DE2408720C3 - Rückerhitzeranordnung für ein Wirbelschichtbett - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückerhitzeranordnung für ein Wirbelschichtbett gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise zum Reduzieren von Eisenerz im Behandlungskanal, und zwar unter Verwendung von Koks als Trägermaterial, zur Anwendung gelangen oder aber zum Verkoken von Holzspänen usw., wobei die jeweiligen Komptaktteile, nachdem sie in der Vorrichtung erhitzt oder auf andere Weise behandelt worden sind, am Ende des Behandlungskanals zur weiteren Behandlung ausgetragen werden. Ein spezielles Anwendungsgebiet der Vorrichtung stellt jedoch die Verkokung von Stückkohle dar, wobei in solch einem Fall das Trägermaterial durch Sand gebildet ist und die beispielsweise in Form von Kohlebriketts vorliegende Stückkohle in der Vorrichtung lediglich halbverkokt wird, worauf dann die halbverkokten Briketts in einem Schachtofen vollständig verkokt werden.

Obwohl eine ältere Vorrichtung dieser Art (DE-OS 22 62 503) durchaus zufriedenstellend arbeitet, stellt sie doch dann nicht die vorteilhafteste Anordnung dar. wenn der Schachtofen mehr verkokte Stückkohle aufnehmen kann, als durch eine oder zwei Wirbelschichtbett-Rückerhitzeranordnungen behandelt werden können. In diesem Fall ist es wünschenswert, eine Gruppe aus Wirbelschichtbett-Ruckcrhitzeranordnungen zur Verfugung /u haben, die Seite an Seite mit einem Abstand zueinander angeordnet sind, der kleiner als die Breite des Rückvrhit/.ers W- Es ist jedoch nicht möglich, bei der genannten älteren Vorrichtung eine derartige Anordnung vorzusehen, weil hierbei der Rückerhitzer zwangsläufig seitlich neben dem Behandlungskanal angeordnet ist

Weiterhin läßt auch die Anordnung der Trägermaterialentnahme- und -Zurückleiteinrichtungen zwischen dem Behandlungskanal und dem Rückerhitzer nur relativ schwierig einen aus Wartungsgründen oder dgl. erforderlichen Zugang zu, da aufgrund der speziellen Anordnung des Rückerhitzers seitlich neben dem Behandlungskanal die betreffenden Fall- bzw. Steigrohre genau zwischen Rückerhitzer und Behandlungskanal angeordnet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wirbelschichtbett-Rückerhitzeranordnung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß eine ι ■> Gruppe entsprechender Wirbelschichtbetten mit einem minimalen Abstand zwischen benachbarten Wirbelschichtbetten gebildet werden kann und nicht nur das Trägermaterial einwandfrei zwischen dem Behandlungskanal und dem Rückerhitzer transportiert werden kann, sondern auch ein ungehinderter Zugang zu den betreffenden Trägermaterialtransporteinrichtungen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt außer der speziell vorgesehenen Lage des Rückerhitzers, nämlich dessen Anordnung an einer gegenüber dem Behandlungskanal erhöhten Stelle, der Gedanke zugrunde, für das zum Rückerhitzer ω geleitete Trägermaterial eine Sammel- und Hebeeinrichtung vorzusehen, die gemeinsam für eine Vielzahl der Trägermaterialentnahmeeinrichtungen vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das zum Rückerhitzer zu transportierende Trägermaterial einerseits in der j5 gemeinsamen Sammel- und Hebeeinrichtung, beispielsweise mittels einer Rutsche, aufgefangen und andererseits von dort aus bequem, beispielsweise mittels eines einzigen Steigrohres, zum Rückerhitzer transportiert werden, wodurch die Vielzahl der bisher erforderlichen 4» Steigrohre überflüssig wird und sich insgesamt der konstruktive Aufwand verringert.

