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EP 0 467 441 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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06.10.1993 Patentblatt 1993/40 |
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Anmeldetag: 04.07.1991 |
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Verfahren zur Kühlung von heissen Prozessgasen
Process for cooling technical gases
Procédé pour refroidir des gaz techniques
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE DE ES FR GB IT NL SE |
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Priorität: |
20.07.1990 DE 4023060
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.01.1992 Patentblatt 1992/04 |
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Patentinhaber: METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft |
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60015 Frankfurt (DE) |
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Erfinder: |
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- Hirsch, Martin
W-6382 Friedrichsdorf (DE)
- Frank, Wolfgang
W-6236 Eschborn 2 (DE)
- Heil, Manfred
W-6352 Obermörlen (DE)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-79/00009
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GB-A- 2 191 715
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Kühlung von heißen Prozeßgasen, wobei die
Prozeßgase in eine mit Kühlelementen ausgerüstete stationäre Wirbelschicht geleitet
werden, im Staubraum über der Wirbelschicht ein Teil der im Gasstrom suspendierten
Feststoffe abgeschieden und in die Wirbelschicht zurückgeführt wird, und aus dem Abgas
in einer Entstaubung Feststoff abgeschieden und in die Wirbelschicht zurückgeleitet
wird.
[0002] Bei manchen Prozessen fallen heiße Prozeßgase an, deren Kühlung beträchtliche Schwierigkeiten
bereitet. So können Prozeßgase kondensierbare Bestandteile oder mitgerissene flüssige
Tröpfchen, z.B. Metalle oder Schlacke, enthalten, die bei Abkühlung an den Kühlflächen
zu Ansätzen führen. Die Prozeßgase können Feinstäube mit schlechten Fließeigenschaften
enthalten, die bereits bei Prozeßgas-Temperatur oder bei Abkühlung ebenfalls zu Ansätzen
führen. Weiterhin können die Prozeßgase SO₃ enthalten, oder es wird SO₃ bei der Abkühlung
gebildet und es tritt eine unerwünschte Sulfatisierung auf.
[0003] Aus der DE-PS 34 39 600 ist ein Verfahren zur Kühlung von Prozeßgasen aus der Vergasung
von kohlenstoffhaltigen Feststoffen bekannt, bei dem das heiße Prozeßgas in eine stationäre
Wirbelschicht aus schwefelbindenden Feststoffen geleitet und dort abgekühlt wird.
In der Wirbelschicht sind Kühlelemente angeordnet, die von einem Kühlmedium durchflossen
werden. Als Fluidisierungsgas wird ein Teilstrom des aus dem Wirbelschichtreaktor
austretenden Prozeßgases zurückgeführt. Das Prozeßgas wird von der Seite oder von
oben in die Wirbelschicht eingeleitet. Das aus der Wirbelschicht austretende, gekühlte
Prozeßgas wird in einem Zyklon entstaubt, in einem Wärmetauscher weiter gekühlt und
in eine Gasreinigung geleitet. Der im Zyklon und in der Gasreinigung abgeschiedene
Feststoff wird in die Wirbelschicht zurückgeführt. Ein Kontakt zwischen Prozeßgas
und Kühlflächen wird nicht vermieden, wodurch die Gefahr von Ansätzen besteht. Die
Mischung zwischen Prozeßgas und Feststoff ist nicht optimal.
[0004] Aus der US-PS 3 977 846 ist es bekannt, ein Kohlenwasserstoffe enthaltendes Prozeßgas
in einer stationären Wirbelschicht zu kühlen, wobei im unteren Teil der Wirbelschicht
Kühlflächen angeordnet sind, die von einem Kühlmedium durchflossen werden. Als Fluidisierungsgas
wird ein kohlenwasserstofffreies Fremdgas verwendet. Das Prozeßgas wird oberhalb der
Kühlflächen mittels in der Wirbelschicht angeordneter Düsen eingeleitet. Die Düsen
sind zur Vermeidung von Ansätzen thermisch isoliert. Das aus dem Reaktor austretende,
gekühlte Prozeßgas wird in einen Staubabscheider geleitet. Mit kondensierten Kohlenwasserstoffen
beladener Feststoff wird aus dem Wirbelbett abgezogen und frischer Feststoff wird
in das Wirbelbett chargiert. Durch korrosive Bestandteile und Feststoffe im Prozeßgas
ist ein starker Verschleiß der Düsen zu erwarten. Außerdem besteht die Gefahr von
Verstopfung.
