DE3001525A1

DE3001525A1 - Vorrichtung zum stoffaustausch in einer wirbelschichtkammer

Info

Publication number: DE3001525A1
Application number: DE19803001525
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl.-Ing. 3060 Stadthagen Margraf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1981-07-23
Also published as: US4353720A

Description

Anmelder: Dipl.-Ing. Adolf Margraf

Am Schleplingsbach 46 , 3o6o Stadthagen Wendthagen

Vorrichtung zum Stoffaustausch in 'einer Wirbelschichtkammer

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, zur Durchführung von chemischen Reaktionen einen Feststoff/ durch ein Schadstoffe enthaltendes Gas zu durchwirbeln, um eine Wirbelschicht zu erzeugen und dadurch eine innige Durchmischung eines Feststoffes und eines Gases zu erreichen, welches Schadstoffe enthält, die mit dem Feststoff bzw. Wirbelgut sorptive Verbindungen eingehen.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß solche Wirbelschichten aus einem Gas als Wirbelmedium und einem Feststoff als Wirbelgut sich nicht immer homogen ausbilden, sondern aufrechte Kanäle, aufsteigende Gasblasen bzw. Gasschichten ohne Wirbelgut aufweisen, womit die z.B. im Gas enthaltenen Schadgase nicht chemisch gebunden werden, abgesehen davon, daß die zugesetzten Feststoffe als Wirbelgut nicht öder nur teil-

. 130030/0369

weise bzw. ungenügend ausgenutzt werden, weil sie zusätzlich in der Körnungsgröße sehr stark variieren, so daß praktisch vor allem nur die kleineren Teilchen großer Oberfläche gegenüber ihrer Masse mit den Schadgasen reagieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einer Wirbelschicht einer aufrechten Wirbelschichtkammer das Entstehen von Gaskanälen, Gasblasen oder Gasschichten ohne Mischung mit Wirbelgut zu vermeiden und das Wirbelgut unabhängig von unterschiedlich großen Teilchen möglichst vollständig für die Reaktion auszunutzen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Raum der aufrechten Wirbelkammer wird also möglichst mehrfach oder vielfach durch Siebtrommeln unterbrochen, so daß die Bildung von Gaskanälen, Gasblasen oder dergleichen ohne Mischung mit dem Wirbelgut zwischen je zwei Siebtrommeln ausgeschlossen wird. Dadurch wird weiter in jedem Kugelrotor eine erneute Mischung von Wirbelgut und Wirbelmedium erfolgen und anschließend eine durch die turbulent bewegten Wirbelgutteilchen eine homogene Wirbelschicht zwischen den Trommeln erreicht, die das Zusammentreffen von Feststoffteilchen und Schadgasen begünstigt. Weiter werden die Fest-

130030/0369

Stoffteilchen von Siebtrommel zu Siebtrommel ständig steigend zerkleinert, so daß sich hinter jeder Siebtrommel neue Oberflächen der Feststoffteilchen für die Reaktion mit den Schadgasen bilden. Damit ist es möglich, die zuzusetzenden Feststoffteilchen bzw. Additive soweit als möglich für die chemische Reaktion auszunutzen.

Man kann auch die sich ergebenden sorptiven Bindungen hinter der Wirbelschichtkammer teilweise aus dem Gasstrom ausschleusen und der Kammer mit neuen Feststoffteilchen gemeinsam wieder zuführen, wenn die ausgeschiedenen Bindungen noch Feststoffteilchen enthalten sollten, die noch keine Bindung mit Schadgasen eingegangen sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel einer Wirbelschichtkammer im senkrechten schematischen Schnitt dargestellt ist.

Die Wirbelschichtkammer nach der Erfindung besteht aus einem aufrechten Gehäuse 1 rechteckigen waagerechten Querschnitts. In diesem Gehäuse 1 sind mit freien Abständen voneinander umlaufende Siebtrommeln 2,3,4 waagerecht gelagert, die dem waagerechten Querschnitt der Kammer 1 angepaßt sind und deren Umfang von den WandungsSeiten 1a,Ib tangiert werden.

