CH681486A5 - - Google Patents

Description

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CH 681 486 A5

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Beschreibung

Die Erfindung richtet sich auf einen Wirbelbettofen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1.

Ein Prospektblatt der Firma DINAMEC aus 9140 Zele (Belgien) zeigt einen gattungsgemässen Wirbelbettofen. Andere Konstruktionen zeigt ein Prospektblatt der Firma Schwing Verfahrenstechnik aus 4133 Neukirchen-Vluyn. In der Zeitschrift «Fachberichte, Hüttenpraxis Metallverarbeitung», Heft 9, September 1985, Seiten 734ff., ist ebenfalls ein Wirbelbettofen beschrieben und entsprechende Hinweise. Diesen Lösungen ist gemeinsam, dass sie das Wirbelgas/Luftgemisch von unten durch eine Lochplatte hindurch in das Wirbelmedium, z.B. den Sand, einleiten. Eine derartige poröse Bodenplatte zeigt beispielsweise auch die DE-PS 3 543 423, DE-PS 2 740 581, DE-PS 3 425 519 oder US-PS 3 861 862, um nur einige Literaturstellen zu nennen.

Neben dem Problem der Gas/Luftzuführung ins Wirbelbett liegt ein weiteres Problem in der Verhinderung des Wirbelbettmediumrücklaufes in die Zuführorgane, wenn der Ofenbetrieb abgeschaltet wird, sowie in der Optimierung der Nachverbrennung und der Entsorgung der Anlage.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der dieses Gesamtproblem optimal gelöst wird, wobei eine störungsfreie Zufuhr des Gas/Luftgemisches individuell als optimale Nachverbrennung und Entsorgung der Schwelgase, die gerade bei dem hier vorgesehenen Einsatzgebiet von besonderer Bedeutung sind, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Wirbelbettofen der eingangs bezeichneten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von Düsenrohren im Bodenbereich des Ofens mit zum Boden des Ofens ausgerichteten Düsenrohren innerhalb eines Scherbenbettes vorgesehen ist.

Diese vergleichsweise einfache Gestaltung der Gas/Luftzufuhr im Bodenbereich bewirkt eine Fülle von Vorteilen zur Lösung der oben formulierten Aufgabe. So entfällt hier der bekannte und sehr kritische Bereich der Lochplatte im Boden des Wirbelbettofens. Eine kompakte Bauweise ist ebenso möglich wie eine Vermeidung aufwendiger Wartungsarbeiten, wie sie bei diesen bekannten Düsenböden bzw. Anströmböden dann und wann notwendig werden.

In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zur Trennung der Umgebung benachbarter Düsenbereiche der Düsenrohre im Bodenbereich Wirbelbettleitble-che vorgesehen sind.

Damit lässt sich eine optimale Verteilung der Wir-belung im Ofenbett erreichen, die eine sehr homogene Wirbelschichtung ergibt, was bei bekannten Lösungen nur durch sehr aufwendige Düsenbodenge-staltungen erreichbar ist.

Die Erfindung sieht auch vor, dass die Bohrungen in den Düsenrohren relativ zu ihren Bohrungsdurchmessern eine axiale Erstreckung aufweisen, die das Eindringen von Feststoffpartikeln des Wirbelbettes in das Rohrinnere verhindern. Hier macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, dass rieselfähige Produkte vergleichsweise kurze Steighöhen in dünnen Bohrungen aufweisen, da die Feststoffpartikel sich an der Wand abstützen, dann selbst behindern und sperren, wodurch das Eindringen, beispielsweise des Sandes, in die Düsenrohre vermieden wird. Bei Anfahren des Ofens werden alle Düsenrohre sofort freigeblasen.

Eine Massnahme, die zusätzlich ein weiteres Einrieseln bei Abschalten des Ofens verhindert, liegt darin, dass der Wirbelbettofen mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines geringfügigen Überdruckes in den Düsenrohren bei abgeschaltetem Wirbelbett versehen ist.

Um eine optimale An- und Ausströmung in den Düsenrohren zu erreichen, kann zusätzlich nach der Erfindung vorgesehen sein, in den Düsenrohren ein zentrales Zuführrohr mit mittiger, nach oben weisender Ausströmöffnungen vorzusehen.

Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine optimale Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einzelne Düsenbohrungen erreichbar ist, was zur Ausbildung des oben erwähnten homogenen Wirbelbettes mit beitragen kann.

Um die kompakte Bauweise zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Nachbrennraum im wesentlichen von dem Ofendeckel gebildet wird, mit einem Sauggebläse im Abzugskanal zur Erzeugung eines geringfügigen Unterdruckes in der Nachbrennkammer.

Mit diesen Massnahmen wird eine besonders einfache Konstruktion gerade auch des Deckels erreicht, da keine Rücksicht auf besondere Undichtigkeiten genommen werden muss. Ein Ausströmen von Schwelgasen oder Brenngasen aus dem Brennraum in die Umgebung des Ofens wird durch den minimal aufrechterhaltenen Unterdruck in der von dem Deckel gebildeten Nachbrennkammer mit Sicherheit vermieden.

Ein weiterer Vorteil des Nachbrennraumes unmittelbar über dem gesamten Wirbelbett im Deckel liegt darin, dass die verbrennenden Schwelgase gleichzeitig zur Aufheizug des Wirbelbettes beitra-gen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass im Übergangsbereich vom oberen Ofenrand zur Nachbrennkammer Rückführschrägen für ggf. ausgetragenes Wirbelbettmaterial vorgesehen sind, wobei zur Optimierung der Betriebsbedingungen zusätzlich vorgesehen sein kann, dass der Nachbrennkammer folgend ein Wärmetauscher den nachfolgend angeordneten Saugventilatoren zugeordnet ist.

Damit wird nicht nur, wie oben schon erwähnt, ein gewisser Unterdruck in der Nachbrennkammer erzeugt, sondern ein optimales Strömungsverhalten auch im Abzugskanal mit dem darin angeordneten Wärmetauscher.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch den Wirbelbettofen nach der Erfindung etwa gemäss wie in l-l,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der Rückansicht des Ofens,

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Fig. 3 eine vereinfachte Wiedergabe im Schnitt durch den Bodenbereich des Ofens und in

Fig. 4 eine Detailansicht des oberen Ofenrandes.

Der allgemein mit 1 bezeichnete Wirbelbettofen besteht aus dem eigentlichen Ofenraum 2 einer Nachbrennkammer 3 und einem Rauchgasabzug 4.

Im Bodenbereich 2a des Ofens 2 ist eine Mehrzahl von Düsenrohren 5, gespeist von einem Verteilerrohr 6 vorgesehen, deren Ausgestaltung in Fig. 3 näher dargestellt ist. Dabei sind die Düsenrohre 5 als Doppelrohre ausgeführt mit einem zentrischen Zuführrohr 7 und einer nach oben weisenden Ausströmöffnung 8, wobei die Düsenrohre 5 beidseitig geschlossen als Kammer ausgebildet sind. Nach unten, d.h. zum Boden 2a weisend, sind eine Mehrzahl von Düsenbohrungen 9 vorgesehen, aus denen ein Gas/Luftgemisch austreten kann. Umgeben sind die Düsenrohre 5 von einem Scherbenbett, allgemein mit 10 bezeichnet, das beispielsweise aus groben Kiesel bestehen kann. Das Wirbelbett selbst trägt das Bezugszeichen 11, als Wirbelbettmedium kann zum Beispiel feiner Sand vorgesehen sein.

Dem Wirbelbett- bzw. Ofenraum 2 folgend, ist ein Nachbrennbereich 3 vorgesehen, wobei unmittelbar über dem ausgebildeten Wirbelbett 11 Brenner 12 angeordnet sein können, die das aus dem Wirbelbett austretende Brenngas/Luftgemisch zünden oder zusätzlich Brenngase zuführen, um die austretenden Schwelgase vollständig zu verbrennen. Die gesamte Nachbrennkammer wird im wesentlichen von dem mit 13 bezeichneten Deckel umgeben, die Brennkammer ist dadurch bis in Abzug 4 geführt. Dort kann ebenfalls für eine weitere Nachverbrennung gesorgt werden, z.B. durch zusätzliche Brenner, mit 14 bezeichnet.

