DE102007054212A1

DE102007054212A1 - Fluidbehandlungsanlage mit parallel betriebenen Schüttgutbetten sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage

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Publication number: DE102007054212A1
Application number: DE102007054212A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-05-14
Also published as: US20100284870A1

Abstract

Eine Fluidbehandlungsanlage besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten parellel betriebenen Schüttgutbetten (9). Das zu behandelnde Fluid durchströmt mindestens ein Schüttgutbett im Wesentlichen von unten nach oben, während das Schüttgut das Schüttgutbett oder mehrere Schüttgutbetten im Gegenstrom zum Fluid im Wesentlichen von oben nach unten durchwandert. Das wird bewirkt, indem am unteren Ende des Schüttgutbettes Schüttgutteilmengen abgezogen und am oberen Ende des Schüttgutbettes Schüttgutteilmengen dem Schüttgutbett aufgegeben werden. Mehrere der Schüttgutbetten sind durch einen gemeinsamen horizontalen Chargierkanal (11) miteinander verbunden. Zumindest ein mit wahlweise verschließbaren Schüttgutauslässen versehener Chargierwagen (19) ist durch den Chargierkanal (11) zwischen einer Chargierposition (28) und mehreren Schüttgutteilaufgabepositionen oberhalb der Schüttgutbetten verfahrbar. Unterhalb der Schüttgutauslässe und des Schüttgut-Absperrorgans (23) des Chargierwagens (19) sind Schüttgutdurchleitrohre (50) vorgesehen, deren Schüttgutauslassmündungen (51) auf Schüttgutks (9) enden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Fluidbehandlungsanlage mit parallel betriebenen Schüttgutbetten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25. Demnach wird bei den parallel nebeneinander angeordneten Schüttgutbetten jedes Schüttgutbett von dem zu behandelnden Fluid im Wesentlichen von unten nach oben durchströmt, während das Schüttgut im Gegenstrom zum Fluid im Wesentlichen von oben nach unten das Schüttgutbett durchwandert. Hierzu werden am unteren Ende des Schüttgutbettes Schüttgutteilmengen abgezogen und am oberen Ende des Schüttgutbettes entsprechend große Schüttgutteilmengen dem Schüttgutbett aufgegeben. Die Schüttgutbetten sind durch einen gemeinsamen horizontalen Chargierkanal derart miteinander verbunden, dass zumindest ein Chargierwagen durch den Chargierkanal zwischen einer Chargierposition und mehreren Schüttgutteilaufgabepositionen oberhalb der Schüttgutbetten verfahrbar ist.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Fluidbehandlungsanlagen der eingangs genannten Art sind aus der WO 2001/017663 des Anmelders bekannt. Wie aus der diesen Stand der Technik repräsentierenden 1 ersichtlich, umfasst die bekannte Fluidbehandlungsanlage 1' einen Rohrkanal 2', der in 1 quer zu seiner Längsachse geschnitten dargestellt ist und aus einer Vielzahl von innerhalb des Rohrkanals 2' hintereinander angeordneten Wanderbettreaktormodulen 3' besteht. Parallel zu einer Seitenwand des Rohrkanals 2' verläuft ein unten liegender Zuströmkanal 4' für nicht behandeltes Fluid und ein darüber liegender Abströmkanal 5' für behandeltes Fluid. Das zu behandelnde Fluid strömt über seitlich angeordnete, ggf. verschließbare, Anströmfenster 6' in einen Gasverteilraum 12' unterhalb eines Anströmbodens 8' in jedes Reaktormodul ein. Über den aus der EP 0257653 B1 bekannten Anströmboden 8' gelangt das zu behandelnde Fluid in ein horizontal erstrecktes Schüttgutbett 9' etwa gleichmäßiger Höhe, welches aus z. B. adsorptiv- oder absorptiv bzw. katalytisch wirksamen Schüttgutpartikel besteht. Oberhalb des Schüttgutbettes 9' befindet sich unter der Rohrkanaldecke 10' ein durchgehender Chargierkanal 11', in dem sich das behandelte Fluid sammeln kann, bevor es über seitliche, ggf. verschließbare Abströmfenster 7' das Wanderbettreaktormodul 3' verlassen und durch den Abströmkanal 5' aus der Fluidbehandlungsanlage 1' abgeführt werden kann.
