DE2610973A1

DE2610973A1 - Reaktionsofen mit wirbelschicht

Info

Publication number: DE2610973A1
Application number: DE19762610973
Authority: DE
Inventors: Helmut Baeing; Gerhard Oberschachtsiek
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DK112677A; IT1076628B; BE852535A; FR2344801A1; NL7702840A; JPS52118859A

Description

Friedrich ühde GmbH

Dortmund ₄ ο

Eigenes Zeichen: 10 031

Reaktionsofen mit Wirbelschicht

Die Erfindung betrifft einen Reaktionsofen mit Wirbelschicht aus fluidem Schüttgut, z.B. Sand,und mit Einleitung des Fluidisierungsmittels, z.B. Luft, am Ofenboden für die Verbrennung flüssiger bis fester Stoffe.

Bei derartigen Reaktionsöfen ist es erforderlich, das Fluidisierungsmittel verteilt am Boden des Reaktionsofens zuzuführen und gleichzeitig eine Auflagefläche für das fluide Schüttgut bereitzustellen .

Es sind Reaktionsöfen mit Wirbelbett bekannt, bei denen der Boden als Schlitzboden bzw. Rost ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Roststäben wird mittels Ankerschrauben zusammengehalten. Die Längsschlitze weisen eine sehr geringe Schlitzweite auf, da im Ruhezustand das fluide Schüttgut nicht durch den Rost fallen darf. Der Rost muß aus hochwarmfestern Stahl hergestellt sein, da infolge der hohen Temperaturen im Reaktionsofen sonst eine Beschädigung des Rostes eintritt. Im Betrieb zeigt das Wirbelbett über dem Rostbzw. Schlitzboden eine starke Neigung zur Pulsation und damit zum seitlichen Abkippen des Wirbelbettes, d.h. eine ungleichmäßige Wirbelung, was gleichbedeutend ist mit einem verschlechterten Reaktionsablauf im Ofen.

Weiterhin sind Reaktionsöfen mit Wirbelbett bekannt, bei denen der Boden als Stampf- oder Gewölbeboden aus feuerfestem Material besteht, und das Fluidisierungsmittel über Luftverteilerglocken im Boden eingeleitet wird. Der Stampf- oder Gewölbeboden aus feuerfestem Material bedingt hohes Gewicht und birgt eine hohe Bruchgefahr bei häufigem Lastwechsel bzw. häufigem An- und Abfahren -des Reaktionsofens. Ein schnelles Anfahren des Reaktionsofens verbietet sich wegen erhöhter Bruchgefahr des Bodens durch hohe Wärmespannungen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Reaktionsöfen zu vermindern bzw. zu vermeiden und eine Bodenkonstruktion vorzuschlagen, die frei von betrieblichen Mängeln ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine Verteilerkammer für das Fluidisierungsmittel, die durch eine Vielzahl von Verteilerrohren mit Schaft und Kopf, wobei der Schaft senkrecht in die Decke der Verteilerkammerdecke eingeschweißt ist, sich auszeichnet, und der aus der Verteilerkammerdecke ragende Schaftteil von vorhandenem Schüttgut umgeben ist und der Kopf im wesentlichen waagerechte Austrittskanäle für das Fluidisierungsmittel aufweist.

Je nach der Gesamtkonzeption des Reaktionsofens kann nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung die Decke der Verteilerkammer gleichzeitig der Ofenboden sein und die Verteilerkammer im Inneren eine Vielzahl von Stützen aufweisen, oder die Decke der Verteilerkammer kann gewölbt sein.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Verteilerkammer ist diese in Form eines verzweigten Rohrsystems ausgebildet und liegt auf dem Ofenboden auf.

Damit die waagerechten Austrittskanäle für das Fluidisierungsmittel im betriebslosen Zustand nicht durch das fluide Schüttgut verstopft werden, weisen die Austrittskanäle ein sich nach innen erweiterndes Profil auf.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die waagerechten Austrittskanäle in den erfindungsgemäß angeordneten Rohren eine gute Wirbelbildung infolge der sich gegenseitig beeinflussenden Ströme und der Abströmung nach oben erzielt wird. Die einzelnen Körner des Wirbelbettes werden in kreisförmige, vertikale Bewegung gebracht. Diese intensive Wirbelbildung setzt sich durch das gesamte nach oben strömende Wirbelbett fort und verhindert damit eine Luftkammerbildung, sog. Blasen, die in der Regel zu einer Pulsation des ganzen Wirbelbettes ausarten.