[0005] Aus der US-PS 4 120 668 ist es bekannt, ein geschmolzene Salzpartikel und flüchtige
Bestandteile enthaltendes Prozeßgas in einer stationären Wirbelschicht zu kühlen,
wobei das Prozeßgas als Fluidisierungsgas in die Wirbelschicht eingeleitet wird. Oberhalb
der Einleitung des Prozeßgases sind Kühlflächen in der Wirbelschicht angeordnet. Das
gekühlte Gas wird in einem Zyklon entstaubt und der abgeschiedene Feststoff in die
Wirbelschicht zurückgeführt. Ein Teil des Feststoffes wird nach unten aus der Wirbelschicht
abgezogen und frischer Feststoff wird in die Wirbelschicht chargiert. Auch hier gelten
die vorstehend genannten Nachteile.
[0006] Aus der WO 88/08741 ist es bekannt, Prozeßgase in einer zirkulierenden Wirbelschicht
zu kühlen, wobei das Prozeßgas in einer Mischkammer mit rezirkuliertem, gekühltem
Prozeßgas und rezirkuliertem, gekühltem Feststoff gekühlt wird, wobei der Boden der
Mischkammer konisch ausgebildet ist und eine Öffnung zur Einleitung des Prozeßgases
und des rezirkulierten Gases hat. Die aus der Mischkammer austretende Suspension kann
im oberen Teil des Reaktors an Kühlflächen weiter abgekühlt werden, anschließend in
Zyklonen der Feststoff abgeschieden und in den Reaktor zurückgeführt werden und ein
Teilstrom des Gases in den Reaktor rezirkuliert werden. Die Suspension kann auch ohne
weitere Kühlung ausgetragen werden, der Feststoff in Zyklonen abgeschieden und in
den Reaktor zurückgeführt werden, das Gas gekühlt und ein Teil in den Reaktor rezirkuliert
werden. Die Suspensionsdichte der zirkulierenden Wirbelschicht wird durch Rückführung
von 75 bis 100 % der Prozeßgasmenge und durch Rückführung von Feststoff in einer Menge
von 0,92 bis 11,5 kg/Nm³ auf 1 bis 5 kg/m³ und niedrigere Werte eingestellt. Das durch
die große Gasrückführung bedingte große Volumen der Abgase führt zu einer aufwendigen
Gasreinigung. Wegen der geringen Suspensionsdichte wird eine relativ große Wärmeaustausch-Fläche
benötigt.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, heiße Prozeßgase in möglichst wirtschaftlicher
Weise unter Vermeidung von Ansatzbildung und Sulfatbildung abzukühlen.