Um das Schüttgut des Schüttgutbettes 9' allmählich auszutauschen, wird von Zeit zu Zeit am unteren Ende verbrauchtes Schüttgut abgezogen und am oberen Ende frisches Schüttgut wieder aufgegeben, so dass die Betthöhe konstant bleibt. Der schrittweise Schüttgutabzug erfolgt in bekannter Weise über den Anströmboden 8' dessen Schüttgutaustrittsrohre 13' über eine an sich bekannte Schüttgutaustragsvorrichtung 15' freigegeben und wieder geschlossen werden können. Hierzu ist oberhalb einer horizontalen Stauplatte 15A' mindestens je ein Austragsfinger 15B' horizontal durch den Abstandsspalt zwischen der Stauplatte 15A' und dem zugehörigen Schüttgutaustragsrohr 13' bis zu den Seitenkanten 15C' der Stauplatte 15A' bewegbar. Dadurch wird Schüttgut von der Stauplatte abgeworfen und von oben rutscht entsprechend viel Schüttgut aus jedem Schüttgutaustragsrohr 13' nach. Ausgetragenes Schüttgut kann über einen Schüttgutaustragswagen 16' oder ein entlang des Rohrkanals 2' verlaufendes Förderband ausgetragen werden.
Um beim Schüttgutaustrag gleichzeitig eine gleichgroße Menge frischen Schüttgutes zur Aufrechterhaltung der Betthöhe nachführen zu können, ist ein mittels eines Fahrwerks 18' entlang des Rohrkanals 2' innerhalb desselben verfahrbarer Chargierwagen 19' vorgesehen. In der 1 befindet sich der Chargierwagen 19' gerade über dem dargestellten Wanderbettreaktormodul. Der Chargierwagen 19' ist wannenförmig ausgebildet und mit einer Vielzahl von rasterförmig angeordneten Auslauftrichtern 20' versehen, die in Schüttgutauslassrohre 14' an ihrem unteren Ende übergehen. Unterhalb der unteren Mündungen 21' der Schüttgutauslassrohre 14' befindet sich ein horizontal erstrecktes Staubblech, das als Schüttgut-Absperrorgan 23' dient und zu diesem Zweck in den jeweiligen Positionen der Mündungsenden der Schüttgutauslassrohre lochartig durchbrochen ist. Das Staubblech ist horizontal um etwa eine Durchbrechungsbreite verschiebbar, so dass es in seiner zweiten Schiebeposition die Mündungsenden der Schüttgutauslassrohre 14' verschließt. Auf diese Weise ist es möglich, den Chargierwagen 19' über jedes der in dem Rohrkanal 2' hintereinander liegenden Wanderbettreaktormodule 3' zu verfahren, um dort einen Schüttgutteilaustausch vorzunehmen. Wenn der Chargierwagen 19' nun entlang des Chargierkanals 11' verfahren wird, unterbricht das Staubblech die Fluidabströmung am oberen Ende des Schüttgutbettes 9', über das der Chargierwagen 19' gerade hinweg fährt, und das Staubblech schleift über die Spitzen der Schüttgutkegel, die sich durch den Nachfüllvorgang an der oberen Begrenzung des Schüttgutbettes 9' ausbilden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Fluidbehandlungsanlagen dahingehend weiter zu entwickeln, dass die prozesstechnische Variabilität einer gattungsgemäßen Fluidbehandlungsanlage im Vergleich zu dem aufgezeigten Stand der Technik verbessert wird, ohne die Vorteile eines verfahrbaren Chargierwagens einzubüßen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Fluidbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Demzufolge sind unterhalb der Schüttgutauslässe und des Schüttgut-Absperrorgans des Chargierwagens Schüttgutdurchleitrohre vorgesehen, deren Schüttgutauslassmündungen auf Schüttgutkegeln eines darunter liegenden Schüttgutbettes enden. Dadurch wird ein Schüttgutauslass deutlich unterhalb des Schüttgut-Absperrorgans möglich und der Fluidaustritt aus dem Schüttgutbett unterhalb des Chargierwagens wird nicht mehr unterbrochen. Dabei bedeutet „unterhalb" im Sinne der Erfindung nicht nur vertikal unterhalb sondern auch seitlich versetzt unterhalb der Schuttgutauslässe des Chargierwagens.