Dem Abzug 4 zugeordnet ist, vereinfacht wiedergegeben, ein Wärmetauscher 15 sowie ein Sauggebläse 16 mit Saugmotor 17 der aus der Nachverbrennung stammenden Gase, sondern auch zum Aufbau eines geringfügigen Unterdruckes in der Nachbrennkammer 3, wodurch etwaig auftretende Undichtigkeiten am Deckel 13 kompensiert werden.

Die Zuführungen der zu behandelnden, beispielsweise zu entlackenden Gegenstände ist vereinfacht durch die gestrichelte Linie 18 in Fig. 1 dargestellt.

Schliesslich zeigt Fig. 4 die Ausbildung des oberen Randes des Ofenraumes 2 mit einem Abweisblech für Wirbelbettmaterial bzw. ein Leitblech 19 und einer Ringrohrleitung 20 mit Düsenöffnungen 21, durch die Nachverbrennluft eingeblasen werden kann, die gleichzeitig als Kühlung des Ofenrandes dient. Gleichzeitig kann durch geringe Gas- und Strömungsgeschwindigkeiten in diesem Bereich der Sandaustrag aus dem Wirbelbett auf ein Minimum reduziert werden.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung in vielfacher Hinsicht abzuändern ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise auch noch hinter dem Deckelbereich eine Nachverbrennungsluftzuführung zusätzlich vorgesehen sein. Die mit 22 bezeichneten Rückführschrägen fiir ggf. ausgetragenes Wirbelbettmedium können auch im Frontbereich des Deckels vorgesehen sein. Die zwischen den Düsenrohren 5 in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Leitbleche 23 können auch wenigstens in den Randbereichen geneigt angestellt sein, um eine optimale Durchwirbelung des Wirbelbettes zu erreichen und dgl. mehr.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Wirbelbettofen zum Behandeln von Gegenständen in einer heissen wirbelnden Feststoffschicht, wobei dem Wirbelbettofen im wesentlichen von unten ein zündfähiges Gas/Luftgeschmisch zugeführt und an der Oberfläche des Wirbelbettes gezündet wird mit einer nachfolgenden Behandlung der entstehenden Schwelgase in einer urmittelbar folgenden Nachbrennkammer, mit einem im wesentlichen quadratisch oder rechteckig ausgebildeten Ofenraum, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Düsenrohren (5) im Bodenbereich (2a) des Ofens (2) mit zum Boden (2a) des Ofens ausgerichteten Düsenbohrungen (9) innerhalb eines Scherbenbettes (10) vorgesehen ist.

2. Wirbelbettofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung der Umgebung benachbarter Düsenbereiche der Düsenrohre (5) im Bodenbereich (2a) der Wirbelbett- bzw. Ofenkammer (2) Leitbleche (23) vorgesehen sind.

3. Wirbelbettofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (9) in den Düsenrohren (5) relativ zu ihren Bohrungsdurchmessern eine axiale Erstreckung aufweisen, die das Eindringen von Feststoffpartikeln des Wirbelbettes (11) in das Rohrinnere verhindern.

4. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines geringfügigen Überdruckes in den Düsenrohren (5) bei abgeschaltetem Wirbelbett (11) vorgesehen ist.

5. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Düsenrohren (5) ein zentrisches Zuführrohr (7) mit mittiger, nach oben weisender Ausströmöffnung (8) vorgesehen ist.

6. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbrennraum (3) im wesentlichen von dem Ofendeckel (13) gebildet wird mit einem Sauggebläse (16/17) im Abzugskanal (4) zur Erzeugung eines geringfügigen Unterdruckes in der Nachbrennkammer (3).

7. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich des Ofens (2) zur Nachbrennkammer (3) bzw. zum Ofendeckel (13) eine umlaufende Lufteintragsvorrichtung (19-21) zum Einblasen von Nachbrennluft vorgesehen ist.

8. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich vom oberen Ofenrand zur Nachbrennkammer (3) Rückführschrägen (22) für ggf. ausgetragenes Wirbelbettmaterial vorgesehen sind.

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9. Wirbelbettofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbrennkammer (3) folgend ein Wärmetauscher (15) mit nachfolgend angeordnetem Saugventilator (16/17) zugeordnet ist. 5

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