[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die mit Kühlelementen
ausgerüstete stationäre Wirbelschicht ringförmig und wannenförmig ausgebildet ist,
durch den Anströmboden der Wanne Fluidisierungsgas in die Wirbelschicht geleitet wird,
das Prozeßgas durch die zentrale Öffnung der Wirbelschicht eingeleitet wird, gekühlter
Feststoff aus der Wirbelschicht über den inneren Rand der Wanne in den Prozeßgasstrom
fließt und von diesem in den Staubraum über der Oberfläche der Wirbelschicht mitgerissen
wird, der im Staubraum abgeschiedene Feststoff in die ringförmige Wirbelschicht zurückfällt,
das den restlichen Feststoff enthaltende und gekühlte Gas in einen mit Kühlflächen
ausgerüsteten Gaskühler geleitet wird, das aus dem oberen Teil des Gaskühlers austretende
Gas in einen Staubabscheider geleitet wird, und der abgeschiedene Feststoff in die
stationäre Wirbelschicht zurückgeführt wird. Die stationäre Wirbelschicht zeichnet
sich durch einen deutlichen Dichtesprung zwischen dichter Phase und darüber befindlichem
Staubraum aus. Die ringförmige Ausgestaltung der stationären Wirbelschicht kann sowohl
rund als auch rechteckig oder mehreckig erfolgen. Die in der Wirbelschicht angeordneten
Kühlflächen werden zweckmäßigerweise auswechselbar angeordnet. Die Kühlflächen können
als Verdampfer und/oder Überhitzer geschaltet werden. Die Kühlflächen bestehen im
allgemeinen aus Rohrbündeln. Die Wände der Wanne sind mit Kühlrohren versehen. Die
innere Wand der Wanne bildet die zentrale Öffnung der Wirbelschicht, durch die das
Prozeßgas eingeleitet wird. Über den Rand der inneren Wand der Wanne fließt der gekühlte
Feststoff aus der stationären Wirbelschicht in die zentrale Öffnung, wird mit dem
Prozeßgas-Strom vermischt und als dichte Suspension in einem zentralen Strahl in den
Staubraum über der Wirbelschicht mitgerissen. Dabei erfolgt eine rapide und starke
Abkühlung des Prozeßgases. Durch die Volumenvergrößerung im Staubraum wird der Feststoff
aus dem zentralen Strahl zum größten Teil im Staubraum abgeschieden, fällt in die
stationäre Wirbelschicht zurück und wird dort wieder gekühlt. Die Abkühlung des Prozeßgases
auf die im Staubraum gewünschte Temperatur erfolgt durch entsprechende Kühlung des
Feststoffes in der stationären Wirbelschicht und durch Einleiten einer entsprechenden
Menge von Feststoff in die zentrale Öffnung. Die Wand des Staubraumes wird durch Kühlrohre
gekühlt. Das den restlichen Feststoff enthaltende Gasgemisch aus Prozeßgas und Fluidisierungsgas
wird in einen Gaskühler geleitet und dort weiter gekühlt. Der Gaskühler ist vorzugsweise
über dem Staubraum angeordnet. Der Gaskühler ist mit Wandkühlung versehen und kann
zusätzlich eingehängte Kühlflächen haben. Ein Teil des noch im Gas suspendierten Feststoffes
scheidet sich im Gaskühler ab, fällt in den Staubraum und von dort in die stationäre
Wirbelschicht. Als Kühlmedium wird im allgemeinen Wasser verwendet und der Gaskühler
als Verdampfer geschaltet. Das abgekühlte Gas enthält nur noch relativ geringe Feststoffmengen.
Es wird in einen Staubabscheider, wie z.B. Zyklon, Filter oder EGR, geleitet, dort
weitgehend entstaubt und als Abgas abgeleitet oder einer weiteren Gasreinigung zugeführt.
Der im Staubabscheider abgeschiedene Feststoff wird ganz oder teilweise in die stationäre
Wirbelschicht zurückgeführt. Je nach Zusammensetzung des Prozeßgases wird ein Teil
des Feststoffes abgezogen und durch frischen Feststoff ersetzt. Dadurch wird verhindert,
daß sich der Feststoff zu stark mit abgeschiedenen Stoffen anreichert. Als Fluidisierungsgas
kann jedes Gas verwendet werden, das bei der Kühlung bzw. bei nachgeschalteten Prozessen
nicht stört. In den Fällen, wo Luft für die Weiterbehandlung des Abgases erforderlich
ist, wie z.B. bei Gasen mit hohen SO₂-Gehalten, oder nicht stört, kann Luft als Fluidisierungsgas
verwendet werden. Ansonsten kann auch ein Teil des Abgases rezirkuliert werden. Dieses
muß vorher von Stoffen gereinigt werden, welche den Anströmboden beschädigen würden.
Um die Fluidisierungsgas-Menge möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, die
Korngröße des Feststoffes in der Wirbelschicht kleiner als 1 mm mit d₅₀ unter 0,5
mm zu halten.