Durch die Erfindung werden eine Reihe erheblicher Vorteile erzielt. Insbesondere wird nunmehr oberhalb des Schüttgutbettes ein Gassammelraum vorgebbaren Volumens gebildet, so dass ein von Druckschwankungen im Wesentlichen freier Fluidabzug oberhalb des Schüttgutbettes auch in solchen Betriebsphasen möglich ist, in denen sich der Chargierwagen in Bewegung von einem zum nächsten Wanderbettreaktormodul befindet, an dem ein Schüttgutteilaustausch vorgenommen werden soll. Mithin steht – bei offen stehendem Zu- und Abströmfenster der Schüttgutbetten – ständig die maximale Fluidbehandlungsrate zur Verfügung, und zwar auch dann wenn sich der Chargierwagen im Fahrbetrieb befindet. Die Fluidströmung wird dadurch vergleichsmäßigt. Ferner wird das Schüttgut vor Beschädigungen durch das Schüttgut-Absperrorgan besser geschützt. Eine größtmögliche Schüttgutschonung ist vor allem dann von Bedeutung, wenn Schüttgutpartikel etwa einheitlicher Größe zur Anwendung kommen sollen. Das Risiko der Unterkornerzeugung durch mechanische Beschädigungen der Schüttgutkörner wird also verringert.
Die Schüttgutdurchleitrohre, bzw. innerhalb unterer Teleskopdurchleitrohre verlaufende obere Teleskopdurchleitrohre, sind vorteilhafterweise durch ein gemeinsames erstes Tragelement miteinander verbunden. Dieses Tragelement kann auch als Staubblech ausgebildet sein und trichterförmige Durchlässe aufweisen, an deren unteren Enden sich die Schüttdurchleitrohre anschließen. Die Schüttgutdurchleitrohre oder deren ggf. trichterförmig querschnittsvergrößerte Einlässe werden zur Verminderung des Risikos von Schüttgutansammlungen auf dem Staubblech mit diesen verschweißt.
Um die Fluidbehandlungsanlage an sich ggf. verändernde Fluidbehandlungsbedingungen anzupassen, können die Schüttgutdurchleitrohre längenveränderbar sein. Dies hat zur Folge, dass die sich einstellende Höhe des Schüttgutbettes an verfahrentechnische Gegebenheiten anpassbar ist. Diese Lösung ist von eigenständig erfinderischer Bedeutung und kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, sind teleskopierbare Rohrabschnitte vorgesehen, die wie besonders bevorzugt, durch ein zweites Tragelement in ihren jeweiligen Relativpositionen miteinander verbunden und durch eine Hubeinrichtung gemeinsam angehoben oder abgesenkt werden. Ein derartiges Tragelement ist vorzugsweise rahmenförmig gestaltet und verbessert die Stabilisierung der Schüttgutdurchleitrohre. Es können auch mehrere zweite Tragelemente in verschiedenen Höhen an den Teleskoprohren vorgesehen sein. Mit einer derartigen Anordnung können bei gleich bleibend regelmäßiger Oberflächenstruktur des Schüttgutbettes Betthöhenunterschiede von bis zu etwa 2m vorzugsweise bis zu etwa 1 m Höhenunterschied realisiert werden. Sich ändernden Behandlungsanforderungen an die Fluidbehandlungsanlage kann also auf einfache Weise entsprochen werden.
