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EP1470379A1 - sERFAHREN UND VORRICHTUNGEN ZUM ERWÄRMEN EINES KONTINUIERLICHEN FESTSTOFFSTROMS - Google Patents

sERFAHREN UND VORRICHTUNGEN ZUM ERWÄRMEN EINES KONTINUIERLICHEN FESTSTOFFSTROMS

Info

Publication number
EP1470379A1
EP1470379A1 EP03734728A EP03734728A EP1470379A1 EP 1470379 A1 EP1470379 A1 EP 1470379A1 EP 03734728 A EP03734728 A EP 03734728A EP 03734728 A EP03734728 A EP 03734728A EP 1470379 A1 EP1470379 A1 EP 1470379A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluidized bed
gas
solid
pressure vessel
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP03734728A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1470379B1 (de
Inventor
Yvan Kroemmer
Paul Goedert
Louis Schmit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Publication of EP1470379A1 publication Critical patent/EP1470379A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1470379B1 publication Critical patent/EP1470379B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed

Definitions

  • the present invention relates to a method for heating a continuous flow of solids and devices for carrying out this method.
  • Pneumatically conveyable solids such as e.g. Coal dust to be heated in a fluidized bed heat exchanger.
  • Fluidized bed heat exchangers comprise a columnar pressure vessel in which a bed of solid particles is flowed through from below by a loosening gas. In the bed, the solid particles are carried by the upward loosening gas, so that a so-called fluidized bed is maintained.
  • the fluidized bed is heated by heat exchangers which are immersed in or surround the fluidized bed.
  • Such a fluidized bed heat exchanger is described in WO 99/24773.
  • the solid to be heated is transported to the heat exchanger in a pneumatic conveyor line and continuously fed into the fluidized bed at the lower end of the heat exchanger.
  • the fluidized bed flows into a discharge device for the solid.
  • the latter includes a rotary valve that continuously discharges the solid.
  • the gas that accumulates at the upper end of the heat exchanger is drawn off in such a way that there is a constant overpressure in the heat exchanger.
  • the extracted gas is cleaned in a cyclone.
  • the coal dust is then discharged from this degassing container into a fluidization device, which feeds it into a pneumatic conveying line, the mass flow rate of the coal dust in the pneumatic conveying line being regulated.
  • the degassing tank with entry lock, the fluidization device and the mass flow control device naturally cause the plant to become significantly more expensive.
  • a pneumatically conveyable solid stream is continuously fed into one Pressure vessel entered, in which a fluidized bed is maintained by adding a loosening gas, which is heated by heat exchange with a heat transfer medium.
  • a solid / gas mixture is continuously removed from the fluidized bed and divided into a weakly laden gas phase and a highly compressed solid / gas mixture by gravity or centrifugal separation.
  • the highly compressed solid / gas mixture is then continuously discharged into a pneumatic conveying line and pneumatically conveyed there.
  • the solids content of the pressure vessel is continuously monitored.
  • the continuously discharging of the highly compressed solid / gas mixture into the pneumatic conveying line is regulated in such a way that the solids content of the pressure vessel always remains largely constant via a regulated gas discharge from the weakly laden gas phase.
  • the proposed method is suitable e.g. Excellent for heating and drying a pneumatically conveyable solid that has bound water to it due to hygroscopicity.
  • the solid in the fluidized bed is heated such that a large part of this water evaporates in the fluidized bed and passes into the gas phase. It should be noted that the proposed method makes it possible to subsequently convey the heated solid immediately pneumatically, while ensuring good stability of the pneumatic conveyance, which was previously considered impossible.
  • the proposed method can advantageously be applied to coal dust that has been dehumidified in front of the pressure vessel at a temperature of less than 100 ° C., so that its surface moisture is negligible when it enters the fluidized bed, but its pore moisture is still relatively high.
  • This coal dust loses most of its pore moisture in the fluidized bed at temperatures between 150 ° C and 250 ° C.
  • the proposed method makes it possible for the strongly heated Transporting coal dust directly pneumatically, whereby a good stability of the pneumatic conveying is guaranteed, which was previously considered impossible.
  • the pressure vessel comprises a fluidized bed heat exchanger and a degassing column.
  • the solid stream is continuously introduced into the fluidized bed heat exchanger at the lower end.
  • a fluidized bed is maintained by adding a loosening gas, which is heated by heat exchange with a heat transfer medium.
  • a heated solid / gas mixture flows from the fluidized bed into the degassing column.
  • the overflowed solid / gas mixture forms a fluidized bed which is highly compressed under the influence of gravity, the separated gas phase accumulating in the upper end of the degassing column.
  • the highly compressed fluidized bed is continuously discharged into the pneumatic delivery line at the lower end of the degassing column.
  • This continuous discharge of the highly compressed fluidized bed into the pneumatic delivery line is controlled via a regulated gas outlet at the upper end of the degassing column.
  • the highly compressed fluidized bed can be loosened at the lower end of the degassing column by adding a gas before it is discharged into the pneumatic delivery line.
  • a change in the solids content is advantageously detected by a change in the height of the highly compressed fluidized bed in the degassing column.
  • the pressure vessel only comprises a fluidized bed heat exchanger.
  • the solid stream is continuously introduced into the fluidized bed heat exchanger at the lower end.
  • a fluidized bed is maintained by adding a loosening gas, which is heated by heat exchange with a heat transfer medium.
  • a heated solid / gas mixture is removed from the top of the fluidized bed via a cyclone, the cyclone removing the removed solid / gas mixture by centrifugal force into a weakly laden gas phase and a highly compressed solid / gas mixture divides.
  • the highly compressed solid / gas mixture is continuously fed into the pneumatic delivery line.
  • the throughput of the solid / gas mixture into the pneumatic delivery line is controlled via a regulated gas discharge in the cyclone.
  • a change in the solids content is advantageously detected by a change in the height of the fluidized bed in the fluidized bed heat exchanger.
  • FIG. 1 a simplified system diagram of a coal dust injection for a blast furnace, with a first embodiment of a device according to the invention for heating the pneumatically conveyed coal dust;
  • FIG. 2 an enlarged detail from FIG. 1, which shows the structure of the device for heating a pneumatically conveyed solid in a schematic longitudinal section;
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through a second embodiment of a device according to the invention for heating a pneumatically conveyed solid; 4 shows a cross section along the section line 4-4 'of FIG. 3; and
  • Fig. 1 shows a highly simplified scheme of a
  • Reference numeral 12 designates a plant for the processing of coal dust globally.
  • This system 12 comprises, in a known manner, one
  • each pneumatic delivery line 22 ⁇ , 22 2 , 22 3 , 22, ... comprises a control device 26 ⁇ .
