DE974769C - Rost fuer Wirbelschichtreaktionsraeume - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 20. APRIL 1961

B 35716 IVa/12 g

Ludwigshafen/Rhein

sind als Erfinder genannt worden

Für die Behandlung von Feststoffen mit Gasen oder Dämpfen in Wirbelschichten werden als Unterlage für die Feststoffe gasdurchlässige Platten, durchbohrte Platten oder aus einzelnen Stäben bestehende Roste verwendet, durch die in die Wirbelschicht einzuführende Gase geleitet werden.

Gasdurchlässige Platten haben zwar den Vorteil, daß durch ihre Poren praktisch kein Feststoff in den unter der Wirbelschicht befindlichen Windkessel geraten kann, dafür haben sie aber den Nachteil, daß beim Durchleiten von Gasen in den gewünschten Geschwindigkeitsbereichen hohe Druckverluste entstehen.

Um ein Durchfallen von Festgut durch durchbohrte Platten zu verhindern, wurde vorgeschlagen, die durchbohrten Platten mit Kugelverschlüssen oder Abdeckhauben zu versehen. Durch Kugelverschlüsse läßt sich indes ein Durchfallen von Feststoff nicht mit Sicherheit verhindern. Mit durchlochten Platten mit Abdeckhauben anderseits wird keine gleichmäßige Gasverteilung über den gesamten Querschnitt des Reaktionsraumes erreicht, da die Abdeckhauben einen verhältnismäßig großen Abstand der einzelnen Gasdurchtrittsöffnungen voneinander zur Folge haben.

Es ist auch bereits bekannt, die Zwischenräume zwischen benachbarten U-Eisen eines Rostes mit dachförmigen Winkeleisen abzudecken. Bei einer solchen Anordnung können die U-Eisen nur bei niedriger Temperatur verwendet werden, während für höhere Temperaturen Roste aus oxydationsfestem Stahl oder keramischen Bauelementen er-

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forderlich sind. Auch verwerfen sich die Dachaufbauten in kurzer Zeit, da durch den den Rost von unten passierenden Luftstrom keine ausreichende Kühlwirkung auf sie ausgeübt wird. Ebenso ermöglichen die bekannten, aus einfachen T-Trägern bestehenden Roste nur eine mangelhafte Kühlung, da die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwischen den senkrechten Teilen der T-Träger viel zu klein ist, um genügend Wärme abzuführen.

ίο Bekannt-ist auch ein Plan- oder Wanderrost für Kesselfeuerungen, der aus in zwei Ebenen angeordneten Roststäben besteht, wobei jeder Roststab einen über die Längsseiten hinausgreifenden Aufbau hat und der Aufbau eines in der oberen Ebene liegenden Roststabes mit der Oberseite des benachbarten, in der unteren Ebene liegenden Stabes einen nach oben gerichteten Spalt bildet, während die Zwischenräume zwischen dem Fuß des oberen Roststabes und dem jeweils benachbarten unteren Roststab entsprechend der für einen Plattenrost üblichen Stabbreite um ein Vielfaches breiter sind.

Zum Unterschied von diesem Rost, der stets durch eine Asche- und Kohlenschicht gegen die unmittelbare Einwirkung der Feuerungstemperatur geschützt ist und dessen Konstruktion darauf abgestellt ist, daß Asche durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Stäben hindurchfallen kann, zu welchem Zweck die Länge der Zwischenräume möglichst kurz gehalten wird, muß bei einem Wirbelschichtrost ein Durchfallen von Festgutpartikeln durch den Rost verhindert werden und eine schnelle Abführung der Wärme aus dem Rost gewährleistet sein, da in einem Wirbelschichtofen der Rost ohne jeden Schutz der in der Wirbelschicht an allen Stellen nahezu gleich hohen Temperatur ausgesetzt ist.

Nach einem anderen bekannten Vorschlag sollen für einen Feuerungsrost hohle Roststäbe, durch welche die dem Brennstoff zuzuführende Luft geleitet und vorgewärmt wird) mit diese Stäbe überdeckenden T-förmigen massiven Roststäben abwechseln und die Abstände zwischen den einzelnen Stäben so groß sein, daß der Aschedurchfall nicht behindert wird. Zwecks Vermeidung einer Verbrennung der Roststäbe oder ihrer Verwerfung durch Überhitzung ist es auch bekannt, die Roststäbe in einem Heizkessel mit ruhender Brennstoffschicht durch in die Stäbe eingebaute Kühlrohre zu schützen.