Es ist sowohl möglich, die Schüttgutdurchleitrohre am Chargierwagen anzuordnen und mit ihm mit zu bewegen, als auch die Schüttgutdurchleitrohre als nicht beweglichen Bestandteil jedes Schüttgutbettes oberhalb desselben fest einzubauen. Im letzteren Fall kann zwischen dem Schüttgutabsperrorgan des Chargierwagens und den Schüttgutdurchleitrohren, die dann Bestandteil eines Zwischenbodens sind, ein Zwischenraum frei wählbarer Höhe vorgesehen sein, der als Zwischen-Bunker für Schüttgut dient.
Wenn nun unterhalb des Chargierwagens ein solcher einen Schüttgutdurchtritt gestattender fester Zwischenboden vorgesehen ist, der den von dem Chargierwagen benutzten Chargierkanal von den Gasabströmraum des darunter gelegenen Schüttgutbettes abtrennt, kann der Chargierwagen im Bedarfsfalle auch dann gewartet oder repariert werden, wenn die Fluidbehandlungsanlage nicht vollständig außer Betrieb gesetzt wird. Insbesondere hält der Zwischenboden den Chargierwagen von dem, die Fluidbehand lungsanlage durchziehende Fluidstrom fern. Ein von der übrigen Fluidbehandlungsanlage im Wesentlichen unabhängiges Durchspülen mit einem Schutzgas oder Kühlen mit einem Kühlgas ist möglich. Eine derartige Fluidbehandlungsanlage ist auch unabhängig von dem besonderen Merkmal des Anspruchs 1 und eigenständig erfinderischer Bedeutung. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Zwischenboden also einen von dem Chargierwagen beschickten Zwischenbunker definieren, welcher den Zwischenboden als Bunkerboden und den Chargierwagen als Befüllorgan nutzt.
Wenn die Fluidbehandlungsanlage für einen parallelen Betrieb dienende übereinander angeordnete Schüttgutbetten aufweist und zur Beschickung der unterhalb des obersten Bettes gelegenen unteren Betten Chargierrohre vorgesehen sind, die mindestens einen oberhalb des obersten Schüttgutbettes gelegenen Schüttgutvorratsbunker mit dem/den unteren Bett/en verbinden und mit Schüttgut versorgen, ist ein Chargierwagen oberhalb des obersten Bettes vorgesehen und versorgt von dort aus sowohl das oberste als auch das/die untere/n Bett/en mit Schüttgut. Dadurch wird eine schonende Chargierung mit Schüttgut möglich, ohne dass jede Reihe von Schüttgutbetten mit eigenständigen Chargierwagen versehen werden muss. Eine derart ausgestattete Fluidbehandlungsanlage ist auch unabhängig von den besonderen Merkmalen des Anspruchs 1 von eigenständig erfinderischer Bedeutung.
Um in diesen, aber auch in anderen Fällen von mehrstöckigen Fluidbehandlungsanlagen das Schüttgut beim Abziehen bzw. beim Teilabziehen von Schüttgut aus einem höhergelegenen Bett durch Fallrohre, die durch tiefergelegene Betten geführt werden, besser gegen Bruchbelastungen zu schützen, sind diese Fallrohre, ggf. nach vorheriger Zusammenfassung mehrerer solcher Fallrohre, mit einer Schüttgutaustragsvorrichtung an Ihrem unteren Endbereich versehen, der so betätigt wird, dass das Fallrohr bei einem Schüttgutabzug oder einem Schüttgutteilabzug stets bis zu einem gegebenen Höhenniveau mit Schüttgut gefüllt bleibt. Eine derart ausgestattete Fluidbehandlungsanlage ist auch unabhängig von den besonderen Merkmalen des Anspruchs 1 von eigenständig erfinderischer Bedeutung.