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Da die aus der Verteilerkammer bzw. dem verzweigten Rohrsystem herausragenden Verteilerrohre bis zum Kopf in einer ruhenden Schüttgut-Schicht stehen, wird erfindungsgemäß verhindert, daß die hohen Temperaturen der Verbrennung, Konvektionswärme sowie Strahlungswärme, die Verteilerkammerdecke bzw. das Verteilerrohrsystem erreichen und beschädigen. Verteilerkammer oder Rohrsystem können somit aus gering oder unlegiertem Stahl hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 Reaktionsofen mit ebener Verteilerkammer im Schnitt

Figur 2 Reaktionsofen mit gewölbter Verteilerkammerdecke im Schnitt

Figur 3 Reaktionsofen mit einer Verteilerkammer in Form eines Rohrsystems

Figur 4 Rohrkopf mit Luftaustrittskanälen.

Gemäß Figur 1 wird der Reaktionsofen gebildet aus dem Ofenschacht 1, der in der Regel ausgemauert oder mit Kühlelementen versehen ist, der Verteilerkammer 2 für Luft als Fluidisierungsmittel, der Zufuhrleitung 3 für Luft und den Zugabeleitungen 4 und 5 für den zu verbrennenden Stoff und für das Heizmittel. Aus der Verteilerkammer 2 strömt die Luft in die Verteilerrohre 6 in der Decke 7. über die waagerechten Austrittskanäle 8 im Rohrkopf 9 der Verteilerrohre tritt die Luft in den Ofenschacht 1 aus. Die ausströmende Luft verwirbelt das um die Rohre im Bereich der Austrittskanäle liegende fluide Schüttgut 10 und schafft somit die Wirbelschicht. Das direkt auf der Decke der Verteilerkammer liegende Schüttgut wird nicht aufgewirbelt und bildet dadurch einen Strahlungs- und Wärmeschutz für die Verteilerkammer. Für große Verteilerkammern ist es zweckmäßig, die Decke 7 mittels Stützen zu versteifen.

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Soll aus konstruktiven Gründen auf Stützen verzichtet werden, wird nach Figur 2 die Decke 12 der Verteilerkammer gewölbt ausgebildet. Die verschieden hoch eingesetzten, jedoch nach oben in gleicher Höhe herausstehenden Rohre mit den Austrittskanälen und die auf der Decke liegende Bettschicht gewährleisten ein homogenes Wirbelbett bei gleichzeitigem Schutz der Verteilerkammerdecke vor hoher Wärmebelastung.

Die in Figur 3 dargestellte Verteilerkammer für Luft in Form eines Rohrsystems 13 liegt direkt auf dem Boden 14 des Reaktionsofens auf. Hierdurch wird der Aufbau des Ofens sehr einfach und seine Bauhöhe vermindert. Falls das Rohrsystem 13 und die Verteilerrohre 6 verschraubbar sind, ergibt sich der Vorteil, daß bei einem Teilschaden an den Rohren diese kurzfristig gegen Reserverohre ausgewechselt werden können.

Der in Fig. 4 dargestellte Rohrkopf 9 weist waagrechte Austrittskanäle 8 auf durch die die Luft ausströmt. Die Ausbildung der Rohrköpfe ist nicht Gegenstand der Erfindung, sondern im einzelnen abhängig von der Art des fluiden Schüttgutes und der Temperatur der zugeführten Luft.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausbildungsbeispiele, sondern schließt alle solche Konstruktionsbeispiele ein, die das erfindungsgemäße Prinzip in mehr oder weniger abgeänderter Form anwenden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche 10 031

D/ Reaktionsofen mit Wirbelschicht aus fluidem Schüttgut, z.B. Sand, und mit Einführung des Pluidisierungsmittels, z.B. Luft, am Ofenboden für die Verbrennung flüssiger bis fester Stoffe, gekennzeichnet durch mindestens eine Vertexlerkammer (2) für das Fluidisierungsmittel, durch eine Vielzahl von Verteiler-Rohren (6) mit Schaft und Kopf (9), wobei der Schaft senkrecht in die Verteilerkammerdecke (7) eingeschweißt ist, der aus der Verteilerkammerdecke ragende Schaftteil von ruhendem Schüttgut umgeben ist und der Kopf (9) im wesentlichen waagerechte Austrittskanäle (8) für das Fluidisierungsmittel aufweist.
2) Reaktionsofen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das die Verteilerkammerdecke (7) gleichzeitig der Ofenboden ist und die Verteilerkammer (2) eine Vielzahl von Stützen (11) aufweist.
3) Reaktionsofen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (12) der Verteilerkammer gewölbt ist.
4) Reaktionsofen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammer in Form eines verzweigten Rohrsystems

(13) ausgebildet ist und das Rohrsystem auf dem Ofenboden

(14) aufliegt.
5) Reaktionsofen nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Antrittskanäle (8) ein sich nach innen erweiterndes Profil aufweisen.

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