Demgegenüber wurde gefunden, daß das Durchfallen von Feststoffen vollständig verhindert wird und eine gleichmäßige Gasbeaufschlagung über den gesamten Querschnitt eines Wirbelschichtraumes gewährleistet ist, wenn man einen aus parallel angeordneten vollen Roststäben gebildeten ebenen Rost verwendet, dessen jeder zweite Roststab aus einem unteren, in der Höhe gegenüber der Breite bevorzugt ausgebildeten Teil und einem über die Rostebene hinausragenden dachförmigen Aufbau mit einem über die Längsseiten des mittleren Teiles hinausgreifenden Querschnitt besteht, wobei erfindungsgemäß der mit einem dachförmigen Aufbau versehene Roststab die als schmale Spalte ausgebildeten Gasaustrittsöffnungen zwischen dem unteren Teil dieses Roststabes und den ihm benachbarten, nicht überdachten Stäben überdeckt und die Unterseite des Aufbaues und die davon überdachten Oberflächen der benachbarten Roststäbe eine abwärts gerichtete Neigung aufweisen. Zweckmäßig wählt man die Neigung des Daches so, daß sie dem Böschungswinkel der in der Wirbelschicht zu behandelnden Feststoffteilchen entspricht, wodurch Ablagerungen von Feststoffteilchen auf dem dachförmigen Aufbau der Roststäbe verhindert werden. Um zu vermeiden, daß Feststoffteilchen in dem Raum zwischen den überdachten Stäben an der Unterseite der Überdachungen festgeklemmt werden, kann man den Abstand zwischen den Unterseiten zweier benachbarter Dächer etwas größer wählen, als dem größten Korndurchmesser des über diesem Rost zu wirbelnden Feststoffes entspricht.

Durch den geringen Abstand, in dem bei dem erfindungsgemäß gestalteten Rost die einzelnen Gasaustrittsschlitze nebeneinander angeordnet werden, wird die durch die Querschnittsverengung beim Durchgang durch die Schlitze bedingte Strömungsenergie des Gasstromes beim Austritt des Gases aus den Schlitzen weitgehend vernichtet, indem die durch die Überdachungen abgelenkten einzelnen Gasströme direkt aufeinanderstoßen. Damit verbleibt nur noch die geringe Strömungsenergie, die der Gasgeschwindigkeit, auf den Durchmesser des jeweiligen Wirbelschichtraumes bezogen, entspricht, und es ist der geringstmögliche Abrieb der Feststoffteilchen in der Wirbelschicht gewährleistet. Diese Schonung des Festgutes während seiner Behandlung ist für zerreibliche Ausgangsstoffe nicht von geringerer Bedeutung als für während der Behandlung auftretende weiche und abriebgefährdete Zwischenprodukte und die bei der Behandlung erhaltenen Endprodukte.

Anderseits wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine ausreichende Aufströmgeschwindigkeit einer im Hinblick auf die jeweils durchzuführende Umsetzung vorgegebenen Gasmenge erzielt, die ein Durchfallen von Feststoff durch die Rostspalten trotz der ein solches Durchfallen begünstigenden Pulsationen der Wirbelschicht ausschließt, und eine ausreichende Kühlung des Rostes gewährleistet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Ebener Rost für Wirbelschichtreaktionsräume aus parallel angeordneten, vollen Roststäben, die jeweils aus einem unteren, in der Höhe gegenüber der Breite bevorzugt ausgebildeten Teil und aus einem dachförmigen Aufbau mit einem über den als Gasdurchtrittsöffnung dienenden Spalt zwischen dem unteren Teil eines Roststabes und dem unteren Teil des ihm benachbarten Roststabes hinausgreifenden Querschnitt bestehen, wobei jeder zweite Roststab gegenüber den ihm benachbarten Roststäben um die Breite des Gasdurchlaßspaltes zwischen der Unterseite seines dachförmigen

   Aufbaues und der Oberseite des benachbarten Roststabes erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen je zwei erhöht angeordneten Roststäben befindliche Roststab keinen dachförmigen Aufbau trägt und in seiner vertikalen Richtung von den benachbarten Stäben durch parallele schmale Spalte getrennt ist und daß die Unterseite der dachförmigen Aufbauten der benachbarten Stäbe und die davon überdachte Oberfläche des dazwischenliegenden Roststabes eine abwärts gerichtete Neigung haben.
2. 2. Rost nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dachförmige Aufbau des Roststabes eine Neigung hat, die dem Böschungswinkel der zu behandelnden Feststoffteilchen entspricht.

   In Betracht gezogene Druckschriften;

   Deutsche Patentschriften Nr. 535 6j2, 76 871, 420585, 437970, 54 9^o8> 198 9¹⁰' 503431. 538675, 645 304, 804804, 806787, 808952; britische Patentschriften Nr. 301975, 397446; belgische Patentschrift Nr. 508 599;

   USA.-Patentschriften Nr. 15 399/1922, 2360958, 2471 797;

   schweizerische Patentschrift Nr. 290 580;

   Chemie-Ingenieur-Technik, 1952, S. 58, 60 bis 65, 70, 92 bis 97;

   »Die Braunkohle«, 1929, S. 170 ff.; »öl und Kohle«, 1934, S. 216 bis 219.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 934 247.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 580/450 8.56 (109 554/3 4.61}