Da der Rückerhitzer an einer gegenüber dem Behandlungskanal erhöhten Stelle, entweder seitlich oberhalb oder aber direkt oberhalb diesem, angeordnet v, ist, liegen die als Trägermaterialentnahme- und -Zurückleiteinrichtungen verwendeten Fallrohrdurchlässe frei, so daß diese Fallrohrdurchlässe sowie deren Einlasse und Auslässe leicht zu Wartungszwecken und dgl. zugänglich sind. Gleichzeitig bietet eine solche v\ Anordnung den Vorteil, auch eine Gruppe von mehreren Wirbelschichtbetten vorsehen zu können, die unabhängig von der Anzahl der verwendeten Rückerhitzer mit einem minimalen Abstand Seite an Seite angeordnet sind. Aufgrund der gewählten Anordnung « der bei den Trägermaterialentnahme- und -zurückleiteinrichtungen vorgesehenen Fallrohrdurchlässe sowie des Steigrohrs der gemeinsamen Sammel- und Hebeeinrichtung ist schließlich eine größere Kontrolle der Trägermaterialströmung möglich, und es kann außerho dem ein besserer Ausgleich zwischen der Entnahme und der Zufuhr des Trägcrmaterials vom bzw. zum Behandlungskanal erzielt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der

Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbei-

■■'. spiels, bei dem das Trägermaterial aus Sand und die Mückigen Kompaktteile aus zu verkokender Stückkohle lestehen. naher erläutert. Es zeigt

F ι g. 1 die et findungsgemäße Anordnung in senkrech-

tem Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Zurückleiten des Trägermaterials vom Rückerhitzer zum Behandlungskanal;

F i g. 2 die Anordnung in senkrechtem Längsschnitt durch eine Einrichtung zur Entnahme de* Trägermate- ^r, rials aus dem Behandlungskanal, wobei schematisch ein Teil der Sammel- und Hebeeinrichtung dargestellt ist, sowie

Fig. 3 im Querschnitt den Rückerhitzer mit der Sammel- und H ebeeinrichtung. ι ο

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Rückerhitzer 1 an einer gegenüber einem Behandlungskanal 2 erhöhten Stelle angeordnet, wobei sowohl der Rückerhitzer 1 als auch der Behandlungskanal 2 prinzipiell die in der DE-OS 22 62 503 beschriebene Ausbildung aufweisen und durch Gasverteilerrohre 4 durchwirbelt sind. Der Behandlungskanal 2 weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, an seinem Anfang einen Eingabeabschnitt 5 für die zu verkokende Stückkohle und den kühlen Sand auf.

Die Seitenwand 6 des Behandlungskanals 2 erstreckt sich nach oben und begrenzt eine Seitenwand 7 des Rückerhitzers 1. An einer Vielzahl von im Längsabstand zueinander vorgesehenen Stellen weisen diese Seitenwände 6,7, wie aus F i g. 1 ersichtlich, Fallrohrdurchläs- 2"> se 8 auf, die sich vom oberen Ende der Seitenwand 7 bis zu einer nahe dem Boden des Behandlungskanals 2 gelegenen Stelle in dessen Seitenwand 6 erstrecken und jeweils über einen Einlaß 9 mit dem Rückerhitzer 1 sowie über einen Auslaß 10 mit dem Behandlungskanal 2 verbunden sind. Die Ein- und Auslässe 9, 10 können genau wie die Fallrohrdurchlässe 8 durch Inspektionsöffnungen P hindurch gewartet werden. Durch jeden bodenseitigen Auslaß 10 hindurch erstreckt sich ein Gasverteilerrohr 11, mittels dem der Fallrohrdurchlaß 8 zwischen seinem Einlaß 9 und Auslaß 10 durchwirbelt werden kann. Es wird daher der Sand über die Fallrohrdurchlässe 8 mittels einer durchwirbelten Kompaktphasenströmung vom Rückerhitzer 1 zum Behandlungskanal 2 zurücktransportiert, wenn die Fallrohrdurchlässe 8 und das Sandbett im Behandlungskanal 2 durchwirbelt werden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, weist die Seitenwand 6 des Behandlungskanals 2 weiterhin Fallrohrdurchlässe 12 auf, und zwar an einer Vielzahl von im Längsabstand zueinander vorgesehenen Stellen, die mit den Fallrohrdurchlässen 8 abwechseln. Jeder Fallrohrdurchlaß 12 steht einerseits mit dem Behandlungskanal 2 über einen Einlaß 13 in Verbindung, dem eine Wartungsöffnung P zugeordnet ist, und mündet andererseits im Boden der Seitenwand 6 aus, wo er mit einem Rohr 14 verbunden ist.