Diese Siebtrommeln 2,3,4 sind mit schweren Kugeln 5 oder anderen

130030/0369

regelmäßigen oder unregelmäßigen, schweren Körpern teilweise gefüllt, die durch den Umlauf der Trommeln mitgenommen werden und dann wieder in der Trommel nach unten fallen. Damit eine einwandfreie Mitnahme dieser Körper 5 erfolgt, ist die Innenfläche der Trommelumfangswand mit achsparallelen Mitnehmerleisten 6 versehen.

Der Durchmesser der untersten Siebtrommel 2 ist etwas kleiner als der der oberen Siebtrommeln 3,4 deren Zahl naturgemäß vergrößert werden kann, und diese untere Trommel 2 ist auf dem Außenumfang mit achsparallelen Kratzleisten 7 versehen, die den zylindrischen Kammerboden 1c kratzend bestreichen und dadurch ein Ansammeln von Stoffen unterhalb der Trommel 2 verhindern.

Dem unteren Wirbelkammerbereich wird das Wirbelgut und das Wirbelmedium, insbesondere Feststoffe bzw. Additive und ein Schadgase enthaltendes Gas aus beliebigen Verbrennungsanlagen oder dergleichen oberhalb der Siebtrommel 2 nach unten geneigt zugeführt, und zwar vorteilhaft entsprechend der Darstellung von außen nach innen und unten gerichtet, so daß das Wirbelgut aus einem Vorrat 8 und das Wirbelmedium in der Siebtrommel 2, in Berührung gelangen. Das Wirbelgut in Form von Feststoffen oder Additiven sind in der Lage, mit Schadgasmoleküien, wie HCl, H₃F₂, SO₃, SO₂ oder dergleichen des Wirbelmediums zur Bindung und Herstellung sorptiver Bindungen zu reagieren, die später aus dem Wirbelschichtmedium,

130030/0369

nämlich dem Gasstrom auf übliche Weise abzuscheiden sind.

Bereits in der Trommel 2 wird durch die umwälzenden Kugeln oder Körper gemeinsam mit den zugeführten Feststoffen bzw. Additiven eine enge Berührung zwischen dem Gas und den Feststoffen erreicht und sodann baut sich oberhalb der untersten Siebtrommel 2 eine Wirbelschicht aus Gas und Feststoffen auf, in der■Gaskanäle, Gasblasen oder dergleichen ohne Feststoffe nicht auftreten können, da die Wirbelschicht durch die nächste Siebtrommel 3 unterbrochen wird, die wieder von unten nach oben durchströmt wird, wobei ein Umstreichen der Trommel 3 dadurch verhindert wird, daß sie auf dem unteren Umfang ausgehend von den tangentialen Berührungswandungen 1a und 1b teilweise durch umfassende Wandungen 9 abgedeckt ist, die auch für die oberste Trommel 4 vorgesehen sind. Auf der Oberseite jeder oberen Trommel 3,4 sind von den Wandungen 1a und 1b ausgehende Abstreifer 1o vorgesehen, die verhindern, daß auf den Siebtrommeln 3 und 4 lose aufliegende Kugeln 11 oder dergleichen sich zwischen der Trommel und der Siebwand einklemmen. Diese Kugeln 11 dienen dazu, die Lochungen der Siebtrommeln 3 und 4 sauberzuhalten. Verständlicherweise baut sich oberhalb der Trommel 3 wieder eine freie Wirbelschicht auf, in der die Schadgase in turbulenter Bewegung mit den Feststoffen in Berührung kommen und zur Reaktion gelangen, wobei zu erwähnen ist, daß die Feststoffe in der

!30030/0369

Trommel 3 durch die stets umlaufend mitgenommenen und fallenden Körper 5 weiter zerkleinert oder zermahlen werden, so daß sich neue Oberflächen der Feststoffe den Schadgasen zur sorptiven Bindung anbieten.