Wenn bei stockförmig angeordneten parallel betriebenen Schüttgutbetten der Chargierwagen Schüttgutbunkerbereiche mit mindestens je einem Auslass für das oberste Bett und mindestens je einen Auslass für tiefergelegene Betten aufweist, können mit einem einzigen Chargierwagen Schüttgutbetten auf verschiedenen Höhenniveaus mit Schüttgut versorgt werden. Dies kann auch für jede Schüttgutebene unabhängig von anderen Schüttgutebenen erfolgen. Hierzu können die Schüttgutauslässe des Chargierwagens für die verschiedenen Schüttgutebenen gewünschtenfalls getrennt voneinander geöffnet und geschlossen werden.
Um die nutzbare Höhe von Schüttgutbetten der Fluidbehandlungsanlage zu vergrößern, kann es, insbesondere in einem Schüttgutvorratsbunker, vorgesehen sein, ein gerade gestrecktes oder ebenflächig geformtes Planierelement in horizontal bewegbarer Weise im oberen Bereich des Schüttgutbettes anzuordnen. Horizontale, insbesondere zyklische Bewegungen eines derartigen Planierelementes verteilen hochliegende Schüttgutanhäufungen auf weniger hochgelegene Schüttgut-Oberflächenzonen. Ein deratiges Planierelement kann unter Anderem rechenartig oder gitterartig aufgebaut sein und ist bei Fluidbehandlungsanlagen mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung einsetzbar, die die besonderen Merkmale des Anspruchs 1 nicht aufweisen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 25 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen, die Höhe der Schüttgutbetten zur Anpassung an bestimmte Betriebsbedingungen der Fluidbehandlungsanlage zu vergrößern oder zu verkleinern. Hierzu werden Schüttgutauslassrohre oder Schüttgutaustrittrohre von Schüttgutbetten von Chargierwagen und/oder Schüttgutvorratsbunkern, vorzugsweise gemeinsam gleichmäßig angehoben oder abgesenkt.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Aus nahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der – beispielhaft – ein Ausführungsbeispiel einer Fluidbehandlungsanlage dargestellt ist.
FIGURENKURZBESCHREIBUNG
In der Zeichnung zeigen
2 eine Fluidbehandlungsanlage im Vertikalschnitt entlang der Rohrkänale (Schnitt entlang der Linie II-II gemäß 3);
3 von der Fluidbehandlunganlage nach 2 einen Vertikalschnitt quer zur Erstreckungsrichtung der Rohrkanäle (Schnitt entlang der Linie III-III gemäß 2);
4A von der Fluidbehandlungsanlage nach 2 und 3 einen Chargierwagen in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
4B denselben Chargierwagen im perspektivischer Ansicht von schräg unten;
4C denselben Chargierwagen in einer Seitenansicht;
4D denselben Chargierwagen in Ansicht von unten;
4E denselben Chargierwagen in einer vergrößerten Detailansicht von oben;
5 von demselben Chargierwagen eine vergrößerte Detailansicht; sowie
6 eine alternative Ausführungsform einer Fluidbehandlungsanlage in Vertikalansicht;
7A eine weitere alternative Ausführungsform einer Fluidbehandlungsanlage im Vertikalschnitt entsprechend 2 sowie
7B von derselben Fluidbehandlungsanlage eine Detailansicht des Chargierkanals in Befüllstellung des Chargierwagen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die in 2 und 3 dargestellte Fluidbehandlungsanlage 100 ist dreietagig aufgebaut und besteht, wie aus 3 ersichtlich, aus drei Reihen 3A, 3A', 3A'' von Wanderbettreaktormodulen 3, die parallel zu einander angeordnet und lediglich von Zuströmkanälen 4 und Abströmkanälen 5 für zu behandelndes bzw. behandeltes Fluid beabstandet sind. Anströmfenster 6 und Abströmfenster 7 verbinden jedes Wanderbettreaktormodul 3 mit dem zugeordneten Zuströmkanal 4 bzw. Abströmkanal 5. Bei der in 2 ersichtlichen Gestaltung sind jeweils sieben Wanderbettreaktormodule nebeneinander angeordnet und durch senkrechte Trennwände 3C von einander auf einer Teilhöhe getrennt und im Bereich der Schüttgutzuführung (Chargierkanal 11) und der Schüttgutabführung (Förderband 27) unterbrochen. Die höhenveränderbaren Schüttgutbetten 9 in einer Reihe 3A, 3A', 3A'' von Wanderbettreaktormodulen 3 sind also in ihrem oberen Bereich miteinander verbunden, wenn die (weiter unten beschriebenen) Schüttgutdurchleitrohre 50 der Schüttgutzuführung nicht ihre maximale Länge haben.