Die Rohre 14 führen über ein Zerwirbelungsventil V zu einem Sammeltrog 15, der an jeder Rohrmündungsstelle ein Wehrfenster 16 aufweist. Wenn das Zerv/irbelungsventil V betätigt wird, strömt der Sand durch die Wehrfenster 16 in eine Rutsche 17. Diese Rutsche 17 endet an einem Wehr 18, über welches der Sand in einen .Sammeltrichter 19 ausgetragen wird. Dsr Sand wird sodann über ein pneumatisch betätigtes Steigrohr 20 «> zum Rückerhitzer I transportiert. Die Sandzufuhr in das Steigrohr 20 erfolgt mittels einer durchwirbelten Kompaktphasenströmung im senkrechten Steigrohr 20, während der Sandaustrag aus dem Steigrohr 20 mittels einer pneumatischen Flugphasenströmung erfolgt. Der ti~, Sand bewegt sich vertikal im Steigrohr 20 mittels einer pneumatischen Flugphasenströniung, die sich dann in eine horizontale pneumatische Flugphasenströniung ändert, bevor der Sand in den Rückerhitzer 1 eingeleitet wird.

Die beschriebene Anordnung wurde mittels einer Versuchsanlage simuliert, die einen automatischen temperaturbetätigten Steuerungsmechanismus für die Falirohrdurchlässe 8, 12 aufwies. Die Zerwirbelungsgase im Behandlungskanal 2, in den Fallrohrdurchlässen 12 und in der luftdurchströmten Rutsche 17 sowie die aus dem Behandlungskanal 2 austretender: flüchtigen Gase der behandelten Stückkohle wurden mittels eines Zyklonsystems abgesaugt. Für die Gase aus den Fallrohrdurchlässen 8 und dem Steigrohr 20 war ein ähnliches Zyklonsystem vorgesehen.

In oder nahe dem Steigrohr 20 ist eine nicht dargestellte Einrichtung vorgesehen, um den Sand während dessen Zufuhr zum Rückerhitzer 1 zu erhitzen. Zu diesem Zweck kann, um das Ausmaß der im Rückerhitzer 1 erforderlichen Erhitzung zu verringern, ein Brennstoff zusammen mit einem Teil der Steigluft im Steigrohr 20 verbrannt werden, während der Sand pneumatisch nach oben transportiert wird. Beim Gruppenbetrieb können dann ein oder mehrere Steigrohre 20 den Sand in der beschriebenen Weise erhitzen, während andere Steigrohre 20 den kühlen Sand lediglich nach oben transportieren. Die beiden, unterschiedliche Temperaturen aufweisenden Sandmaterialien werden dann im durchwirbelten Rückerhitzer 1 innig miteinander vermischt. Der Sand kann auch bereits in den Steigrohren 20 in ausreichender Weise zurückerhitzt werden, so daß der Rückerhitzer 1 dann lediglich als Mischer verwendet wird. In diesem Fall kann der Rückerhitzer 1 mit einer tieferen Temperatur, beispielsweise bei 550—750° C, vorzugsweise bei 650⁰C, betrieben werden, als dies möglich ist, wenn der Rückerhitzer als solcher, d.h. zum Rückerhitzen, zur Anwendung gelangt, wobei in solch einem Fall der Rückerhitzerbetrieb mit einer Temperatur von beispielsweise 700-8OO°C erfolgt. Auf diese Weise werden die Anforderungen an die verwendeten Baumaterialien verringert. Ein Teil des kühlen und/oder rückerhitzten Sandes kann aus den Steigrohren 20 zum Eingabeabschnitt 5 des Behandlungskanals 2 ausgetragen werden.