[0009] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Suspensionsdichte in der stationären
Wirbelschicht 300 bis 1500 kg/m³ Reaktorraum, vorzugsweise 500 bis 1000 kg/m³, beträgt.
In diesen Bereichen werden besonders gute Betriebsbedingungen erzielt, da hohe Wärmeübergangszahlen
vorliegen.
[0010] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß dem Prozeßgasstrom 1 bis 10 kg/Nm³
Feststoff, vorzugsweise 2,5 bis 6 kg/Nm³, aus der stationären Wirbelschicht zugeführt
werden. Diese Bereiche ergeben die gewünschte schnelle Abkühlung des Prozeßgases ohne
die Notwendigkeit sehr großer Kühlflächen.
[0011] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die Beladung des aus dem oberen
Teil des Gaskühlers austretenden Gases 0,1 bis 1 kg Feststoff, vorzugsweise 0,2 bis
0,6 kg Feststoff/Nm³, beträgt. Dadurch wird ein relativ geringer Druckverlust im Gaskühler
und eine gute Abkühlung des Gases erzielt.
[0012] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Volumen des durch den Anströmboden
in die stationäre Wirbelschicht geleiteten Fluidisierungsgases 10 bis 30 %, vorzugsweise
15 bis 20 %, des Volumens des Prozeßgases beträgt. Dadurch ist der Energiebedarf für
das Fluidisierungsgas relativ gering, und bei rückgeführtem Abgas verringern sich
außerdem die Kosten für die erforderliche Gasreinigung.
[0013] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der im Staubabscheider abgeschiedene
Feststoff gesteuert in die stationäre Wirbelschicht zurückgeführt wird. Die im Staubabscheider
pro Zeiteinheit abgeschiedene Menge an Feststoff ist nicht konstant. Bei einer direkten,
ungesteuerten Rückführung kann die schwankende Menge zu verschlechterten Ergebnissen
führen. Dies wird durch die gesteuerte, gleichmäßige Zurückführung vermieden. Zwischen
Staubabscheider und Rückführungsleitung in der Wirbelschicht wird ein Zwischengefäß
angeordnet, das als Puffer dient und aus dem der Feststoff gesteuert abgezogen wird.
Der Feststoff im Zwischengefäß wird zweckmäßigerweise leicht fluidisiert.
[0014] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die zentrale Öffnung der stationären
Wirbelschicht durch feuerfeste Auskleidung isoliert ist. Die zentrale Öffnung besteht
aus einem Blechmantel, der auf der Außenseite mit Kühlflächen ausgestattet ist. Auf
der Innenseite des Blechmantels wird eine feuerfeste Auskleidung angebracht. Dadurch
wird die Bildung von Ansätzen aus erstarrten Bestandteilen des Prozeßgases vermieden.
Im Prozeßgas enthaltene schmelzflüssige Bestandteile, die sich auf der Auskleidung
abscheiden, fließen wieder in den Reaktor zurück.
[0015] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als Wirbelbett-Material Feststoffe
eingesetzt werden, die eine Weiterverarbeitung zusammen mit den abgeschiedenen Materialien
ermöglichen.
[0016] Die Erfindung wird anhand einer Figur und eines Beispiels näher erläutert.
[0017] Die Figur zeigt schematisch ein Kühlsystem zur Durchführung des Verfahrens im Längsschnitt.
