacture of the Components and the operation of the device are granular
pliziert, sondern das Mehrturm-System ist auch bezüglich seiner Kosten nachteilig.plicated, but the multi-tower system is also regarding detrimental to its cost.
■ . Die Erfinder haben dem Umstand Beachtung geschenkt, dass im Einklang mit dem vorausgehend erwähnten Mehrkammer-System der Reaktionswirkungsgrad verbessert werden kann, selbst wenn die Reaktionen identisch sind, und sie haben sich dafür eingesetzt, eine Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung zu schaffen, die eine Durchführung unterschiedlicher Reaktionen ermöglicht und die Verbesserung des Wirkungsgrads der Vorrichtung und die Vereinfachung des Betriebssystems durch Beseitigung der vorausgehend erwähnten Nachteile von üblichen Mehrkammer-Systemen gestattet.■. The inventors paid attention to the fact that in accordance with the aforementioned multi-chamber system, the reaction efficiency can be improved can, even if the reactions are identical, and they have advocated a multi-chamber fluidized bed reaction apparatus to create that allows different reactions to be carried out and improve the efficiency of the device and the simplification of the operating system by eliminating the aforementioned disadvantages of common ones Multi-chamber systems permitted.
Als Ergebnis haben die Erfinder festgestellt, dass eine Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung der vorausgehend erwähnten Bauart erhalten werden kann, indem die Regulierungsbedingungen für die Reaktion der Teilchen und der Umfang des Teilchentransfers gesichert werden, womit die vorliegende Erfindung realisiert wurde.As a result, the inventors found that a Multi-chamber fluidized bed reaction apparatus of the aforementioned type can be obtained by the Regulating conditions for the reaction of the particles and the amount of particle transfer are ensured, thus realizing the present invention.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung zu schaffen, welehe einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Darüber hinaus soll durch die Erfindung ene Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung geschaffen werden, die durch Vereinfachung des Betriebssystems einen einfachen Aufbau hat.The invention is based on the object of a multi-chamber fluidized bed reaction device to create, welehe has an improved efficiency. About that In addition, a multi-chamber fluidized bed reaction device is to be created by the invention, which by Simplifying the operating system has a simple structure.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrkammer-Fliessbett-This task is carried out by a multi-chamber fluidized bed
Reaktionsvorrichtung gelöst, welche erfinchingsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass mehr als zwei Kammern vorhanden sind, in denen der Fliessbettbereich und der Windkastenbereich der Vorrichtung mit Trennwänden versehen sind, dass jede unterteilte Kammer mit einer Gas-Teilchen-Trennvorrichtung verbunden ist und mit einem Reaktionsgas und/oder einem inerten Gas gespeist wird, wovon Zusammensetzung, Fliessmenge und Temperatur frei wählbar sind, und dass in jeder unterteilten Kammer unter Regulierung der Teilchenbildung, der Gas-Teilchen-Reaktion und der Menge des Teilchentransfers zwischen den Kammern ein Fliessbett, ein Bewegtbett oder ein Festbett ausgebildet ist.Reaction device solved, which according to the invention is characterized in that there are more than two chambers in which the fluidized bed area and the wind box area of the device is provided with partitions so that each compartment is divided with a Gas-particle separation device is connected and fed with a reaction gas and / or an inert gas is, of which composition, flow rate and temperature are freely selectable, and that in each subdivided Chamber regulating particle formation, gas-particle reaction and the amount of particle transfer a fluidized bed, a moving bed or a fixed bed is formed between the chambers.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zu dem vorausgehend erwähnten Aufbau ferner der Bauschritt einer Gasabdichtung des Reaktionsgases hinzukommen.In a further embodiment of the invention, in addition to the above-mentioned structure, the construction step add a gas seal of the reaction gas.
Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird erfindungsgemäss die Durchführung der verschiedenen Reaktionen möglich, indem der Fliessbettbereich und der Windkastenbereich für die Zufuhr eines Fluidisierungsgases in eine Mehrfachkammer aufgeteilt und das Betriebssystem {Menge des Reaktionsgases, Gastemperatur etc.) in jeder Kammer frei wählbar gemacht werden, worauf die Ausbildung eines Fliessbettes, eines Bewegtbettes oder eines Festbettes in jeder Kammer möglich wird, indem die Höhe der Trennwand zweckmässig gewählt und die Regulierung der Teilchenreaktion und des Teilchentransfers durch Regulierung einer Strömungsmenge des Speisegases einfach gemacht wird, wobei die gebildeten Teilchen durchAs described above, according to the invention the implementation of the various reactions possible by using the fluidized bed area and the wind box area for the supply of a fluidizing gas divided into a multiple chamber and the operating system {Amount of reaction gas, gas temperature, etc.) can be made freely selectable in each chamber, whereupon the training of a fluidized bed, a moving bed or a fixed bed in each chamber is made possible by the height the partition wall appropriately chosen and the regulation of the particle reaction and the particle transfer through Regulation of a flow rate of the feed gas is made easy, the particles formed through
Anordnung einer Gas-Teilchen-Trennvorrichtung in jeder Kammer wirksam zurückgewonnen werden können.Arranging a gas-particle separator in each chamber can be effectively recovered.
Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will then be explained with reference to the drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen schematischen AufrissFig. 1 is a schematic elevation
einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrich- a preferred embodiment of a multi-chamber fluidized bed reaction device according to the invention
tung, in welcher Uranoxid in UF, umgewandelt wird;processing in which uranium oxide is converted into UF;
Fig. 2 einen schematischen Aufriss derFIG. 2 is a schematic elevation of FIG
üblichen Mehrturm-Anordnung ge-usual multi-tower arrangement
mäss der Vorrichtung nach Fig. 1;according to the device of FIG. 1;
Fig. 3(a) einen schematischen Aufriss derFig. 3 (a) is a schematic elevation view of the
Fliessbett-Reaktionsvorrichtung, in welcher die Trennwand in AnlaFluidized bed reaction device, in which the partition in appendix
ge mit der Basisfläche des Fliessbettes angeordnet ist;ge is arranged with the base surface of the fluidized bed;
Fig. 3(b) einen schematischen Aufriss derFig. 3 (b) is a schematic elevation view of the
Fliessbett-Reaktionsvorrichtung,Fluidized bed reaction device,
in welcher die Trennwand über einem Spalt angeordnet ist, der sich über der Basisfläche des Fliessbettes öffnet; 30in which the partition is arranged over a gap that extends over the base surface of the Fluidized bed opens; 30th
Fig. 3(c) einen schematischen Aufriss derFig. 3 (c) is a schematic elevation view of the
Fliessbett-Reaktionsvorrichtung, welche die Trennwand gemäss Fig.