Anstatt den Rückerhitzer 1, wie in der Zeichnung dargestellt, seitlich oberhalb des Behandlungskanals 2 anzuordnen, ist es auch möglich, diesen mehr oder weniger direkt oberhalb des Behandlungskanals 2 vorzusehen; hierbei verläuft dann das Abzugsrohr Ffür die aus dem Behandlungskanal 2 herauszuleitenden Gase in einem Zwischenraum zwischen dem Behandlungskanal 2 und dem Rückerhitzer 1.

Aufgrund der beschriebenen Ausbildung kann außerordentlich leicht und einfach eine Gruppe aus zwei oder mehreren der beschriebenen Anordnungen vorgesehen werden, die dann beidseits der Mündungsöffnung eines Schachtofens zur Anwendung gelangen und diesem halbverkokte Stückkohle zuführen. Wenn hierbei eine Anordnung aus drei solcher Wirbelschichtbetten vorgesehen ist, können die Steigrohre 20 den Sand in mehrere Rückerhitzer 1 oder aber in einen großen einzigen Rückerhitzer 1 austragen, der oberhalb der aus den Behandlungskanälen 2 gebildeten Gruppe angeordnet ist.

Wenn die gebildete Gruppe aus mehreren Behandlungskanaien 2 mit darüber angeordneten Rückerhitzern 1 besteht, ist es nicht erforderlich, einen Abstand zwischen benachbarten Behandlungskanälen 2 vorzusehen. Bei solch einer Gruppe können die Inspektionsöff-

nungen P für die äußersten Behandlungskanal-Rückerhitzerkonibinationen nach außen gerichtet sein, während die Wartung der inneren Fallrohrdurchlässe durch die oberen Inspektionsöffnungen P hindurch erfolgen kann.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform können die Trägermaterialentnahmeeinrichtungen 12, 14 und -zurückleiteinrichtungen 8 entweder an einer Seite oder beidseits des Behandlungskanals 2 und/oder des Rückerhitzers 1 angeordnet sein, wobei dann ein einziger Rückerhitzer 1 zwei benachbarte Behandlungskanäle 2 versorgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Rückerhitzeranordnung für ein¹ Wirbelschichtbett zum Behandeln stückiger Kompaktteile, insbesondere zum Verkoken von Stückkohle, mit einem Behandlungskanal, der ein Bett aus Sand oder ähnlichem teilchenförmigen Trägermaterial enthält, einer am Anfang des Behandlungskanals vorgesehenen Einrichtung zur Zufuhr der Kompaktteile in das Bett, einer Einrichtung zum Durchwirbeln des Bettes, einer Vielzahl von Entnahmeeinrichtungen zur Entnahme des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal, einer Einrichtung zum Rückerhitzen und/oder Mischen des aus dem Behandlungskanal entnommenen Trägermaterials, einer Vielzahl von Einrichtungen zum Zurückleiten des Trägermaterials vom Rückerhitzer zum Behandlungskanal und einer am Ende des Behandiungskanais vorgesehenen Einrichtung zum Austragen der behandelten Kompaktteile und/oder des Trägermaterials aus dem Behandlungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückerhitzer (1) an einer gegenüber dem Behandlungskanal (2) erhöhten Stelle angeordnet ist und eine Vielzahl der Entnahmeeinrichtungen (12,14) in eine gemeinsame Sammel- und Hebeeinrichtung (15 ... 20) führt, die ein pneumatisch betätigtes Steigrohr (20) zum Rückerhitzer (1) für das gesammelte Trägermaterial aufweist.

2. Rückerhitzeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steigrohr (20) eine Erhitzungseinrichtung zugeordnet ist.