  • this control device 26 ⁇ is shown in the pneumatic delivery line 22i by a mass flow meter 28 and a flow control valve 30. It should also be emphasized that the coal dust in the pneumatic conveying lines 22 ⁇ , 22 2 , 22 3 , 22 4 , ... is preferably transported in a dense stream, so that gas and energy consumption and wear are minimized. Dense phase conveying is understood to mean a solids loading of at least 20 kg of solids per kg of conveying gas.
  • the reference numeral 40 shows a device for heating the pneumatically conveyed coal dust, which is built into the pneumatic conveying lines 22 ⁇ (the section of the pneumatic conveying line 22 ⁇ downstream of the device 40 is provided with the reference number 22' ⁇ ).
  • This device 40 is intended to heat the coal dust, which is conveyed in the pneumatic delivery line 22 ⁇ , 22' ⁇ , to temperatures between 150 ° C. and 300 ° C. before blowing into the blast furnace 10.
  • the device 40 from FIG. 1 will now be described in more detail with reference to FIG. 2. It comprises two columnar pressure vessels 42, 44, the first pressure vessel 42 forming a fluidized bed heat exchanger and the second pressure vessel 42 forming a degassing column. It should be emphasized that each of the two columnar pressure vessels 42, 44 has a height of several meters.
  • the fluidized bed heat exchanger 42 has in its lower end a fluidization device 46 with a gas connection 48 for
  • Such a fluidization device 46 includes, for example a porous fluidization tray 50 known per se, via which the loosening gas (in the case of coal dust it is preferably an inert gas such as nitrogen) is distributed uniformly over the entire cross section of the columnar pressure vessel 42.
  • the loosening gas in the case of coal dust it is preferably an inert gas such as nitrogen
  • the coal dust is introduced from the pneumatic delivery line 22 ⁇ directly above the fluidization tray 50 into the pressure vessel 42.
  • the loosening gas flowing in via the porous fluidization base 50 carries the solid particles upwards.
  • a fluidized bed 54 is formed in the columnar pressure vessel 42, which has liquid-like properties. This fluidized bed 54 extends from the fluidization base 50 to a cross connection 56 which connects the two columnar pressure vessels 42, 44 at their head ends.
  • the solid / gas mixture flows from the fluidized bed 54 into the second pressure vessel 44.
  • the solids mass throughput in the cross connection 56 corresponds to the solids mass throughput in the pneumatic conveying line 22.
  • a fluidized bed 54 of several meters in height is therefore maintained in the first pressure vessel 42, in which the coal dust particles slowly move from bottom to top ,
  • This fluidized bed 54 is heated by a heat exchanger, which is formed by a double-walled jacket 58 in FIG. 2.
  • This jacket heat exchanger 58 surrounds the fluidized bed 54 over most of its height and is flowed through from top to bottom by a heat transfer medium, normally a heat transfer oil.
  • the fluidized bed heat exchanger 42 is preferably designed such that
  • Temperatures and dwell times in the fluidized bed 54 are achieved, which ensure that the majority of the pore moisture of the coal dust in the fluidized bed 54 evaporates. This is normally achieved at temperatures of 150 ° C to 250 ° C, residence times of 2 to 4 minutes and a pressure in the pressure vessel of approximately 6 to 8 bar. It can be assumed that between 0.05 and 0.1 kg of water vapor is released per kg of coal dust, which is at a pressure of 8 bar and a temperature of 200 ° C corresponds to a gas volume between 0.012 to 0.024 m 3 per kg of coal dust.
  • the solid / gas mixture overflowing from the fluidized bed 54 through the cross-connection 56 is strongly compressed under the influence of gravity.
  • a strongly compressed fluidized bed 60 is formed in the degassing column 44, the separated gas phase accumulating in the upper end 62 of the degassing column 44.
  • the degassing column 44 has a discharge device 64 for the continuous discharge of the highly compressed fluidized bed 60 into the pneumatic delivery line 22 '.
  • This discharge device 64 advantageously comprises a gas-loosening device 66 which loosens the highly compressed fluidized bed 60 before it is discharged into the pneumatic conveying line 22 '.
  • the continuous discharge of the highly compressed fluidized bed 60 from the degassing column 44 into the pneumatic delivery line 22 1 ! is regulated here via a regulated gas vent 68 at the upper end 62 of the degassing column 44 such that the solids content of the device 40 remains largely constant.
  • the regulated gas outlet 68 has a regulating valve 70, a regulator 72 and a measuring probe 74.
  • the measuring probe 74 detects a change in the height of the strongly compressed fluidized bed 60 in the degassing column 44. Capacitive level meters or microwave level meters are suitable as measuring probe 74, for example. As the height of the highly compressed fluidized bed 60 increases, the controller 72 causes less gas to be drawn off via the control valve 70.
  • the gas pressure in the degassing column 44 increases, and the discharge device 64 discharges more coal dust into the pneumatic delivery line 22 ′.
  • the controller 72 causes more gas to be drawn off via the control valve 70.
  • the gas pressure in the degassing column 44 drops and the discharge device 64 discharges less coal dust into the pneumatic delivery line 22.
  • This regulation thus ensures that the solids flow of the is continuously discharged from the device 40, corresponds to the solid flow which is continuously introduced into the device 40. In this way, a stable dense phase flow of the coal dust can be achieved in the pneumatic delivery line 22 ′ downstream of the device 40.
  • the gas drawn from the upper end 62 of the degassing column 44 can, as shown in FIG. 1, be returned via a line 76 to the storage bunker, where it contributes to preheating the coal dust before it is discharged into the atmosphere via a filter device 78.
  • a device 140 for heating a pneumatically conveyed solid is now described with reference to FIGS. 3 to 5, which represents an interesting alternative to the device 40 from FIG. 1, since it only comprises a columnar pressure vessel 142.
  • the latter also has a height of several meters and forms a fluidized bed heat exchanger.
  • the columnar pressure vessel 142 like the columnar pressure vessel 42, has a fluidization device 146 with a gas connection 148 for a loosening gas in its lower end.
  • a fluidization device 146 comprises, for example, a porous fluidization base 150 known per se, via which the loosening gas, in the case of coal dust, is preferably an inert gas, such as nitrogen, is uniformly distributed over the entire cross section of the columnar pressure vessel 142.
  • the coal dust from the pneumatic conveying line 22- ⁇ which comes from the system 12 for the processing of the coal dust, is introduced into the pressure vessel 142 immediately above the fluidization tray 150.
  • the loosening gas flowing in through the porous fluidization base 150 carries the solid particles upwards.
  • a fluidized bed 154 is formed, which extends in the columnar pressure vessel 142 from the fluidization base 150 to the upper end of the pressure vessel 142. Accordingly, a fluidized bed 154 with a height of several meters is maintained in the pressure vessel 142, in which the coal dust particles slowly move from bottom to top.
  • This fluidized bed 154 is heated by a heat exchanger, which is formed by a double-walled jacket 158 in FIG. 3 becomes.