3(a) und jene der Fig. 3(b) vereinigt ;
5Fluidized bed reaction device which unites the partition wall of Fig. 3 (a) and that of Fig. 3 (b);
5
Fig. 4 einen schematischen Aufriss einesFigure 4 is a schematic elevation of a
v.'eiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, gemäss welchem eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung an eine Verbindungsrohrleitung anv.'other embodiment of the invention, according to which a Fluidized bed reaction device to a connecting pipe
geschlossen ist, im Hinblick auf die schwierige Einbindung der Reaktionsvorrichtung in ein vereinigtes System;is closed in view of the difficult integration of the reaction device into a unified System;
Fig. 5(a),(b),(c),(d) schematische Draufsichten einer5 (a), (b), (c), (d) are schematic top views of a
Anordnung der Vorrichtung, die die grosse Freiheit bei der Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtung veranschaulicht;Arrangement of the device, the great freedom in the arrangement the inventive device illustrated;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht einerFig. 6 is a schematic plan view of a
Fliessbett-Reaktionsvorrichtung in Blockbauweise, die sich sowohl horizontal als auch vertikal erFluidized bed reaction device in block construction that extends both horizontally and vertically
weitern lässt; undlets go further; and
Fig. 7 eine schematische Draufsicht einerFig. 7 is a schematic plan view of a
Fliessbett-Reaktionsvorrichtung mit Rezirkulation, in welcher dieFluidized bed reaction device with recirculation, in which the
Teilchen erneut umgewälzt werden.Particles are circulated again.
Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen erläutert, wobei beispielsweise die erfindungsgemässe Mehrkammer-Vorrichtung mit dem üblichen Mehrturm-System für einen Anwendungsfall verglichen wird, bei welchem Uranoxid in UF6 umgewandelt wird und wobei als Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Reaktionsvorrichtung eine Mehrkammer-Vorrichtung in Blockbauweise ausgewählt wurde. The invention will now be explained in detail, whereby, for example, the multi-chamber device according to the invention is compared with the customary multi-tower system for an application in which uranium oxide is converted into UF 6 and a multi-chamber device in block construction was selected as the exemplary embodiment of the reaction device according to the invention .
Gemäss Fig. 1 stellen die Kammern 1-14 einen Mehrkammer-Fliessbettbereich dar (wobei in einigen Fällen ein Teil davon ein Bewegtbett oder ein Festbett wird), die Kammern 1a-14a stellen den Windkastenbereich zur Zufuhr von Fluidisierungsgas jeweils zu den Kammer 1-14 dar und Düsen 1b-14b versorgen die Kammern 1-14 mit Fluidisierungsgas .According to FIG. 1, the chambers 1-14 represent a multi-chamber fluidized bed area represent (in some cases part of which becomes a moving bed or a fixed bed), the chambers 1a-14a illustrate the wind box area for supplying fluidizing gas to the chambers 1-14, respectively Nozzles 1b-14b supply the chambers 1-14 with fluidizing gas.
Von den Kammern 1-14 haben die Kammern 1-2 die Aufgabe, U0O0 oder UO.. zu UO-, zu reduzieren, und die Kammern 3-6 dienen zum Kühlen und Speichern der Teilchen, zur Gasabdichtung und zur Regulierung des Teilchentransfers. Die Kammern 7-8 haben die Aufgabe, UO2 in UF. umzuwandeln, und die Kammern 9-12 dienen zum Kühlen und Speichern von Teilchen, zur Gasabdichtung und zur Regulierung des Teilchentransfers. Die Kammern 13-14 dienen zur Umwandlung von UF4 in UF,. Das Rohmaterial U3Og oder UO., wird über eine Rohmaterial-Zufuhrleitung 15 der Kammer 1 zugeführt, in welcher U3O8 oder UO3 mittels Wasserstoff gas, welches in dem über die Düse 16 und den Windkasten 1a zugeführten Fluidisierungsgas enthalten ist, zu UO _ reduziert wird. Wenn in Kammer 1 die U0~-Of the chambers 1-14, the chambers 1-2 have the task of U 0 O 0 or UO .. to UO-, to reduce, and the chambers 3-6 are used for cooling and storing the particles, for gas sealing and for regulating the Particle transfers. Chambers 7-8 have the task of UO2 in UF. to convert, and the chambers 9-12 serve to cool and store particles, to seal off gas and to regulate the transfer of particles. The chambers 13-14 are used to convert UF 4 into UF. The raw material U 3 Og or UO., Is fed via a raw material feed line 15 to the chamber 1, in which U 3 O 8 or UO 3 by means of hydrogen gas, which is contained in the fluidizing gas fed via the nozzle 16 and the wind box 1a, is reduced to UO _. If in chamber 1 the U0 ~ -
Teilchen, welche das Fliessbett bilden, die Höhe des Fliessbettes entsprechend der zugeführten Menge an Rohmaterial aus einer Uran-zusammensetzung vergrössern, so gelangen sie von Kammer 1 zur Kammer 2 hauptsächlieh unter dem Druck des Fliessbettes durch den unteren Spalt der Trennwand.Particles that form the fluidized bed, the height of the Enlarge the fluidized bed according to the amount of raw material supplied from a uranium compound, so you get from chamber 1 to chamber 2 mainly under the pressure of the fluidized bed through the lower gap in the partition.
In Kammer 2 wird verbleibendes U_0o oder U0_ im nichtumgesetzten Zustand von Kammer 1 nahezu vollständig mit Wasserstoffgas in UO- umgewandelt. Das Wasserstoffgas zur Reduktion ist in dem über den Windkasten 3a zugeführten Fluidisierungsgas enthalten und die Düse 3b gibt das unter den UO„-Teilchen verbleibende Wasserstoffgas ab und hindert gleichzeitig mittels einer Gasabdichtung den Eintritt von Wasserstoffgas in die nachfolgende Kammer. Die Kammer 4 und die Kammer 5 dienen zum Kühlen und Speichern der Teilchen, wobei Stickstoffgas über die Düse 4b, den Windkasten 4a, sowie 5a und die Düse 5b zugeführt wird. In der Kammer 4 wird das Fliessbett gebildet, während in der Kammer 5 ein Fliessbett oder Bewegtbett erzeugt wird. Die Kammer 5 und die Kammer 6 haben ferner dio Aufgabe, den Transfer von Teilchen zu regulieren. Die Regulierung der Transfermenge der Teilchen erfolgt durch die Menge des Gases, das der Kammer 5 und der Kammer 6 zugeführt wird.In chamber 2, remaining U_0 o or U0_ in the unconverted state of chamber 1 is almost completely converted into UO- with hydrogen gas. The hydrogen gas for reduction is contained in the fluidizing gas supplied via the wind box 3a and the nozzle 3b emits the hydrogen gas remaining under the RO “particles and at the same time prevents hydrogen gas from entering the subsequent chamber by means of a gas seal. The chamber 4 and the chamber 5 serve to cool and store the particles, nitrogen gas being supplied via the nozzle 4b, the wind box 4a, as well as 5a and the nozzle 5b. The fluidized bed is formed in the chamber 4, while a fluidized bed or moving bed is generated in the chamber 5. The chamber 5 and the chamber 6 also have the task of regulating the transfer of particles. The amount of transfer of the particles is regulated by the amount of gas that is supplied to the chamber 5 and the chamber 6.