In die ringförmige Wanne (1) wird von dem Gebläse (2) Fluidisierungsluft durch den
Anströmboden geblasen. In der Wanne (1) sind Kühlelemente (3) angeordnet. Die innere
Wand der Wanne (1) bildet eine zentrale Zuführung (4) für das Prozeßgas. Aus der in
der Wanne (1) befindlichen stationären Wirbelschicht (5) fließt Feststoff über den
inneren Rand der Wanne (1) in die Zuführung (4) in den Prozeßgasstrom (6) und mischt
sich mit diesem zu einer dichten Suspension, wobei gleichzeitig eine schnelle und
starke Abkühlung des Prozeßgases erfolgt. Diese Suspension wird als zentraler Strahl
in den Staubraum (21) geblasen, wo infolge Volumenvergrößerung der größte Teil des
Feststoffes abgeschieden wird und wieder in die Wirbelschicht (5) zurückfällt. Das
den restlichen Feststoff enthaltende Gas strömt in den Gaskühler (7), der mit schematisch
dargestellter, durchgehender Wandkühlung (8) und eingehängten Kühlflächen (9) ausgerüstet
ist. Über den Auslaß (10) strömt das weiter gekühlte Gas in den Zyklon (11). Der abgeschiedene
Feststoff fällt in das Zwischengefäß (12), das als Puffer dient. Über das Austragsorgan
(13) und Leitung (14) wird Feststoff in geregelter Menge in die Wirbelschicht (5)
zurückgeführt. Das von Staub befreite Gas wird über Leitung (15) abgeführt. Über Leitung
(16) wird ein Teil des Feststoffes aus der Wirbelschicht abgezogen. Aus dem Bunker
(17) kann frischer Feststoff zum Anfahren und zum Ausgleich der Betthöhe in die Wirbelschicht
(5) zugeführt werden. Das Gas kann im Kühler (18) noch weiter abgekühlt werden, wobei
z.B. Speisewasser aufgeheizt wird. Die Kühlelemente zur Kühlung der Außenwand der
Wanne (1) und der Wand des Staubraumes (21) sind nur schematisch durch die oberen
Rohre (19) und die unteren Rohre (20) dargestellt.
BEISPIEL
[0018] Es wird ein Abgas aus der Verhüttung von Bleierz in einem QSL-Reaktor gekühlt. Das
Abgas fällt mit einer Temperatur von 1010 bis 1050°C in einer Menge von 21800 Nm³/h
an. Die Staubbeladung beträgt 215 g/Nm³. Die Zusammensetzung ist:
- 10,80 %
- SO₂
- 15,67 %
- CO₂
- 22,90 %
- H₂O
- 7,83 %
- O₂
- 39,80 %
- N₂.
[0019] Das Abgas wird durch die Zuführung (4), die einen Durchmesser von 100 cm hat, eingeblasen.
Durch den Anströmboden der Wanne (1) werden 5000 Nm³/h Luft mit einer Temperatur von
60°C und einem Druck von 250 mbar in die stationäre Wirbelschicht geblasen. In der
Wirbelschicht sind Kühlbündel (3) mit einer Fläche von 42 m² angeordnet. Aus der Wanne
(1) fließt gekühlter Feststoff mit einer Temperatur von etwa 480°C in die Zuführung
(4) in solcher Menge, daß die Feststoffbeladung des Abgases etwa 5 kg/Nm³ beträgt.
Von der mit dem Abgas zugeführten Wärme von 5,27 MW werden etwa 3,78 MW an die Kühlbündel
in der Wirbelschicht abgeführt. Das abgekühlte Abgas tritt mit einer Temperatur von
600°C und einer Geschwindigkeit von 5,5 m/s in den Gaskühler (7) ein, der mit 250
m² Kühlflächen ausgerüstet ist. Das weiter abgekühlte Abgas verläßt den Gaskühler
(7) über Auslaß (10) mit einer Temperatur von 350°C, einer Staubbeladung von 0,5 kg/Nm³
mit einer Geschwindigkeit von 4 m/s. Das über Leitung (15) aus dem Zyklon (11) abgeführte
Gas hat eine Staubbeladung von 5 bis 10 g/Nm³. Aus dem Zwischenbehälter (12) werden
13,4 t/h mit einer Temperatur von 350°C in die Wirbelschicht (5) zurückgeführt. Aus
der Wirbelschicht (5) werden 4,5 t/h Feststoff über Leitung (16) abgezogen. Die erzeugte
Dampfmenge beträgt 12,1 t/h bei 40 bar und 250°C. Als Feststoff wird zum Anfahren
Sand mit einer Korngröße unter 1 mm in die Wanne (1) eingeführt.