In 2 ist rechts ein Chargierturm 28 ersichtlich, der über einen ersten Schüttgutlift 29 und drei übereinander liegende Vorratssilos 24 die (weiter unten beschriebenen) Chargierwagen 19 auf jeder der drei Etagen mit Schüttgut beladen kann. In 2 ist am linken Bildrand eine Sammel- und Abtransporteinrichtung 30 für gebrauchtes Schüttgut erkennbar. Am unteren Ende jeder Reihe von sieben Wanderbettreaktormo dulen 3 befindet sich ein entlang der Anlagenachse durchlaufendes Förderband 27 unterhalb von Schüttgutsammeltrichtern 27A. Alle sechs Förderbänder münden am in der Zeichnung linken Ende der Reaktormodulreihen in einem zweiten Schüttgutlift 26 der alles Schüttgut in einem Großsilo 31 sammelt. Das Großsilo ist über eine Vibrationsrinne 32, die eine Zellenrandschleuse 33 speist entleerbar, um gebrauchtes Schüttgut z. B. einer Regenerationsanlage, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, zuzuführen.
Die sechs Reihen von Wanderbettreaktormodulen weisen jeweils in ihrem oberen Bereich einen durchgehenden Chargierkanal 11 auf, durch den auf geeigneten Führungsmitteln in an sich bekannter Weise ein Chargierwagen 19 mit Fahrwerk 18 von der Chargierposition im Chargierturm 28 über alle Wanderbettreaktormodule derselben Reihe verfahrbar (Doppelpfeil C – 5) ist.
Die in 2 und 3 ebenfalls erkennbaren Anströmböden 8 für die insgesamt 42 Wanderbettreaktormodule sind vorzugsweise von der gleichen Bauart, wie aus der EP 257653 B1 bekannt. Um die Dosiermenge beim Schüttgutteilaustausch auf einfache Weise an die Bedürfnisse anzupassen und gleichzeitig das Anlagengewicht gleich oder möglichst geringer zu halten, kann als Schüttgutaustragsvorrichtung 15 anstelle der aus der EP 257653 B1 bekannt bekannten Dosierfinger ein in Schwingbewegungen versetzbares längliches Verschließelement, wie ein Schwingblechstreifen oder ein schwingbares Kastenprofil verwendet werden. Durch Verändern der Schwingungsamplitude oder der Schwingungsfrequenz kann auch unabhängig von der Schwingungsdauer die Dosiermenge beim Schüttgutteilaustausch auf einfache Weise variiert werden.