Durch die Regulierung der Menge des der Kammer 6 zugeführten Stickstoffgases ändert sich die Höhe des Fluidbettes in der Kammer 6 sowie die Menge der Teilchen, die zur Kammer 7A weiterfliesst. Die Menge der Teilchen, die von der Kammer 5 in die Kammer 6 übertritt, wird durchBy regulating the amount of nitrogen gas supplied to the chamber 6, the height of the fluidized bed changes in chamber 6 as well as the amount of particles that flows on to chamber 7A. The amount of particles that passes from the chamber 5 into the chamber 6, is through
die Relation der Betthöhe in der Kammer 5, der Menge des der Kammer 5 zugeführten Stickstoffgases und die Menge des der Kammer 6 zugeführten Stickstoffgases bestimmt. Wenn schliesslich die Menge des der Kammer 6 zugeführten Stickstoffgases veranlasst wird, unter einen Grenzwert der Strömungsmenge abzufallen (Geschwindigkeit bei der Anfangsfluidisierung), so wird die Fluidisiemng gestoppt, um ein Festbett in der Kammer 6 zu bilden und der Transfer von Teilchen zur Kammer 7A wird angehalten. Infolgedessen werden die Kammer 5 und die Kammer 6 veranlasst, eine Funktion der Teilchenspeicherung auszuführen und Kammer 6 übernimmt die Funktion einer Gasabdichtung. Wie in Kammer 7 wird HF-Gas verwendet, wobei das der Kammer 6 zugeführte Stickstoffgas das HF-Gas am Eintritt in die benachbarten Kammern hindert. In den Kammern 7A, 7B, 7C und in Kammer 8 wird UO2 mit HF-Gas in UF. umgewandelt. HF-Gas wird als Teil des Fluidisierungsgases über 7Ab, 7Aa und 8b, 8a zugeführt. Die vollständige Umwandlung von UO2 in UF. erfolgt etwas langsam und eine sorgfältige überwachung der Betriebsbedingungen ist erforderlich, wobei bekannt ist, dass gemäss der Reaktion der Anfangsphase und jener der Schlussphase eine Änderung der Reaktionsbedingungen wirksam ist, um den Fortgang der Reaktion wirksam voranzutreiben. Ausgehend von diesem Funkt wird in diesem Reaktionsbereich der Fliessbettbereich als Mehrbereich ausgebildet, um die Betriebsbedingungen abwechselnd in jedem Bereich zu ändern und die Kammer ist in 7A, 7B, 7C und 8 unterteilt, damit die Temperatur jeder Kammer und die Zusammensetzung des zugeführten HF-Gases frei gewählt werden können. Die Kammern 9-12 haben ähnlichethe relation of the bed height in the chamber 5, the amount of the nitrogen gas supplied to the chamber 5 and the amount of the nitrogen gas supplied to the chamber 6 are determined. Finally, when the amount of nitrogen gas supplied to the chamber 6 is caused to fall below a limit value of the flow rate (speed at the initial fluidization), the fluidization is stopped to form a fixed bed in the chamber 6 and the transfer of particles to the chamber 7A becomes stopped. As a result, the chamber 5 and the chamber 6 are caused to perform a function of particle storage and chamber 6 takes on the function of a gas seal. As in chamber 7, HF gas is used, the nitrogen gas supplied to chamber 6 preventing the HF gas from entering the adjacent chambers. In chambers 7A, 7B, 7C and in chamber 8, UO 2 becomes UF with HF gas. converted. HF gas is supplied as part of the fluidizing gas via 7Ab, 7Aa and 8b, 8a. The complete conversion of UO 2 to UF. takes place somewhat slowly and careful monitoring of the operating conditions is required, it being known that, according to the reaction of the initial phase and that of the final phase, a change in the reaction conditions is effective in order to effectively promote the progress of the reaction. Based on this point, the fluidized bed area is designed as a multi-area in this reaction area in order to change the operating conditions alternately in each area and the chamber is divided into 7A, 7B, 7C and 8, so that the temperature of each chamber and the composition of the supplied HF gas can be freely chosen. Chambers 9-12 have similar ones
Funktion wie die Kammern 3-6 und das in der Kammer 9 unter den Teilchen verbleibende HF-Gas wird ausgetrieben und mittels Gasabdichtung an einem Eintritt und und nach Kammer 1 gehindert. Die Kammern 10 und 11 haben die Aufgabe der Kühlung und Speicherung der Teilchen und gleichzeitiger Regulierung des Teilchentransfers. Kammer 12 dient zur Gasabdichtung gegenüber dem in der Kammer 13 oder in der Kammer 14 verwendeten HF-Gas und ferner zur Regulierung des Teilchentransfers in Verbindung mit Kammer 11. In Kammer 11 werden ein Fliessbett, ein Bewegtbett oder ein Festbett gebildet, während in Kammer 12 ein Fliessbett oder ein Festbett ausgebildet sind.Function like the chambers 3-6 and the HF gas remaining in the chamber 9 under the particles is expelled and prevented from entering and to chamber 1 by means of a gas seal. The chambers 10 and 11 have the task of cooling and storing the particles and at the same time regulating the particle transfer. Chamber 12 is used for gas sealing against the HF gas used in the chamber 13 or in the chamber 14 also to regulate the particle transfer in connection with chamber 11. In chamber 11 a fluidized bed, a moving bed or a fixed bed is formed, while a fluid bed or a fixed bed is formed in chamber 12 are.
Die Kammern 13 und 14 haben die Aufgabe, UF. in UFg mittels F„-Gas umzuwandeln, das als Fluidisierungsgas über 13b, 13a und 14b, 14a zugeführt wird. Im UF -Umwandlungsvorgang ist es wichtig, den Einsatzwirkungsgrad des teueren F -Gases soweit wie möglich zu erhöhen, da dies unmittelbar mit der Senkung der Produktionskosten gekoppelt ist. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die quantitative Beziehung zwischen UF. und dem der Reaktionskammer zugeführten F„-Gas zu überwachen, und infolgedessen ist die Aufgabe der quantitativen Regulierung des Teilchentransfers von erheblicher Bedeutung.The chambers 13 and 14 have the task of UF. in UFg by means of To convert F "gas, which is supplied as fluidizing gas via 13b, 13a and 14b, 14a. In the UF conversion process it is important to increase the use efficiency of the expensive F gas as much as possible, as this is directly linked to the reduction in production costs. For this purpose it is necessary to use the quantitative Relationship between UF. and the F "gas supplied to the reaction chamber, and consequently the The task of quantitative regulation of particle transfer is of considerable importance.