  • This jacket heat exchanger 158 surrounds the fluidized bed 154 over most of its height and is flowed through from top to bottom by a heat transfer medium, normally a heat transfer oil.
  • a heat transfer medium normally a heat transfer oil.
  • the fluidized bed heat exchanger 142 is preferably designed in such a way that temperatures and residence times are achieved in the fluidized bed 154, which ensure that the majority of the hygroscopically bound water evaporates in the fluidized bed 154.
  • a heated solid / gas mixture is withdrawn from the fluidized bed 154 via a cyclone 161, the removed solid / gas mixture being divided by centrifugal force into a weakly laden gas phase and a highly compressed solid / gas mixture ,
  • the cyclone 161 is advantageously arranged within the columnar pressure vessel 142, wherein it has an inlet 163 for the removal of a solid / gas mixture from the fluidized bed 154, a first outlet 165 for a compressed solid / gas stream and a second outlet 167 for the weakly laden gas stream.
  • the first outlet 165 and the second outlet 167 are led out of the columnar pressure vessel 142 in a pressure-tight manner.
  • the cyclone 161 due to its arrangement within the pressure vessel 142, does not itself have to be designed as a pressure vessel.
  • the first outlet 165 of the cyclone 161 opens directly into the pneumatic conveying line 22 ′ leading to the blast furnace 10. A strongly compressed solid / gas mixture is thus continuously introduced into the pneumatic delivery line 22 ′ via this first outlet 165.
  • the throughput of the highly compressed solid / gas mixture into the pneumatic delivery line 22 ′ is regulated here via a regulated gas discharge through the second outlet 167 of the cyclone 161 in such a way that the total solid content of the device 140 remains largely constant.
  • the second outlet 167 has a control element 170 designed as a throttle device for the controlled removal of a weakly laden gas stream from the cyclone 161.
  • This regulator 170 forms with a regulator 172 and a measuring probe 174 a control loop.
  • the measuring probe 174 detects a change in the height of the fluidized bed 154. As this height increases, the controller 172 throttles the second outlet 167 via the throttling device 170, so that less gas is drawn off above the cyclone 161. This increases the gas pressure, which causes an increase in the mass flow rate in the first outlet 165 of the cyclone 161. When the height of the fluidized bed 154 decreases, the controller 172 reduces the throttling of the second outlet 167 via the throttle device 170, so that more gas is drawn off above the cyclone 161. As a result, the gas pressure in the cyclone 161 drops, which causes a reduction in the mass flow rate in the first outlet 165 of the cyclone 161.
  • This regulation thus ensures that the solid stream that is continuously discharged from the device 140 corresponds to the solid stream that is continuously fed into the device 140. In this way, a stable pneumatic conveying of the coal dust can be achieved in the pneumatic conveying line 22 ′, ie downstream of the device 140.
  • the latter comprises a separation chamber 180 with a tangential inlet chamber 182, which forms the inlet 163 in the fluidized bed 152.
  • the separation chamber 180 tapers conically downwards and merges into the first outlet 165. It is connected via a pipe 184 to a flange 186 which is fastened in a gas-tight manner on a counter flange 188 of the pressure vessel 142.
  • the second outlet 167 is arranged centrally in the deposition chamber 180. It is formed by a vertically displaceable inlet connector 200 which extends through the pipe 184 and is led out of the pressure vessel 142 in a sealed manner.
  • Reference number 204 denotes a fixed closure body which projects centrally into the lower outlet of the inlet connector 200. Here it interacts with a reduced through opening 206 of the inlet connector 200 such that, depending on the vertical position of the inlet connector 200, the Closure body 204 more or less constricts the through-opening 206, ie more or less throttles the second outlet 167.
  • the height measurement of the fluidized bed 54, 154 described herein is most likely the easiest way to determine a change in the solids content in the devices 40 and 140. If necessary, it can be refined by one or more density measurements of the fluidized bed 54, 154. However, it is not outside the scope of the present invention to change the solids content of the devices 40 and 140 by other measurement methods, such as e.g. a weight measurement.

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Description

Verfahren und Vorrichtungen zum Erwärmen eines kontinuierlichen Feststoffstroms
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen eines kontinuierlichen Feststoffstroms, sowie Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens.
Stand der Technik
Es ist bekannt pneumatisch förderbare Feststoffe, wie z.B. Kohlenstaub, in einem Wirbelbettwärmetauscher zu erwärmen. Solche
Wirbelbettwärmetauscher umfassen einen säulenförmigen Druckbehälter, in dem eine Schüttung aus Feststoffpartikeln durch ein Auflockerungsgas von unten durchströmt wird. In der Schüttung werden die Feststoffpartikel vom nach oben strömenden Auflockerungsgas getragen, so dass ein sogenanntes Wirbelbett aufrechterhalten wird. Das Wirbelbett wird durch Wärmetauscher erwärmt, welche in das Wirbelbett eingetaucht sind oder letzteres umgeben.
In der WO 99/24773 ist ein solcher Wirbelbettwärmetauscher beschrieben. Der zu erwärmende Feststoff wird in einer pneumatischen Förderleitung zum Wärmetauscher transportiert und kontinuierlich am unteren Ende des Wärmetauschers in das Wirbelbett eingespeist. Am oberen Ende des Wärmetauschers fließt das Wirbelbett in eine Austragsvorπchtung für den Feststoff ein. Letztere umfasst eine Zellradschleuse, die den Feststoff kontinuierlich austrägt. Das Gas, das sich am oberen Ende des Wärmetauschers ansammelt, wird derart abgezogen, dass im Wärmetauscher ein konstanter Überdruck herrscht. Das abgezogene Gas wird in einem Zyklon gereinigt.
In vielen Prozessen besteht der Bedarf, den Feststoff nach seiner
Erwärmung im Wirbelbettwärmetauscher pneumatisch weiterzutransportieren.
Es wäre deshalb von Vorteil, wenn man ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch unmittelbar aus dem Wirbelbettwärmetauscher in eine pneumatische
Förderleitung einleiten könnte. Allerdings hat man festgestellt, dass sich bei dieser Vorgehensweise, eine stabile pneumatische Förderung nicht unbedingt erzielen lässt. Dies scheint vor allem dadurch bedingt zu sein, dass das aus dem Wirbelbett abgezogene Feststoff/Gas-Gemisch stark veränderliche Feststoffbeladungen aufweisen kann. Bei einer Kohlenstaubeinblasung in einen Hochofen besteht heute der
Bedarf den Kohlenstaub vor dem Einblasen in den Hochofen auf Temperaturen über 200°C zu erwärmen. Hierbei verliert der Kohlenstaub einen Großteil seiner Porenfeuchte, wodurch relativ große und stark veränderliche Mengen an Wasserdampf freigesetzt werden. Bei einer Erwärmung auf Temperaturen über 200°C, dehnt sich die Gasphase, die den freigesetzten Wasserdampf, das Fördergas und das Auflockerungsgas umfasst, zu erwärmt werden, stark aus. Um den im Wirbelbettwärmetauscher erwärmten Kohlenstaub problemlos pneumatisch weitertransportieren zu können, war man bis jetzt gezwungen den erwärmten Materialstrom aus dem Wirbelbett zuerst über eine Schleusenvorrichtung in einen Entgasungsbehälter auszutragen, aus dem die Gasphase abgezogen wird. Aus diesem Entgasungsbehälter wird der Kohlenstaub dann in eine Fluidisierungsvorrichtung ausgetragen, die ihn in eine pneumatische Förderleitung einspeist, wobei der Massendurchsatz des Kohlenstaubs in der pneumatische Förderleitung geregelt wird. Der Entgasungsbehälter mit Eintragsschleuse, die Fluidisierungsvorrichtung und die Massendurchsatzregelvorrichtung verursachen natürlich eine wesentliche Verteuerung der Anlage.