[0020] Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Kühlung der Prozeßgase mit relativ
kleinen Wärmeaustauscher-Flächen und geringer zusätzlicher Gasmenge unter Vermeidung
von Ansatzbildung und Sulfatisierung erfolgt. Bei einem Stillstand des vorgeschalteten
Aggregates und damit verbundenem Ausfall des Prozeßgases kann das Durchfallen von
Feststoff aus der Wirbelschicht in die vorgeschalteten Aggregate durch Verringerung
oder Abschalten des Fluidisierungsgases verhindert werden.
1. Verfahren zur Kühlung von heißen Prozeßgasen, wobei die Prozeßgase in eine mit Kühlelementen
ausgerüstete stationäre Wirbelschicht geleitet werden, im Staubraum über der Wirbelschicht
ein Teil der im Gasstrom suspendierten Feststoffe abgeschieden und in die Wirbelschicht
zurückgeführt wird, und aus dem Abgas in einer Entstaubung Feststoff abgeschieden
und in die Wirbelschicht zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit
Kühlelementen ausgerüstete stationäre Wirbelschicht ringförmig und wannenförmig ausgebildet
ist, durch den Anströmboden der Wanne Fluidisierungsgas in die Wirbelschicht geleitet
wird, das Prozeßgas durch die zentrale Öffnung der Wirbelschicht eingeleitet wird,
gekühlter Feststoff aus der Wirbelschicht über den inneren Rand der Wanne in den Prozeßgasstrom
fließt und von diesem in den Staubraum über der Oberfläche der Wirbelschicht mitgerissen
wird, der im Staubraum abgeschiedene Feststoff in die ringförmige Wirbelschicht zurückfällt,
das den restlichen Feststoff enthaltende und gekühlte Gas in einen mit Kühlflächen
ausgerüsteten Gaskühler geleitet wird, das aus dem oberen Teil des Gaskühlers austretende
Gas in einen Staubabscheider geleitet wird, und der abgeschiedene Feststoff in die
stationäre Wirbelschicht zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspensionsdichte in der
stationären Wirbelschicht 300 bis 1500 kg/m³ Reaktorraum, vorzugsweise 500 bis 1000
kg/m³, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozeßgasstrom 1
bis 10 kg/Nm³ Feststoff, vorzugsweise 2,5 bis 6 kg/Nm³, aus der stationären Wirbelschicht
zugeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung
des aus dem oberen Teil des Gaskühlers austretenden Gases 0,1 bis 1 kg Feststoff,
vorzugsweise 0,2 bis 0,6 kg Feststoff/Nm³, beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen
des durch den Anströmboden in die stationäre Wirbelschicht geleiteten Fluidisierungsgases
10 bis 30 %, vorzugsweise 15 bis 20 %, des Volumens des Prozeßgases beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Staubabscheider
abgeschiedene Feststoff gesteuert in die stationäre Wirbelschicht zurückgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale
Öffnung der stationären Wirbelschicht durch feuerfeste Auskleidung isoliert ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Wirbelbett-Material
Feststoffe eingesetzt werden, die eine Weiterverarbeitung zusammen mit den abgeschiedenen
Materialien ermöglichen.
1. A method for cooling hot process gases, in which the process gases are passed into
a stationary fluidised bed equipped with cooling elements, a portion of the solids
suspended in the gas stream is separated off in the dust space above the fluidised
bed and is recycled into the fluidised bed, and solids are separated off from the
waste gas in a dust-removal stage and recycled into the fluidised bed, characterised
in that the stationary fluidised bed which is equipped with cooling elements is designed
in annular and trough-shaped manner, fluidising gas is passed into the fluidised bed
through the gas-permeable bottom of the trough, the process gas is introduced through
the central opening in the fluidised bed, cooled solids flow out of the fluidised
bed across the inner edge of the trough and into the process gas stream and are entrained
thereby into the dust space above the surface of the fluidised bed, the solids separated
off in the dust space fall back into the annular fluidised bed, the cooled gas containing
the remaining solids is passed into a gas cooler equipped with cooling surfaces, the
gas emerging from the upper part of the gas cooler is passed into a dust collector,
and the solids which are separated off are recycled into the stationary fluidised
bed.