In den Kammern 13 und 14 werden Aluminiumoxid oder CaF-Teilchen als Fluidisierungsmedium verwendet. Die der Kammer 13 zugeführten UF.-Teilchen reagieren mit dem F~-Gas beim Fluidisieren mit dem Fluidisierungsmedium zur Bildung von UF--, und nicht-umgesetzte UF.-TeilchenIn the chambers 13 and 14, alumina or CaF particles are placed used as a fluidizing medium. The UF. Particles fed to the chamber 13 react with the F - gas when fluidizing with the fluidizing medium to form UF - and unreacted UF. Particles
treten in die Kammer 14 ein. In der Kammer 14 reagieren die nicht-umgesetzten UF.-Teilchen wiederum mit F2-GaS zur Bildung von UF , jedoch bleibt das nichtumgesetzte UF. zum Teil hier, um zur Kammer 13 zurückgeführt zu werden. Somit werden zwischen der Kammer 13 und der Kammer 14 UF.-Teilchen mit dem Fluidisierungsmedium umgewälzt und durch quantitative Änderung des über 13b und 13a zugeführten F~-Gases sowie des über 14b, 14a zugeführten F2~Gases kann der Ausnutzungsgrad des Fp-Gases höher sein als im Falle eines einzelnen Fliessbettes.enter chamber 14. In the chamber 14, the unreacted UF. Particles react again with F 2 -GaS to form UF, but the unreacted UF remains. partly here to be returned to chamber 13. Thus, UF. Particles are circulated with the fluidization medium between the chamber 13 and the chamber 14 and the degree of utilization of the Fp gas can be determined by quantitative changes in the F ~ gas supplied via 13b and 13a and the F 2 ~ gas supplied via 14b, 14a higher than in the case of a single fluidized bed.
In einem Gas-Teilchen-Trennbereich 16-22 werden die vom Gas des Fliessbettes begleiteten Teilchen vom Gas getrennt, und der Trennbereich wird durch Teilchen- und Gasteile unterteilt, wobei jeder unterteilte Trennbereich jeweils mit einem Gas-Teilchen-Trennfilter ausgestattet ist. Die Gas-Teilchen-Trennbereiche 16 und 17 haben eine gemeinsame Abgasleitung, sind jedoch in den Kammern 1 und 2 getrennt, um eine Vermischung von Teilchen der Kammern 1 und 2 zu vermeiden. Der Gas-Teilchen-Trennbereich 18 ist unabhängig, weil der grössere Teil des Gases aus Stickstoffgas besteht.In a gas-particle separation area 16-22, the particles accompanied by the gas from the fluidized bed become the gas separated, and the separation area is divided by particle and gas parts, each divided separation area each equipped with a gas-particle separation filter. The gas-particle separation areas 16 and 17 have a common exhaust pipe, but are separated in chambers 1 and 2 to prevent mixing of particles of chambers 1 and 2 to avoid. The gas-particle separation area 18 is independent because the greater part of the gas consists of nitrogen gas.
Im Gas-Teilchen-Trennbereich 19A, 19B und 20 ist der Hauptbestandteil des Gases HF-Gas und Dampf, jedoch ist im Hinblick auf den Unterschied der Reaktionsbedingungen, insbesondere den Unterschied der HF-Gaskonzentration in jeder Kammer,der Gas-Teilchen-Trennbereich in drei Abschnitte unterteilt, in welchen jeweils eine Nachbehandlung möglich ist. Der Gas-Teilchen-TrennbereichIn the gas-particle separation regions 19A, 19B and 20, the main component of the gas is HF gas and vapor, however, it is with regard to the difference in the reaction conditions, especially the difference in the HF gas concentration in each chamber, the gas-particle separation area is divided into three sections, in each of which one Post-treatment is possible. The gas-particle separation area
ist ähnlich dem Trennbereich 18 ausgebildet. Das dem Gas-Teilchen-Trennbereich 22 zugeführte Gas ist ein Gasgemisch aus UF,-Gas, verbleibendem Fn-GaS und Stick-is designed similar to the separation area 18. The gas supplied to the gas-particle separation area 22 is a gas mixture of UF, gas, remaining F n -GaS and nitrogen
o 2. o 2.
stoffgas. Das Gasgemisch wird im Gas-Trennbereich 22 getrennt und einer Kältefalle zur Rückgewinnung des UF, zugeführt, sowie einer Reinigungs-Reaktionsleitung zur Erhöhung des Ausmasses der Verwendbarkeit des verbleibenden F2~Gases.fuel gas. The gas mixture is separated in the gas separation area 22 and fed to a cold trap to recover the UF, and to a cleaning reaction line to increase the extent to which the remaining F 2 gas can be used.
Es wird nunmehr die erfindungsgemässe Vorrichtung erläutert, indem ihre Bauelemente im Vergleich zu jenen der üblichen Vorrichtung nach Fig. 2 verglichen werden.The device according to the invention will now be explained, by comparing their components with those of the conventional device of FIG.