Die Zahl der Siebtrommeln kann naturgemäß erhöht werden. Insgesamt dürften die zuzusetzenden Feststoffe bzw. Additive äußerst weitgehend ausgenutzt werden.

Ist dies in Ausnahmefällen nicht durchführbar, so kann das oben durch eine Leitung 12 aus der Kammer 1 abströmende Gas mit gebundenen Schadgasen und unausgenutzten Additiven z.B. einem Abscheider 13 zugeführt werden, aus dem die Bindungen und Additive abgeschieden und über ein Zellenrad 14 der Gasleitung mit neuen Additiven zugeführt werden, aus der ein Anteil der Feststoffe und Bindungen z.B. bei 15 entnommen werden kann. Die dann noch nicht ausgenutzten Additive können dann wieder in der Wirbelschichtkammer 1 mit den Schadgasen eines Gases in innige Berührung gebracht werden, um so eine weitgehende Ausnutzung der Additive auch in einem solchen Fall zu gewährleisten.

130030/0 369

-AO-

Leerseite

Claims

f-j»ar''··■'■' '■'■* Anmelder: Dipl.-Ing. Adolf Margraf Am Schleplingsbach 46, 3o6o Stadthagen-Wendthagen Ansprüche

1. Vorrichtung zum Stoffaustausch in einer Wirbelschichtkammer, in der durch ein Schadgase enthaltendes Gas ein Wirbelgut in Form von mit dem Schadgas sorptive Bindungen eingehenden Feststoffen mit dem Gas wirbelnd durchmischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine aufrechte Wirbelkammer (1) mit rechteckigem Querschnitt, der das Wirbelmedium und das Wirbelgut im unteren Teil zugeführt
und oben abgenommen wird, durch den Querschnitt einnehmende, in Abstand übereinander gelagerte, umlaufende Siebtrommeln (2,3,4) mit eingefüllten Kugeln (5) oder
regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpern unterteilt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (1) einen der untersten Siebtrommel (2) angepaßten.Zylinderboden (1c) besitzt und das Wirbelmedium und das Wirbelgut im unteren Wirbelkammerbereich cderhalb der Siebtrommel (2) nach unten geneigt zugeführt werden, und daß die je mit Abstand darüber gelagerten Siebtrommeln (3,4)

130030/0369

auf dem unteren umfang, ausgehend von den die Siebtrommeln (3,4) tangierenden Raumwandungen (1a,1b) teilweise mit Umfangsabdeckungen (9) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß. in die Wirbelkammer (1) und in Richtung auf die untere Siebtrcranel (2)eine Gasleitung für das Wirbelmedium in Form von Gas mit Schadgas mündet,

der aus einem Vorrat (8) laufend oder periodisch das mit dem Schadgas oder der schädlichen Suspension chemisch reagierende Wirbelgut als Feststoff zugeführt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Siebtrommeln (2,3,4) auf der Innenseite mit achsparallelen, auf dem Umfang verteilten Mitnehmerleisten (6) versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Siebtrommel (2) auf der Außenumfangsfläche mit achsparallelen Kratzleisten (7) versehen ist, die den zylindrischen Kammerboden (1c) bestreichen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-

1 S O Ü 3 0 / 0 3 6 9

kennzeichnet, daß auf der oberen Fläche mindestens einer der oberen Siebtrommeln (3,4) lose Rollkörper bzw. Kugeln (11) liegen, die durch an den Raumwandungen (1a,1b) befestigte nach unten und innen gegen den Trommelumfang gerichtete Abschälleisten (1o) gegen Einklemmen an der Raumwand (1b) bzw. (1a) auf dem oberen Umfangsteil der Trommel gehalten werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelkammer (1) ein Feststoffabscheider nachgeschaltet ist, durch den die gebundenen Schadstoffe ausgeschieden und in gegebenen Fällen wenigstens teilweise der untersten Siebtrommel (2) der Wirbelschichtkammer wieder zugeführt werden.

-13DÖ$Ö703S9