2. A method according to Claim 1, characterised in that the suspension density in the
stationary fluidised bed is 300 to 1500 kg/m³ reactor space, preferably 500 to 1000
kg/m³.
3. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that 1 to 10 kg/Nm³ solids, preferably
2.5 to 6 kg/Nm³, are fed to the process gas stream from the stationary fluidised bed.
4. A method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the load of the
gas emerging from the upper part of the gas cooler is 0.1 to 1 kg solids, preferably
0.2 to 0.6 kg solids/Nm³.
5. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the volume of the
fluidising gas passed through the gas-permeable bottom into the stationary fluidised
bed is 10 to 30%, preferably 15 to 20%, of the volume of the process gas.
6. A method according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the solids separated
off in the dust collector are recycled into the stationary fluidised bed in controlled
manner.
7. A method according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the central opening
of the stationary fluidised bed is insulated by a refractory lining.
8. A method according to one of Claims 1 to 7, characterised in that solids which permit
further processing together with the materials which have been separated off are used
as the fluidised bed material.
1. Procédé de refroidissement de gaz techniques chauds, qui consiste à envoyer les gaz
techniques dans un lit fluidisé stationnaire muni d'éléments de refroidissement, à
séparer, dans l'espace réservé à la poussière, au-dessus du lit fluidisé, une partie
des matières solides en suspension dans le courant gazeux et à les retourner au lit
fluidisé, et à séparer de la matière solide de l'effluent gazeux dans un dépoussiérage
et à la retourner au lit fluidisé, caractérisé en ce qu'il consiste à constituer le
lit fluidisé stationnaire, muni d'éléments de refroidissement, sous forme d'anneau
et de cuve, à envoyer le gaz de fluidisation au lit fluidisé par le fond de la cuve,
à introduire le gaz technique par l'ouverture centrale du lit fluidisé, à faire s'écouler
de la matière solide refroidie du lit fluidisé dans le courant de gaz technique, au-dessus
du bord intérieur de la cuve, et de là, à l'entraîner dans la chambre réservée à la
poussière au-dessus de la surface du lit fluidisé, à retourner la matière solide séparée
dans la chambre réservée à la poussière au lit fluidisé annulaire, à envoyer le gaz
refroidi et contenant la matière solide restante dans un dispositif de refroidissement
de gaz muni de surfaces de refroidissement, à envoyer le gaz sortant à la partie supérieure
du dispositif de refroidissement de gaz à un séparateur de poussière, et à retourner
la matière solide séparée au lit fluidisé stationnaire.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la masse volumique de la
suspension dans le lit fluidisé stationnaire est comprise entre 300 et 1500 kg/m³
d'espace du réacteur et, de préférence, entre 500 et 1000 kg/m³.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer
de 1 à 10 kg/Nm³ de matières solides, de préférence, de 2,5 à 6 kg/Nm³ au courant
de gaz techniques à partir du lit fluidisé stationnaire.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la charge du
gaz scrtant de la partie supérieure du dispositif de refroidissement de gaz est de
0 à 1 kg de matières solides, de préférence, de 0,2 à 0,6 kg de matières solides/Nm³.
5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volume du
gaz de fluidisation envoyé au lit fluidisé stationnaire par le fond représente de
10 à 30 % et, de préférence, de 15 à 20 du volume du gaz technique.
6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à
retourner de manière commandée la matière solide séparée dans le séparateur de poussières
au lit fluidisé stationnaire.
7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à
isoler l'ouverture centrale du lit fluidisé stationnaire par un revêtement réfractaire.
8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à
utiliser, comme matériaux pour le lit fluidisé, des matières solides qui peuvent être
traitées ultérieurenent en même temps que les matériaux séparés.