Gemäss Fig. 2 ist eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 30 vorhanden, welche U0O0 oder UO0 zu UOn reduziert, sowie Fliessbett-Reaktionsvorrichtungen 38 und 41, die jeweils U0„ zu UP. umwandeln und eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtun<~r 48, die UF. in UF,- umsetzt. Die Bau-According to FIG. 2, there is a fluidized bed reaction device 30, which reduces U 0 O 0 or UO 0 to UO n , as well as fluidized bed reaction devices 38 and 41, each of which U0 ″ to UP. convert and a fluidized bed reaction device <~ r 48, the UF. in UF, - converts. The construction
4 ο4 ο
elemente 33-36 dienen jeweils zur Kühlung und Speicherung von Teilchen, sowie zur Gasabdichtung und zum Transfer von Teilchen im Gasstrom. Eine Speisevorrichtung 37 dient zur Zufuhr einer festgesetzten Teilchenmenge. Die Bauelemente 39 und 4 0 dienen jeweils zur Gasabdichtung und Zufuhr einer festgesetzten Teilchenmenge und die Bauelemente 4 3-4 6 dienen zur Kühlung und Speicherung von Teilchen, zur Gasabdichtung und zum Transfer von Teilchen im Gasstrom. Eine Speisevorrichtung 4 7 liefert eine festgelegte Menge von UF.. 30b, 38b, 41a, 48b sind Festkörper-Gas-Trennfilter der Fliessbett-Reaktionsvorrichtung. Die Entsprechung dieser Bauelemente der bekannten Vorrichtung zu jenen derelements 33-36 are each used to cool and store particles, as well as for gas sealing and for Transfer of particles in the gas flow. A feed device 37 is used to supply a fixed amount of particles. The components 39 and 40 each serve to seal off gas and supply a fixed amount of particles and the components 4 3-4 6 are used for cooling and storage of particles, for gas sealing and for the transfer of particles in the gas flow. A feed device 4 7 supplies a fixed amount of UF .. 30b, 38b, 41a, 48b are solid-state gas separation filters of the fluidized bed reaction apparatus. The equivalent of this Components of the known device to those of the
erfindungsgemässen Vorrichtung ist wie folgt:device according to the invention is as follows:
Die Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 30 der Fig. 2 entspricht den Kammern 1 und 2 der Fig. 1 und die Bauelemente 33-37 haben die gleiche Aufgabe wie die Kammern 3 bis 6. Die Fliessbett-Reaktionsvorrichtungen 38 und 41 entsprechen der Kammer 7 und der Kammer 8 und die Bauelemente 4 3-47 haben die gleiche Aufgabe wie die Kammern 9-12. Die Fliessbett-Reaktionsvorrichtung entspricht den Kammern 13 und 14. Das Festkörper-Gas-Trennfilter 30b entspricht 16 und 17, 35b entspricht 18, 38b entspricht 19, 41a entspricht 20, 45b entspricht 21 und 48b entspricht 22. Die bekannten Fliessbett-Reaktionsvorrichtungen sjnd alle in Zylinderbauweise ausgeführt. Gemäss Fig. 2 wird U3Og oder UO3, das durch die Speiseleitung 31 zugeführt wird, mit HL-Gas, das durch die Leitung 32 der Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 30 zugeführt wird, zu UO2 umgesetzt. Nachdem das gebildete U0? der Aufgabevorrichtung 33 zugeführt ist, wird es über die Zuführvorrichtung 34 weitergefördert und durch einen bei 34a zugeführten Stickstof fgasstrom durch eine Festkörper-Gas-Trennvorrichtung geleitet und erreicht die Zuführvorrichtung 36 für die Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 38. Eine festliegende Menge von UO-, die durch die Speisevorrichtung 37 geliefert wird, reagiert in der Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 38 mit dem im Abgas 41 enthaltenen HF, um zum Teil in UF4 umgesetzt zu werden. Anschliessend gelangen die Teilchen zur Aufnahmevorrichtung 3 9 und werden 0 durch die quantitativ wirksame Zuführvorrichtung 4 0 der Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 41 zugeführt, inThe fluidized bed reaction device 30 of FIG. 2 corresponds to the chambers 1 and 2 of FIG. 1 and the components 33-37 have the same function as the chambers 3 to 6. The fluidized bed reaction devices 38 and 41 correspond to the chamber 7 and the chamber 8 and the components 4 3-47 have the same task as the chambers 9-12. The fluidized bed reaction device corresponds to chambers 13 and 14. The solid-state gas separation filter 30b corresponds to 16 and 17, 35b corresponds to 18, 38b corresponds to 19, 41a corresponds to 20, 45b corresponds to 21 and 48b corresponds to 22. The known fluidized bed reaction devices are all executed in cylinder design. According to FIG. 2, U 3 Og or UO 3 , which is fed in through the feed line 31, is converted to UO 2 with HL gas, which is fed in through the line 32 to the fluidized bed reaction device 30. After the formed U0 ? the feed device 33 is fed, it is conveyed further via the feed device 34 and passed through a solid-gas separation device by a nitrogen gas flow fed in at 34a and reaches the feed device 36 for the fluidized bed reaction device 38 the feed device 37 is supplied, reacts in the fluidized bed reaction device 38 with the HF contained in the exhaust gas 41 in order to be partially converted into UF 4 . The particles then reach the receiving device 3 9 and are fed to the fluidized bed reaction device 41 by the quantitatively effective feed device 4 0, in
welcher nicht-umgesetzte Teilchen mit HF zur Bildung von UF. reagieren. Die Bauelemente 4 3-4 7 haben ähnliche Funktion wie die Bauelemente 33-37 und dienen zur Zuführung von Teilchen zur Fliessbett-Reaktionsvorrichtung 48. In dieser reagiert UF. mit von einer Rohrleitung 4 9 zugeführtem F„-Gas zur Bildung von UF, und letzteres wird einem System 48a zugeführt, das eine Kältefalle zur Wiedergewinnung von UF, und zur Erhöhung des Ausmasses der Anwendung des verbleibenden F2~Gases aufweist. which unreacted particles with HF to form UF. react. The components 4 3-4 7 have a similar function to the components 33-37 and serve to supply particles to the fluidized bed reaction device 48. In this UF reacts. with F "gas supplied from pipeline 49 to form UF, and the latter is fed to a system 48a having a cold trap for recovering UF and increasing the level of use of the remaining F 2 gas.
Wie vorausgehend erläutert wurde, ist bei der üblichen Vorrichtung jeder Turm unabhängig und der Transfer von Teilchen zwischen den Türmen erfolgt durch einen Energieabfall, so dass bei dieser Anordnung die Höhe ansteigt und die erforderliche Fläche grosser ist. Ferner steigt infolgedessen die Höhe eines Gebäudes zur Aufnahme der Vorrichtung an und die Bodenfläche desselben wird grosser, so dass die für eine nukleare Anlage erforderliche Belüftungskapazität ansteigt. Zur Verringerung der Bauhöhe dient ein Verfahren, welches die Teilchen mittels eines Gasstroms in eine hohe Position bringt, wie dies bei der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss Fig. 1 zutrifft, jedoch wird eine Vorrichtung, welche mit einem Teilchentransfer mittels Gasstrom arbeitet, komplex, der eingenommene Bereich wird grosser und Anordnung und Betrieb werden komplizierter. Unter solchen Umständen ist die Erhöhung der Anzahl der Türme nicht die beste Lösung und die Verbesserung des Reaktionswirkungsgrades durch eine Mehrfach-Anordnung wird schwierig.As previously explained, in the conventional apparatus, each tower is independent and the transfer of particles between the towers occurs due to an energy drop, so with this arrangement the height increases and the required area is larger. Furthermore, the height of a building increases as a result Attachment of the device and the floor area of the same becomes larger, so that for a nuclear facility required ventilation capacity increases. A method is used to reduce the overall height, which the Brings particles into a high position by means of a gas stream, as is the case with the device according to the invention according to FIG. 1 applies, however, a device which with a particle transfer by means of gas flow works, complex, the area occupied becomes larger, and arrangement and operation become more complicated. In such circumstances, increasing the number of towers is not the best solution and improvement the reaction efficiency through a multiple arrangement becomes difficult.