Aufgabe der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem ein kontinuierlicher Feststoffstrom erwärmt und unmittelbar pneumatisch weiterbefördert werden kann, wobei eine ausreichende Stabilität der pneumatischen Förderung gewährleistet sein muss.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein pneumatisch förderbarer Feststoffstrom wird kontinuierlich in einen Druckbehälter eingetragen, worin durch Zugabe eines Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten wird, das durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird. Erfindungsgemäß wird ein Feststoff/Gas-Gemisch kontinuierlich aus dem Wirbelbett entnommen und durch Schwerkraft- oder Fliehkraft-Abscheidung in eine schwachbeladene Gasphase und ein stark verdichtetes Feststoff/Gas-Gemisch aufgeteilt. Das stark verdichtete Feststoff/Gas-Gemisch wird dann kontinuierlich in eine pneumatische Förderleitung ausgetragen und hierin pneumatisch weiterbefördert. Der Feststoffinhalt des Druckbehälters wird kontinuierlich überwacht. Über einen geregelten Gasabzug aus der schwachbeladenen Gasphase wird die kontinuierlich Austragung des stark verdichteten Feststoff/Gas-Gemischs in die pneumatische Förderleitung derart geregelt, dass der Feststoffinhalt des Druckbehälters stets weitgehend konstant bleibt. Mit diesem Verfahren kann ein kontinuierlicher Feststoffstrom erwärmt und unmittelbar pneumatisch weiterbefördert werden, wobei eine gute Stabilität der pneumatischen Förderung gewährleistet ist.
Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich z.B. ausgezeichnet zum Erwärmen und Trocknen eines pneumatisch förderbaren Feststoffes, der durch Hygroskopizität Wasser an sich gebunden hat. Hierbei wird der Feststoff im Wirbelbett derart erwärmt, dass ein Großteil dieses Wassers im Wirbelbett verdampft und in die Gasphase übergeht. Es ist zu beachten, dass das vorgeschlagene Verfahren es ermöglicht, den erwärmten Feststoff anschließend unmittelbar pneumatisch weiterzubefördem, wobei eine gute Stabilität der pneumatischen Förderung gewährleistet ist, was bis jetzt als unmöglich galt.
So kann das vorgeschlagene Verfahren z.B. vorteilhaft auf Kohlenstaub angewandt werden, der vor dem Druckbehälter bei einer Temperatur von weniger als 100°C entfeuchtet wurde, so dass seine Oberflächenfeuchte beim Eintritt in das Wirbelbett vernachlässigbar ist, seine Porenfeuchte jedoch noch relativ hoch ist. Dieser Kohlenstaub verliert im Wirbelbett bei Temperaturen zwischen 150°C und 250°C den größten Teil seiner Porenfeuchte. Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es hierbei den stark erwärmten Kohlenstaub unmittelbar pneumatisch weiterzubefördern, wobei eine gute Stabilität der pneumatischen Förderung gewährleistet ist, was bis jetzt als unmöglich galt.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst der Druckbehälter einen Wirbelbettwärmetauscher und eine Entgasungssäule. Der Feststoffstrom wird kontinuierlich am unteren Ende in den Wirbelbettwärmetauscher eingebracht. In diesem Wirbelbettwärmetauscher wird durch Zugabe eines Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten, das durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird. Am oberen Ende des Wirbelbettwärmetauschers strömt ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett in die Entgasungssäule über. Hier bildet das übergeströmte Feststoff/Gas-Gemisch ein unter Einwirkung der Schwerkraft stark verdichtetes Wirbelbett aus, wobei die ausgeschiedene Gasphase sich im oberen Ende der Entgasungssäule ansammelt. Das stark verdichtete Wirbelbett wird am unteren Ende der Entgasungssäule kontinuierlich in die pneumatische Förderleitung ausgetragen. Diese kontinuierlich Austragung des stark verdichteten Wirbelbetts in die pneumatische Förderleitung wird hierbei über einen geregelten Gasabzug am oberen Ende der Entgasungssäule gesteuert. Das stark verdichtete Wirbelbett kann am unteren Ende der Entgasungssäule durch Zugabe eines Gases aufgelockert werden, bevor es in die pneumatische Förderleitung ausgetragen wird. Eine Veränderung des Feststoffinhalts wird bei dieser Ausführung vorteilhaft durch eine Veränderung der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts in der Entgasungssäule erfasst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst der Druckbehälter lediglich einen Wirbelbettwärmetauscher. Der Feststoffstrom wird kontinuierlich am unteren Ende in den Wirbelbettwärmetauscher eingebracht. In diesem Wirbelbettwärmetauscher wird durch Zugabe eines Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten, das durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird. Ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch wird am oberen Ende aus dem Wirbelbett über einen Zyklon entnommen, wobei der Zyklon das entnommene Feststoff/Gas-Gemisch durch Fliehkraft in einen schwachbeladene Gasphase und ein stark verdichtetes Feststoff/Gas-Gemisch aufteilt. Das stark verdichtete Feststoff/Gas-Gemisch wird kontinuierlich in die pneumatische Förderleitung eingeleitet. Über einen geregelten Gasabzug im Zyklon, wird der Durchsatz des Feststoff/Gas-Gemischs in die pneumatische Förderleitung gesteuert. Eine Veränderung des Feststoffinhalts wird bei dieser Ausführung vorteilhaft durch eine Veränderung der Höhe des Wirbelbetts in dem Wirbelbettwärmetauscher erfasst.
Es werden ebenfalls vorteilhafte Vorrichtungen zur Ausführung dieser Verfahrensvarianten vorgestellt.
Figurenaufstellung
Im Folgenden werden nun verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : ein vereinfachtes Anlagenschema einer Kohlenstaubeinblasung für einen Hochofen, mit einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen des pneumatisch geförderten Kohlenstaubs;
Fig. 2: ein vergrößerter Ausschnitt aus der Fig. 1 , welche den Aufbau der Vorrichtung zum Erwärmen eines pneumatisch geförderten Feststoffs in einem schematischen Längsschnitt zeigt;
Fig. 3: einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen eines pneumatisch geförderten Feststoffs; Fig. 4: einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 4-4' der Fig. 3; und
Fig. 5: einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 3.
Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Figuren
Fig. 1 zeigt ein stark vereinfachtes Anlageschema einer
Kohlenstaubeinblasung für einen Hochofen 10. Eine Klammer mit dem
Bezugszeichen 12 bezeichnet global eine Anlage für die Aufbereitung des Kohlenstaubs. Diese Anlage 12 umfasst, in bekannter Art und Weise, einen
Vorratsbunker 14, einen Schleusenbehälter 16 und einen Einblasbehälter 18. Im Vorratsbunker 14 wird der Kohlenstaub 20 gespeichert und ggf. bei Temperaturen unter 100°C entfeuchtet. An diesen Einblasbehälter 18 sind mehrere pneumatische Förderleitungen 22ι, 222, 223, 22 , ... angeschlossen. Jede dieser pneumatischen Förderleitungen 22ι, 222, 223, 22 , ... versorgt hierbei eine Blasform 24ι des Hochofens 10, in welcher der Kohlenstaub in den Hochofen 10 eingeblasen wird. Zum Regeln des Massendurchsatzes des Kohlenstaubs umfasst jede pneumatische Förderleitungen 22ι, 222, 223, 22 , ... eine Regelvorrichtung 26ι. In Fig. 1 ist diese Regelvorrichtung 26ι in der pneumatischen Förderleitung 22i durch einen Massendurchsatzmesser 28 und ein Durchsatzregelventil 30 dargestellt. Es ist weiterhin hervorzuheben, dass der Kohlenstaub in den pneumatischen Förderleitungen 22ι, 222, 223, 224, ... vorzugsweise im Dichtstrom transportiert wird, so dass Gas- und Energieverbrauch, wie auch der Verschleiß minimiert werden. Unter einer Dichtstromförderung versteht man hierbei eine Feststoffbeladung von mindestens 20 kg Feststoff pro kg Fördergas.
Mit dem Bezugszeichen 40 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen des pneumatisch geförderten Kohlenstaubs gezeigt, die in die pneumatische Förderleitungen 22ι eingebaut ist (das Teilstück der pneumatischen Förderleitung 22ι stromabwärts der Vorrichtung 40 ist hierbei mit dem Bezugszeichen 22'ι versehen). Diese Vorrichtung 40 soll den Kohlenstaub, der in der pneumatischen Förderleitung 22ι, 22'ι befördert wird, vor dem Einblasen in den Hochofen 10, auf Temperaturen zwischen 150°C und 300°C aufwärmen.
Mit Bezug auf die Fig. 2 wird nun die Vorrichtung 40 aus der Fig. 1 näher beschrieben. Sie umfasst zwei säulenförmigen Druckbehälter 42, 44, wobei der erste Druckbehälter 42 einen Wirbelbettwärmetauscher und der zweite Druckbehälter 42 eine Entgasungssäule ausbildet. Es ist hervorzuheben, dass jeder der beiden säulenförmigen Druckbehälter 42, 44 eine Höhe von mehreren Metern aufweist.
Der Wirbelbettwärmetauscher 42 weist in seinem unteren Ende eine Fluidisierungsvorrichtung 46 mit einem Gasanschluss 48 für ein
Auflockerungsgas auf. Eine solche Fluidisierungsvorrichtung 46 umfasst z.B. einen an sich bekannten, porösen Fluidisierungsboden 50, über den das Auflockerungsgas (im Falle von Kohlenstaub handelt es sich vorzugsweise um ein Inertgas, wie z.B. Stickstoff) über den gesamten Querschnitt des säulenförmigen Druckbehälters 42 gleichmäßig verteilt wird. Über eine Feststoff-Einlassvorrichtung 52 wird der Kohlenstaub aus der pneumatischen Förderleitung 22ι unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens 50 in den Druckbehälter 42 eingeleitet. Das über den porösen Fluidisierungsboden 50 einströmende Auflockerungsgas trägt hierbei die Feststoffpartikel in die Höhe. Es bildet sich in dem säulenförmigen Druckbehälter 42 ein Wirbelbett 54 aus, das flüssigkeitsähnliche Eigenschaften aufweist. Dieses Wirbelbett 54 erstreckt sich vom Fluidisierungsboden 50 bis zu einer Querverbindung 56, welche die zwei säulenförmigen Druckbehälter 42, 44 an ihren Kopfenden verbindet. Durch diese Querverbindung 56 strömt das Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett 54 in zweiten Druckbehälter 44 über. In einem kontinuierlichen Betriebszustand entspricht der Feststoff-Massendurchsatz in der Querverbindung 56 dem Feststoff-Massendurchsatz in der pneumatischen Förderleitung 22. In dem ersten Druckbehälter 42 wird demnach ein Wirbelbett 54 von mehreren Metern Höhe aufrechterhalten, in dem sich die Kohlenstaubpartikel langsam von unten nach oben bewegen. Dieses Wirbelbett 54 wird durch einen Wärmetauscher erwärmt, der in Fig. 2 durch einen doppelwandigen Mantel 58 ausgebildet wird. Dieser Mantelwärmetauscher 58 umgibt das Wirbelbett 54 über den größten Teil seiner Höhe und wird von einem Wärmeträger, normalerweise ein Wärmeträgeröl, von oben nach unten durchströmt. Der Wirbelbettwärmetauscher 42 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass
Temperaturen und Verweilzeiten im Wirbelbett 54 erreicht werden, die gewährleisten, dass der größte Teil der Porenfeuchte des Kohlenstaubs im Wirbelbett 54 verdampft. In Normalfall wird dies bei Temperaturen von 150°C bis 250°C, Verweilzeiten von 2 bis 4 Minuten und einem Druck im Druckbehälter von ungefähr 6 bis 8 bar erreicht. Man kann davon ausgehen, dass hierbei pro kg Kohlenstaub zwischen 0,05 bis 0.1 kg Wasserdampf freigesetzt werden, was bei einem Druck von 8 bar und einer Temperatur von 200°C einem Gasvolumen zwischen 0,012 bis 0,024 m3 pro kg Kohlenstaub entspricht.