Andererseits kann bei der erfindungsgemässen Vorrichtung infolge des im wesentlichen horizontalen Teilchentransfers die Höhe der Vorrichtung geringer sein und für den Teilchentransfer ist eine besondere Vorrichtung nicht erforderlich. Daher kann die Vorrichtung extrem vereinfacht werden. Eine Mehrfach-Anordnung zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Fliessbett-Reaktionsvorrichtung kann leicht ausgeführt werden, indem die Anzahl der Kammern erhöht wird und ferner kann der Wirkungsgrad des Reaktionsablaufs leicht verbessert werden, indem die Betriebsbedingungen sorgfältig verändert werden, da die Betriebsbedingungen in jeder Kammer frei wählbar sind.On the other hand, with the device according to the invention due to the substantially horizontal particle transfer, the height of the device be lower and for the Particle transfer is not a special device necessary. Therefore, the device can be extremely simplified. A multiple arrangement for improvement the efficiency of the fluidized bed reaction device can be easily carried out by increasing the number of chambers is increased and further the efficiency of the reaction process can be easily improved by adjusting the operating conditions be carefully changed, as the operating conditions in each chamber can be freely selected.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Mehrfach-Anordnung im Wandlungsbereich von UO2 zu UF. ein gutes Beispiel hierzu.In the device according to the invention, the multiple arrangement is in the conversion range from UO 2 to UF. a good example of this.
Schl.i esslich besteht die erf indvmgsgemässe Vorrichtung in der Hauptsache aus einem Fliessbett-Reaktionsverfahren, jedoch können - wie vorausgehend erläutert wurde neben dem Fliessbett ein Bewegtbett und ein Festbett leicht, realisiert werden, indem die zugeführte Gasmenge verändert wird und die Vorrichtung hat infolgedessen beispielsweise den Vorteil, dass sie sofort für ein Verfahren eingesetzt werden kann, bei welchem eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Reaktion erwartet wird, in dem ein Fliessbett-Reaktionsverfahren und ein Bewegtbett-Reaktionsverfahren miteinander kombiniert werden.Finally, there is the device according to the invention mainly from a fluidized bed reaction process, but can - as previously explained alongside the fluidized bed, a moving bed and a fixed bed can easily be realized by changing the amount of gas supplied is changed and the device as a result, for example, has the advantage that it can be used immediately for a process can be used in which an improvement in the efficiency of the reaction is expected, in which a fluidized bed reaction process and a moving bed reaction process are combined with each other.
Zur Anordnung der Trennwand in jeder Kammer sind zwei Verfahren vorhanden, d.h. ein Verfahren, bei welchemThere are two methods of arranging the partition in each chamber, i.e., a method in which
die Trennwand in Anlage mit der Basisfläche des Fliessbettes angeordnet ist und das andere Verfahren, bei welchem die Trennwand über einem Spalt angeordnet wird, der sich über der Basisfläche des Fliessbettes öffnet. 5the partition is arranged in abutment with the base surface of the fluidized bed and the other method in which the partition is arranged over a gap which opens over the base surface of the fluidized bed. 5
Bei einer üblichen Mehrkammer-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung nach den Fig. 3(a) und 3(b) wird als Trennwand nur eine von diesen beiden Arten von Trennwänden eingesetzt. Beim System der Fig. 3(a), bei welchem die Trennwand in Anlage mit der Basisfläche des Fliessbettes angeordnet ist, tritt das Problem auf, dass, wenn grobe Teilchen im Teilchengemisch vorhanden sind, diese groben Teilchen im Basisbereich des Fliessbettes verbleiben und nicht über die Trennwand hinwegströmen, wodurch sich eine Ausbildung des Fliessbettes auf der groben Teilchenschicht ergibt. Beim System gemäss Fig. 3(b), bei welchem die Trennwand über einem Spalt angeordnet ist, der sich über der Basisfläche des Fliessbettes öffnet, ist kein derartiges Problem wie jenes der Firg. 3 (a) vorhanden, jedoch wird die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses von Teilchen zwischen den Kammern grosser, was für den Reaktionsverlauf unerwünscht ist. Demgegenüber können diese Probleme durch Verbindung der beiden Systeme gemäss Fig. 3(c) vermieden werden und gleichzeitig lässt sich der Wirkungsgrad der Reaktion steigern, da die Strömung der Teilchen pich einer Kolbenströmung annähert. Ferner lässt sich durch die Verbindung dieser beiden Systeme eine Kombination des Fliessbettes und des Bewegtbettes erzielen, was bei den bekannten Systemen nicht möglich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung in Block-In a conventional multi-chamber fluidized bed reaction device according to FIGS. 3 (a) and 3 (b), the partition wall only one of these two types of partitions is used. In the system of Fig. 3 (a), in which the partition placed in abutment with the base surface of the fluidized bed, the problem arises that when rough Particles are present in the particle mixture, these coarse particles remain in the base area of the fluidized bed and do not flow over the partition, as a result of which the fluidized bed is formed on the coarse particle layer results. In the system according to FIG. 3 (b), in which the partition wall is arranged over a gap, that opens above the base of the fluidized bed is not such a problem as that of the firg. 3 (a) present, but the probability of a short circuit of particles between the chambers is greater, which is undesirable for the course of the reaction. In contrast, these problems can be solved by combining the two Systems according to Fig. 3 (c) can be avoided and at the same time the efficiency of the reaction can be increased, since the flow of the particles approximates a piston flow. Furthermore, by connecting this Both systems achieve a combination of the fluidized bed and the moving bed, which is what the known Systems is not possible. In this embodiment, a fluidized bed reaction device is in block
bauweise als körperliche Einheit dargestellt. Werden jedoch unterschiedliche Werkstoffarten verwendet und ist es schwierig oder nicht wirtschaftlich, diese in eine körperliche Einheit zu bringen oder treten infolge extrem unterschiedlicher Temperaturen zwischen den Kammern ungleiche thermische Ausdehnungen auf, so dass es schwierig ist, die Betriebsbedingungen zu kontrollieren, so wird es schwierig, eine körperliche Einheit durch Verbindung von mehreren Arten von Reaktionsvorrichtungen zu erhalten und diese Schwierigkeiten können vermieden werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verändern.construction presented as a physical unit. However, different types of material are used and it is difficult or uneconomical to bring these into a physical unit or occur as a result extremely different temperatures between the chambers result in unequal thermal expansions, so that there is It is difficult to control the operating conditions, so it becomes difficult to establish a physical unit by connecting several types of reaction devices and these difficulties can be obtained can be avoided without changing the basic idea of the invention.
Bei der Anordnung nach Fig. 3(a), in welcher die Trennwand in Anlage mit der Basisfläche des FIjessbettes angeordnet ist, bleiben grobe Teilchen, die in den Teilchen vermischt sind, in der Basislage des Fluidbettes und strömen nicht über die Trennwand hinweg, so dass die Schwierigkeit auftritt, dass sich ein Fliessbett darauf ausbildet. Bei der Anordnung nach Fig. 3(b), bei welcher die Trennwand über einem Spalt angeordnet ist, der sich über der Basisfläche des Fliessbettes öffnet, wird eine derartige Schwierigkeit, wie gemäss Fig. 3(a), nicht erzeugt, jedoch ist die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschliessens von Teilchen grosser, was für den Reaktionsverlauf unerwünscht ist.In the arrangement of Fig. 3 (a), in which the partition is arranged in abutment with the base surface of the FIjessbettes coarse particles mixed in the particles remain in the base layer of the fluidized bed and do not flow over the partition wall, so that there arises a problem that there is a fluidized bed thereon trains. In the arrangement according to Fig. 3 (b), in which the partition wall is arranged over a gap, which opens above the base surface of the fluidized bed becomes such a difficulty as shown in Fig. 3 (a), not generated, but the probability of short-circuiting of particles is greater, which affects the course of the reaction is undesirable.
Demgegenüber lässt sich durch die Verbindung beider Anordnungen diese Schwierigkeit vermeiden und gleichzeitig nähert sich der Teilchenstrom einer Kolbenströmung an, wodurch sich gemäss Fig. 3(c) der WirkungsgradIn contrast, this difficulty can be avoided by combining the two arrangements and at the same time the particle flow approaches a piston flow, whereby the efficiency increases according to FIG. 3 (c)
der Reaktion erhöht. Ferner ergibt die Kombination der beiden Anordnungen eine Kombination eines Fliessbettes
und eines Bewegtbettes, was bei der bekannten Anordnung nicht möglich ist.
5the response increases. Furthermore, the combination of the two arrangements results in a combination of a fluidized bed and a moving bed, which is not possible with the known arrangement.
5
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung in Blockbauweise als vereinigtes System dargestellt. Ist jedoch die Anordnung eines vereinten Systems schwierig oder unvernünftig im Hinblick auf unterschiedliche verwendete Werkstoffarten und ist ein vereinigtes System schwierig zu realisieren im Hinblick auf eine ungleichmässige Steuerung der Betriebsvorgänge, einschliesslich thermischer Expansion als Folge von stark unterschiedlichen Betriebstemperatüren, so können diese Schwierigkeiten vermieden werden, ohne dass der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung verändert wird, indem mehrere Reaktionsvorrichtungen durch Verbindungsrohrleitungen verbunden werden.In this embodiment is a fluidized bed reaction device Shown in block construction as a unified system. However, the arrangement is one unified system difficult or unreasonable with regard to the different types of materials used and a unified system is difficult to realize in view of uneven control of the Operating processes, including thermal expansion as a result of widely differing operating temperatures, so these difficulties can be avoided without departing from the basic idea of the present invention is changed by connecting a plurality of reaction devices by connecting pipelines.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Art. In Fig. 4 werden getrennte Reaktionsvorrichtungen 50-52 , die mit einer Dehnungsmöglichkeit versehen sind, wenn eine thermische Ausdehnung dies erfordert, gezeigt. Ferner hat die erfindungsgemässe Vorrichtung den Vorteil, dass die Freiheiten bei der Anordnung der Vorrichtung extrem gross sind.Fig. 4 shows an embodiment of this type. In Fig. 4, separate reaction devices 50-52, which are provided with an expansion option if thermal expansion requires it, shown. Furthermore, the device according to the invention has the advantage that the freedom in the arrangement of the device are extremely large.
Die Fig. 5(a), (b), (c), (d) zeigen jeweils eine Anordnung einer erfindungsgemässen Fliessbett-Reaktionsvorrichtung in Blockbauweise. Ferner kann gemäss Fig. 6 durch Verwendung eines Systems, in welchem ein in Block-Figs. 5 (a), (b), (c), (d) each show an arrangement a fluidized bed reaction device according to the invention in block construction. Furthermore, according to FIG. 6 by using a system in which a block
bauweise aufgebautes Fliessbett vertikal und horizontal erweitert wird, jeweils eine Verfahrensreihe durch horizontale Erweiterung realisiert werden und eine mühelos zu vergrössernde Verfahrenskapazität der Vorrichtung durch deren vertikale Erweiterung. Somit kann die in Blockbauweise aufgebaute Fliessbett-Reaktionsvorrichtung die Mängel der bekannten Fliessbett-Reaktionsvorrichtung überwinden, die nicht mühelos erweitert werden kann. Gemäss Fig. 7, in welcher die Kammern 80-83 eng beieinander liegen, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung als Fliessbett-Reaktionsvorrichtung, in Einzelbauweise aufgebaut sein.built-up fluid bed is expanded vertically and horizontally, one process series by horizontal Expansion can be realized and an effortlessly increasing process capacity of the device through their vertical expansion. Thus, the block type fluidized bed reaction apparatus overcome the shortcomings of the known fluidized bed reaction apparatus which are not easily expanded can. According to FIG. 7, in which the chambers 80-83 are close to one another, the device according to the invention can be constructed as a fluidized bed reaction device in a single design.
Die vorliegende Erfindung realisiert die nachfolgend aufgeführten Ergebnisse durch Verwendung der vorausgehend beschriebenen Anordnung.The present invention realizes the following results by using the foregoing described arrangement.
(1) In der erfindungsgemässen Vorrichtung bewegen sich die Teilchen etwa in horizontaler Richtung, so dass die Höhe der Vorrichtung verringert werden kann und da keine besondere Einrichtung zur Förderung der Teilchen erforderlich ist, kann die Vorrichtung in ihrem Aufbau vereinfacht werden.(1) Move in the device according to the invention the particles move approximately in a horizontal direction, so that the height of the device can be reduced and since no special device is required for conveying the particles, the device in their structure can be simplified.
(2) In der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Vervielfachung der Vorrichtung in mehr als zwei Kammern möglich und das Betriebssystem jeder Kammer ist frei wählbar, so dass der Reaktionswirkungsgrad der Vorrichtung verbessert werden kann, indem das Betriebssystem jeweils sorgfältig geändert wird.(2) In the device of the present invention, the device is multiplied by more than two Chambers possible and the operating system of each chamber is freely selectable, so that the reaction efficiency of the Device can be improved by carefully changing the operating system each time.
(3) Durch Gasabdichtung des Reaktionsgases kann dessen unerwünschte Einwirkung vermieden und gleichzeitig die Ausbeute an Teilchen erhöht werden.(3) By gas sealing the reaction gas, its undesirable effects can be avoided and at the same time the yield of particles can be increased.
(4) Die Freiheit bei der Anordnung der Vorrichtung ist, wie Fig. 5 zeigt, äusserst gross.(4) The freedom in the arrangement of the device is, as FIG. 5 shows, extremely great.