Im zweiten säulenförmigen Druckbehälter 44, welcher die Entgasungssäule ausbildet, wird das durch die Querverbindung 56 aus dem Wirbelbett 54 überströmende Feststoff/Gas-Gemisch unter Einwirkung der Schwerkraft stark verdichtet. Es bildet sich hierbei in der Entgasungssäule 44 ein stark verdichtetes Wirbelbett 60 aus, wobei die ausgeschiedene Gasphase sich im oberen Ende 62 der Entgasungssäule 44 ansammelt. Am unteren Ende weist die Entgasungssäule 44 eine Austragvorrichtung 64 zum kontinuierlichen Austragen des stark verdichteten Wirbelbetts 60 in die pneumatische Förderleitung 22' auf. Diese Austragvorrichtung 64 umfasst vorteilhaft eine mit Gas beaufschlagte Auflockerungsvorrichtung 66, die das stark verdichtete Wirbelbett 60 auflockert, bevor es in die pneumatische Förderleitung 22' ausgetragen wird. Die kontinuierliche Austragung des stark verdichteten Wirbelbetts 60 aus der Entgasungssäule 44 in die pneumatische Förderleitung 221 ! wird hierbei über einen geregelten Gasabzug 68 am oberen Ende 62 der Entgasungssäule 44 derart geregelt, dass der Feststoffinhalt der Vorrichtung 40 weitgehend konstant bleibt. Hierzu weist der geregelte Gasabzug 68 ein Regelventil 70, einen Regler 72 und ein Messsonde 74 auf. Die Messsonde 74 erfasst eine Veränderung der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts 60 in der Entgasungssäule 44. Als Messsonde 74 eignen sich z.B. kapazitive Füllstandsmesser, bzw. Mikrowellenfüllstandsmesser. Bei einer Zunahme der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts 60, veranlasst der Regler 72, dass weniger Gas über das Regelventil 70 abgezogen wird. Hierdurch steigt der Gasdruck in der Entgasungssäule 44 an, und die Austragvorrichtung 64 trägt mehr Kohlenstaub in die pneumatische Förderleitung 22' aus. Bei einer Abnahme der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts 60, veranlasst der Regler 72, dass mehr Gas über das Regelventil 70 abgezogen wird. Hierdurch fällt der Gasdruck in der Entgasungssäule 44 ab, und die Austragvorrichtung 64 trägt weniger Kohlenstaub in die pneumatische Förderleitung 22 aus. Durch diese Reglung wird somit gewährleistet, dass der Feststoffstrom der kontinuierlich aus der Vorrichtung 40 ausgetragen wird, dem Feststoff ström entspricht, der kontinuierlich in die Vorrichtung 40 eingetragen wird. Auf diese Art und Weise lässt sich in der pneumatischen Förderleitung 22'ι stromabwärts der Vorrichtung 40 eine stabile Dichtstromförderung des Kohlenstaubs erzielen. Das aus dem oberen Ende 62 der Entgasungssäule 44 abgezogene Gas kann, wie in Fig. 1 gezeigt, über eine Leitung 76 in den Vorratsbunker zurückgeführt werden, wo es zur Vorerwärmung des Kohlenstaubs beiträgt, bevor es über eine Filtervorrichtung 78 in die Atmosphäre abgeleitet wird.
Anhand der Figuren 3 bis 5 wird jetzt eine Vorrichtung 140 zum Erwärmen eines pneumatisch geförderten Feststoffs beschrieben, die eine interessante Alternative zur Vorrichtung 40 aus der Fig. 1 darstellt, da sie lediglich einen säulenförmigen Druckbehälter 142 umfasst. Letzterer weist ebenfalls eine Höhe von mehreren Metern aus und bildet einen Wirbelbettwärmetauscher aus. Der säulenförmige Druckbehälter 142 weist, wie der säulenförmige Druckbehälter 42, in seinem unteren Ende eine Fluidisierungsvorrichtung 146 mit einem Gasanschluss 148 für ein Auflockerungsgas auf. Eine solche Fluidisierungsvorrichtung 146 umfasst z.B. einen an sich bekannten, porösen Fluidisierungsboden 150, über den das Auflockerungsgas, im Falle von Kohlenstaub handelt es sich vorzugsweise um ein Inertgas, wie z.B. Stickstoff, über den gesamten Querschnitt des säulenförmigen Druckbehälters 142 gleichmäßig verteilt wird. Über eine Feststoff-Einlassvorrichtung 152 wird der Kohlenstaub aus der pneumatischen Förderleitung 22-ι, die von der Anlage 12 für die Aufbereitung des Kohlenstaubs kommt, unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens 150 in den Druckbehälter 142 eingeleitet. Das über den porösen Fluidisierungsboden 150 einströmende Auflockerungsgas trägt hierbei die Feststoffpartikel in die Höhe. Es bildet sich ein Wirbelbett 154 aus, das sich in dem säulenförmigen Druckbehälter 142 vom Fluidisierungsboden 150 bis ins obere Ende des Druckbehälters 142 erstreckt. In dem Druckbehälter 142 wird demnach ein Wirbelbett 154 mit einer Höhe von mehreren Metern aufrechterhalten, in dem sich die Kohlenstaubpartikel langsam von unten nach oben bewegen. Dieses Wirbelbett 154 wird durch einen Wärmetauscher erwärmt, der in Fig. 3 durch einen doppelwandigen Mantel 158 ausgebildet wird. Dieser Mantelwärmetauscher 158 umgibt das Wirbelbett 154 über den größten Teil seiner Höhe und wird von einem Wärmeträger, normalerweise ein Wärmeträgeröl, von oben nach unten durchströmt. Wie der Wirbelbettwärmetauscher 42, ist auch der Wirbelbettwärmetauscher 142 vorzugsweise derart ausgelegt, dass im Wirbelbett 154 Temperaturen und Verweilzeiten erreicht werden, die gewährleisten, dass im Wirbelbett 154 der größte Teil des hygroskopisch gebundenen Wassers verdampft.
Am oberen Ende des Wirbelbetts 154 wird über einen Zyklon 161 , ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett 154 entnommen, wobei das entnommene Feststoff/Gas-Gemisch durch Fliehkraft in einen schwachbeladene Gasphase und ein stark verdichtetes Feststoff/Gas-Gemisch aufteilt wird. Der Zyklon 161 ist vorteilhaft innerhalb des säulenförmigen Druckbehälters 142 angeordnet, wobei er einen Einlass 163 für die Entnahme eines Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett 154, einen ersten Auslass 165 für einen verdichteten Feststoff/Gas-Strom und einen zweiten Auslass 167 für den schwachbeladenen Gasstrom aufweist. Der erste Auslass 165 und der zweite Auslass 167 sind druckdicht aus dem säulenförmigen Druckbehälter 142 herausgeführt. Man beachte, dass der Zyklon 161 , durch seine Anordnung innerhalb des Druckbehälters 142, selbst nicht als Druckbehälter ausgelegt zu werden braucht.