(5) Wenn die Anordnung jeder Kammer ähnlich jener der Fig. 7 ausgestaltet wird, kann die Vorrichtung auch als Rezirkulations-Fliessbett-Reaktionsvorrichtung verwendet werden, welche die Teilchen umwälzt.(5) If the arrangement of each chamber is made similar to that of FIG. 7, the device can also be used as a recirculation fluidized bed reaction device which circulates the particles.
(6) Wird eine Fliessbett-Reaktionsvorrichtung in Blockbauweise verwendet, so kann eine Reihe von Verfahren durchgeführt werden, indem die Vorrichtung in horizontaler Richtung erweitert wird und die Verfahrenskapazität der Vorrichtung kannauf einen grösseren Massstab erhöht werden, indem die Vorrichtung in vertikaler Richtung erweitert wird.(6) When a block type fluidized bed reaction apparatus is used, a variety of methods can be used can be carried out by expanding the device in the horizontal direction and the processing capacity of the device can be increased to a larger scale by expanding the device in the vertical direction Direction is expanded.
(7) Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Kammern kann, wenn UF4 in UF, umgesetzt wird, die Menge des den beiden Kammern zugeführten F -Gases jeweils reguliert werden und infolgedessen kann das F„-Gas höher ausgenutzt werden als bei einer Fliessbett-Reaktionsvorrichtung, die nur eine Kammer aufweist.(7) In the device according to the invention with two chambers, when UF 4 is converted into UF, the amount of F gas supplied to the two chambers can be regulated in each case and, as a result, the F "gas can be used to a greater extent than with a fluidized bed. Reaction device that has only one chamber.
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Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP59215580A JPS6193827A (en) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | Multi-chamber type fluidized bed reaction apparatus |
| JP59251265A JPH0749103B2 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Multi-chamber fluidized bed reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3536717A1 true DE3536717A1 (en) | 1986-04-30 |
| DE3536717C2 DE3536717C2 (en) | 1998-08-06 |
Family
ID=26520941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3536717A Expired - Fee Related DE3536717C2 (en) | 1984-10-15 | 1985-10-15 | Multi-chamber fluid bed device |
Country Status (5)
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|---|---|
| KR (1) | KR890002854B1 (en) |
| CN (1) | CN85108482B (en) |
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| FR (1) | FR2571631B1 (en) |
| GB (1) | GB2167679B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19700029B4 (en) * | 1997-01-02 | 2006-03-09 | Glatt Ingenieurtechnik Gmbh | Fluidized bed apparatus |
| US8257453B2 (en) | 2007-02-22 | 2012-09-04 | Ihi Corporation | Method and device for gasifying gasification fuel |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4990371A (en) * | 1989-08-01 | 1991-02-05 | Gte Products Corporation | Process for coating small solids |
| CN100537016C (en) * | 2004-12-23 | 2009-09-09 | 科里特股份有限公司 | Fluid bed apparatus module and method of changing a first module for a second module in a fluid bed apparatus |
| KR101231161B1 (en) * | 2011-04-15 | 2013-02-07 | 한국수력원자력 주식회사 | Multi-floor calcination furnace for thermal treatment of single layer particles and its operation method |
| CN104096518B (en) * | 2013-04-08 | 2016-01-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | A kind of multi-cell fluidized bed reactor |
| CN107185447A (en) * | 2017-06-23 | 2017-09-22 | 福建南方路面机械有限公司 | A kind of method and granule materials mixer of the granule materials that tile |
| CN108404601B (en) * | 2018-03-30 | 2024-02-06 | 中北大学 | Gas adsorption equipment of super-gravity movable adsorption bed |
| CN110079346B (en) * | 2019-05-29 | 2021-02-12 | 青岛科技大学 | A multi-chamber fluidized bed biomass thermal cracking reactor |
| CN112156727B (en) * | 2020-05-19 | 2024-09-27 | 中国科学院广州能源研究所 | Particle multi-bed circulation and airtight fluidized bed structure capable of being scaled up |
| CN117184906B (en) * | 2023-09-25 | 2025-10-10 | 山东天力能源股份有限公司 | Atmosphere switching fluidized bed particle conveying device, system and process |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2419245A (en) * | 1941-08-25 | 1947-04-22 | Standard Oil Co | Regenerating carbon contaminated catalysts |
| DE1046577B (en) * | 1952-01-23 | 1958-12-18 | Aluminium Lab Ltd | Sluice for trough-shaped fluidized bed reactors formed from an undercurrent retaining wall and an overcurrent retaining wall |
| US2895906A (en) * | 1957-05-10 | 1959-07-21 | Phillips Petroleum Co | Fluidized solids process and apparatus |
| US3010784A (en) * | 1957-09-30 | 1961-11-28 | Hercules Powder Co Ltd | Process for making uranium hexafluoride |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB814756A (en) * | 1955-06-23 | 1959-06-10 | Jean Prost | Method of and apparatus for treating grains of cereals and the like |
| ES323698A1 (en) * | 1966-03-01 | 1966-12-01 | Aux De La Ind Soc Anenima Empr | Apparatus for interacting particulate material with gas |
| MW5176A1 (en) * | 1976-12-21 | 1978-11-08 | Burton Finance Co Ltd | Fluid bed driers fluid bed driers fluid bed driers |
| JPS53123980A (en) * | 1977-04-05 | 1978-10-28 | Teijin Ltd | Instrument for checking tension of running yarn |
| US4184438A (en) * | 1978-01-05 | 1980-01-22 | Foster Wheeler Development Corporation | Fluidized bed start-up apparatus |
| CA1149234A (en) * | 1980-02-19 | 1983-07-05 | Robert D. Stewart | Multi-zone fluidized bed combustor and method of operating same |
| DE3221567A1 (en) * | 1982-06-08 | 1983-12-08 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Fluidized bed furnace |
-
1985
- 1985-09-26 KR KR1019850007104A patent/KR890002854B1/en not_active Expired
- 1985-10-14 CN CN85108482A patent/CN85108482B/en not_active Expired
- 1985-10-14 FR FR858515203A patent/FR2571631B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-15 DE DE3536717A patent/DE3536717C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-10-15 GB GB08525364A patent/GB2167679B/en not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2419245A (en) * | 1941-08-25 | 1947-04-22 | Standard Oil Co | Regenerating carbon contaminated catalysts |
| DE1046577B (en) * | 1952-01-23 | 1958-12-18 | Aluminium Lab Ltd | Sluice for trough-shaped fluidized bed reactors formed from an undercurrent retaining wall and an overcurrent retaining wall |
| US2895906A (en) * | 1957-05-10 | 1959-07-21 | Phillips Petroleum Co | Fluidized solids process and apparatus |
| US3010784A (en) * | 1957-09-30 | 1961-11-28 | Hercules Powder Co Ltd | Process for making uranium hexafluoride |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2571631A1 (en) | 1986-04-18 |
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