Der erste Auslass 165 des Zyklons 161 mündet unmittelbar in die pneumatische Förderleitung 22'ι die zum Hochofen 10 führt. Über diesen ersten Auslass 165 wird somit ein stark verdichtete Feststoff/Gas-Gemisch kontinuierlich in die pneumatische Förderleitung 22'ι eingeleitet. Der Durchsatz des stark verdichteten Feststoff/Gas-Gemisch in die pneumatische Förderleitung 22'ι wird hierbei über einen geregelten Gasabzug durch den zweiten Auslass 167 des Zyklons 161 derart geregelt, dass der gesamte Feststoffinhalt der Vorrichtung 140 weitgehend konstant bleibt. Hierzu weist der zweite Auslass 167 ein als Drosselvorrichtung ausgebildetes Regelorgan 170 für den geregelten Abzug eines schwachbeladenen Gasstroms aus dem Zyklon 161 auf. Dieses Regelorgan 170 bildet mit einem Regler 172 und einer Messsonde 174 einen Regelkreis. Die Messsonde 174 erfasst eine Veränderung der Höhe des Wirbelbetts 154. Bei einer Zunahme dieser Höhe, drosselt der Regler 172 über die Drosselvorrichtung 170 den zweiten Auslass 167, so dass weniger Gas über dem Zyklon 161 abgezogen wird. Hierdurch steigt der Gasdruck an, was ein Ansteigen des Massendurchsatzes im ersten Auslass 165 des Zyklons 161 bewirkt. Bei einer Abnahme der Höhe des Wirbelbetts 154, verringert der Regler 172 über die Drosselvorrichtung 170 die Drosselung des zweiten Auslass 167, so dass mehr Gas über dem Zyklon 161 abgezogen wird. Hierdurch fällt der Gasdruck im Zyklon 161 , was eine Reduzierung des Massendurchsatzes im ersten Auslass 165 des Zyklons 161 bewirkt. Durch diese Reglung wird somit gewährleistet, dass der Feststoffstrom der kontinuierlich aus der Vorrichtung 140 ausgetragen wird, dem Feststoffstrom entspricht der kontinuierlich in die Vorrichtung 140 eingetragen wird. Auf diese Art und Weise lässt sich in der pneumatischen Förderleitung 22'ι, d.h. stromabwärts der Vorrichtung 140, eine stabile pneumatische Förderung des Kohlenstaubs erzielen.
Anhand der Fig. 4 & 5 wird nun eine vorteilhafte Ausgestaltung des Zyklons 161 beschrieben. Letzterer umfasst eine Abscheidekammer 180 mit einer tangentialen Einlasskammer 182, die den Einlass 163 im Wirbelbett 152 ausbildet. Die Abscheidekammer 180 verjüngt sich konisch nach unten und geht in den ersten Auslass 165 über. Sie ist über ein Rohr 184 mit einem Flansch 186 verbunden, der auf einem Gegenflansch 188 des Druckbehälters 142 gasdicht befestigt ist. Der zweite Auslass 167 ist zentral in der Abscheidekammer 180 angeordnet. Er wird durch einen senkrecht verschiebbaren Einlassstutzen 200 ausgebildet, der sich durch das Rohr 184 erstreckt und abgedichtet aus dem Druckbehälter 142 herausgeführt ist. Die senkrechte Verschiebung des Einlassstutzen 200 erfolgt über einen außerhalb des Druckbehälters 142 angeordneten Stellantrieb 202 (siehe Fig. 3). Mit dem Bezugszeichen 204 ist ein feststehender Verschlusskörper bezeichnet, der zentral in den unteren Ausgang des Einlassstutzens 200 hineinragt. Hier wirkt er mit einer reduzierten Durchgangsöffnung 206 des Einlassstutzens 200 derart zusammen, dass je nach vertikaler Stellung des Einlassstutzens 200, der Verschlusskörper 204 die Durchgangsöffnung 206 mehr oder weniger einengt, d.h. den zweiten Auslass 167 mehr oder weniger drosselt.
Es bleibt anzumerken, dass die hierin beschriebene Höhenmessung des Wirbelbetts 54, 154 höchstwahrscheinlich die einfachste Art und Weise ist, eine Veränderung des Feststoffinhalts in den Vorrichtungen 40 und 140 festzustellen. Sie kann, falls nötig, noch durch eine oder mehrere Dichtemessungen des Wirbelbetts 54, 154 verfeinert werden. Es fällt jedoch nicht aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung, eine Veränderung des Feststoffinhalts der Vorrichtungen 40 und 140 auch durch andere Messverfahren, wie z.B. eine Gewichtsmessung, zu erfassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erwärmen eines kontinuierlichen Feststoffstroms, wobei: ein Feststoffstrom kontinuierlich in einen Druckbehälter eingetragen wird; in diesem Druckbehälter durch Zugabe eines Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten wird; und das Wirbelbett durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird; dadurch gekennzeichnet, dass ein Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett kontinuierlich entnommen wird und durch Schwerkraft- oder Fliehkraft-Abscheidung in eine schwachbeladene Gasphase und ein stark verdichtetes Feststoff/Gas-
Gemisch aufgeteilt wird; dass das stark verdichtete Feststoff/Gas-Gemisch kontinuierlich in eine pneumatische Förderleitung ausgetragen und hierin pneumatisch weiterbefördert wird; dass der Feststoffinhalt des Druckbehälters kontinuierlich überwacht wird, und dass die kontinuierlich Austragung des stark verdichteten Feststoff/Gas- Gemischs in die pneumatische Förderleitung über einen geregelten Gasabzug aus der schwachbeladenen Gasphase derart geregelt wird, dass der Feststoffinhalt des Druckbehälters weitgehend konstant bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei: bei einer Zunahme des Feststoffinhalts des Druckbehälters, weniger Gas aus der schwachbeladenen Gasphase abgezogen wird; und bei einer Abnahme des Feststoffinhalts des Druckbehälters, mehr Gas aus der schwachbeladenen Gasphase abgezogen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Feststoff durch Hygroskopizität Wasser an sich gebunden hat, und wobei der Feststoff im Wirbelbett derart erwärmt wird, dass ein Großteil dieses Wassers im Wirbelbett verdampft und in die Gasphase übergeht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei: der Feststoff ein Kohlenstaub ist, der vor dem Druckbehälter bei einer Temperatur von weniger als 100°C entfeuchtet wurde, so dass seine
Oberflächenfeuchte beim Eintritt in das Wirbelbett vernachlässigbar ist, seine Porenfeuchte jedoch noch relativ hoch ist; und der Kohlenstaub im Wirbelbett bei Temperaturen zwischen 150°C und 250°C den größten Teil seiner Porenfeuchte verliert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Druckbehälter einen Wirbelbettwärmetauscher und eine Entgasungssäule umfasst; der Feststoffstrom kontinuierlich am unteren Ende in den Wirbelbettwärmetauscher eingebracht wird; in diesem Wirbelbettwärmetauscher durch Zugabe eines
Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten wird; das Wirbelbett durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird; am oberen Ende des Wirbelbettwärmetauschers ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett in die Entgasungssäule überströmt; das übergeströmte Feststoff/Gas-Gemisch in der Entgasungssäule ein unter Einwirkung der Schwerkraft stark verdichtetes Wirbelbett ausbildet, wobei die ausgeschiedene Gasphase sich im oberen Ende der Entgasungssäule ansammelt; das stark verdichtete Wirbelbett am unteren Ende der Entgasungssäule kontinuierlich in die pneumatische Förderleitung ausgetragen wird; und die kontinuierlich Austragung des stark verdichteten Wirbelbetts in die pneumatische Förderleitung über einen geregelten Gasabzug am oberen Ende der Entgasungssäule gesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei: das stark verdichteten Wirbelbett am unteren Ende der Entgasungssäule durch Zugabe eines Gases aufgelockert wird, bevor es in die pneumatische Förderleitung ausgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei: eine Veränderung der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts in der Entgasungssäule erfasst wird; bei einer Zunahme dieser Höhe, weniger Gas aus der aus dem oberen Ende der Entgasungssäule abgezogen wird; und bei einer Abnahme dieser Höhe, mehr Gas aus der aus dem oberen Ende der Entgasungssäule abgezogen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Druckbehälter einen Wirbelbettwärmetauscher umfasst; der Feststoffstrom kontinuierlich am unteren Ende in den
Wirbelbettwärmetauscher eingebracht wird; in diesem Wirbelbettwärmetauscher durch Zugabe eines Auflockerungsgases ein Wirbelbett aufrechterhalten wird; das Wirbelbett durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger erwärmt wird; ein erwärmtes Feststoff/Gas-Gemisch am oberen Ende aus dem Wirbelbett über einen Zyklon entnommen wird, wobei der Zyklon das entnommene Feststoff/Gas-Gemisch durch Fliehkraft in einen schwachbeladene Gasphase und ein stark verdichtetes Feststoff/Gas-Gemisch aufteilt; das stark verdichtete Feststoff/Gas-Gemisch kontinuierlich in die pneumatische Förderleitung eingeleitet wird; und über einen geregelten Gasabzug im Zyklon, der Durchsatz des Feststoff/Gas-Gemischs in die pneumatische Förderleitung gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei: eine Veränderung der Höhe des Wirbelbetts im Wirbelbettwärmetauscher erfasst wird; bei einer Zunahme dieser Höhe, weniger Gas aus der aus dem Zyklon abgezogen wird; und bei einer Abnahme dieser Höhe, mehr Gas aus der aus dem Zyklon abgezogen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Zyklon im Wirbelbett angeordnet ist.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei: der Zyklon eine einstellbare Düse für die Entnahme des schwachbeladenen Gasstroms aufweist.
12. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7, umfassend: einen ersten säulenförmigen Druckbehälter (42), mit einem unteren Ende und einem oberen Ende, welcher den Wirbelbettwärmetauscher ausbildet und mindestens folgende Teile umfasst: eine Einspeisung (52) für einen Feststoffstrom im unteren Ende des ersten säulenförmigen Druckbehälters (42); eine Fluidisierungsvorrichtung (46) im unteren Ende des ersten säulenförmigen Druckbehälters (42), zur Aufrechterhaltung eines Wirbelbetts (54) im ersten säulenförmigen Druckbehälter (42); einen Wärmetauscher (58) zum Erwärmen des Wirbelbetts (54); einen zweiten säulenförmigen Druckbehälter (44), mit einem unteren Ende und einem oberen Ende, welcher die Entgasungssäule ausbildet und mindestens folgende Teile umfasst: eine Austragvorrichtung (64) am unteren Ende der Entgasungssäule (44), zum kontinuierlichen Austragen des stark verdichteten Wirbelbetts (60) in die pneumatische Förderleitung (22'τ); und eine regelbare Gasabzugsvorrichtung (68) am oberen Ende der Entgasungssäule (44) zum geregelten Gasabzug des Gasstroms aus der schwachbeladenen Gasphase; und eine Verbindung (56) zwischen den beiden oberen Enden der beiden säulenförmigen Druckbehälter (42 und 44), so dass das Feststoff/Gas-
Gemisch am oberen Ende des Wirbelbettwärmetauschers (42) aus dem Wirbelbett (54) in die Entgasungssäule (44) überströmen kann.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, umfassend: einer Messsonde (74) zum Messen der Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts (60) in der Entgasungssäule (44); und einen Regelkreis zur Regelung der regelbaren Gasentnahmevorrichtung (68) in Abhängigkeit von der gemessenen Höhe des stark verdichteten Wirbelbetts (60) in der Entgasungssäule (44).
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Austragvorrichtung eine mit Gas beaufschlagte Auflockerungsvorrichtung (66) umfasst.
15. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , umfassend: einen säulenförmigen Druckbehälter (142), mit einem unteren Ende und einem oberen Ende; eine Einspeisung (152) für einen Feststoffstrom im unteren Ende des säulenförmigen Druckbehälters (142); eine Fluidisierungsvorrichtung (146) im unteren Ende des säulenförmigen Druckbehälters (142), zur Aufrechterhaltung eines Wirbelbetts (154) im säulenförmigen Druckbehälter (142); einen Wärmetauscher (158) zum Erwärmen des Wirbelbetts (154); und einen Zyklon (161) der im oberen Ende des säulenförmigen Druckbehälters (142) angeordnet ist, wobei er einen Einlass (163) für die Entnahme eines Feststoff/Gas-Gemisch aus dem Wirbelbett (154), einen ersten Auslass (165) für einen verdichteten Feststoff/Gas-Strom und einen zweiten Auslass (167) für einen schwachbeladenen Gasstrom aufweist, wobei der erste und zweite Auslass (165, 167) druckdicht aus dem säulenförmigen Druckbehälter (142) herausgeführt sind, und der zweite Auslass (167) ein Regelorgan (170) für den geregelten Abzug eines schwachbeladenen Gasstroms aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, umfassend: einer Messsonde (174) zum Messen der Höhe des Wirbelbetts (154) in der Entgasungssäule; und einen Regelkreis zur Regelung Regelorgans für die Entnahme des schwachbeladenen Gasstroms in Abhängigkeit von der Messsonde (174) gemessenen Höhe.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Zyklon folgende Teile umfasst: eine Abscheidekammer (180) mit einer tangentialen Einlasskammer (163) die den Einlass im Wirbelbett (154) ausbildet, wobei die Abscheidekammer
(180) sich nach unten konisch verjüngt und in den ersten Auslass (165) übergeht, und der zweite Auslass (167) zentral in der Abscheidekammer (180) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Regelorgan (170) als Drosselvorrichtung im Eingang des zweiten Auslass (167) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Drosselvorrichtung durch einen feststehenden, zentralen Verschlusskörper (204) und einen senkrecht verschiebbaren Einlassstutzen (200) mit einer reduzierten Durchgangsöffnung (206) ausgebildet wird, und der Verschlusskörper (204), je nach vertikaler Stellung des Einlassstutzens (200), die
Durchgangsöffnung (206) mehr oder weniger einengt.
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