Wie aus den 4A bis 5 ersichtlich, kann der Chargierwagen – wie aus der WO/2001/017663 bekannt – als wanderförmiger Aufnahmekasten mit gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche verteilten Auslasstrichtern 20 aufgebaut sein. Unterhalb jedes Auslasstrichters befindet sich – bei diesem Ausführungsbeispiel – ein teleskopierbares Schüttgutauslasssrohr 50, das mit geringem Abstand unterhalb der Auslassmündung 20A der Auslasstrichter 20 beginnt. Die Auslassmündungen 20A liegen alle auf demselben Höhenniveau und der Abstandsspalt zu den Eintrittsöffnungen 14B der Schüttgut durchleitrohre 50 ist ausreichend groß, um ein plattenförmiges horizontal schiebbares (Doppelpfeil B) Schüttgut-Absperrorgan 23 in den Abstandsspalt einschieben zu können. Dies geschieht bevorzugt in Form einer entsprechend durchlochten Platte, wie sie aus der WO 2001/01763 an sich bereits bekannt ist. Die ganze Platte muss um etwas mehr als den Durchmesser der Durchlochung 23A in eine Richtung verschoben werden, um sämtliche Schüttgutauslässe insgesamt zu verschließen oder insgesamt freizugeben. Kurze Rohrabschnitte 20B sind mit seitlichem Spiel über die Auslassmündungen 20A der Auslasstrichter 20 geschoben und ruhen lose auf der Platte des Schüttgut-Absperrorgans 23, so dass sie deren Durchlochungen 23A umgeben und eine Schüttgutansammlung auf der Platte des Schüttgut-Absperrorgans verhindern. Zur Führung des Schüttgut-Absperrorgans 23 dienen Tragrollen 36, die an Tragmitteln 35, wie Laschen, die auch die oberen Schüttdurchleitrohre 50' tragen, drehbar befestigt sein können. Unterhalb des Schüttgut-Absperrorgans und parallel zu diesem streckt sich ein (erstes) Tragelement 34A für sämtliche obere Schüttgutauslassrohre 50'. Dieses kann auch – wie nicht dargestellt – aus zwei vertikal beabstandeten Platten nach Art eines Sandwich-Aufbaus ausgestaltet sein. Es kann ferner eine Bodenplatte des Chargierwagens 19 bilden und/oder trichterförmige Erweiterungen 50A der Schüttgutauslassrohre 50' aufnehmen, die durch Verschweißen mit dem ersten Tragelement 34A an deren oberen oder unteren Trichterenden verbunden sein können. Die oberen Schüttgutauslassrohre 50' sind an die unteren Mündungsenden der trichterförmigen Erweiterungen, z. B. durch Schweißen, angesetzt. Der Chargierwagen kann im Sinne der Erfindung allein mit diesen oberen Schüttgutdurchleitrohren 50' betrieben werden.
Wenn Betthöhenanpassungen gewünscht werden, können die Schüttgutdurchleitrohre 50' mechanisch gekürzt oder durch Verbinden mit Rohrverlängerungsstücken verlängert werden. Eine raschere und einfacher zu bewerkstelligende Betthöhenanpassung wird dadurch erreicht, dass untere Schüttgutdurchleitrohre 50'' teleskopartig (in entsprechender Rasterung wie die oberen Schüttgutauslassrohren 50') von mindestens einem zweiten Tragelement 34B auf gegenseitigen Abstand und in gleicher Höhe gehalten werden und von unten über die Mündungsenden der oberen Schüttgutdurchleitrohre 50' geführt werden. Die Betthöhenanpassung kann dann im Prinzip auch während des Be triebs der Fluidbehandlungsanlage erfolgen, indem das zweite Tragelement 34B insgesamt bezüglich des Chargierwagens 19 angehoben oder abgesenkt wird (Doppelpfeil A).
Eine einfach gestaltete und leicht gewichtige Zusammenfassung der unteren Teleskoprohre geschieht durch eine großflächige Gitteranordnung als zweites Tragelement, insbesondere – wie dargestellt – in Gestalt einer zwischen den Teleskoprohren großflächig durchbrochenen Metallplatte, so dass die Abströmungswege des behandelten Fluides innerhalb des Gasabströmraumes 37 nicht merklich behindert werden. Der Gasabströmraum wird durch das in sich geschlossene erste Tragelement 34A und die Höhe der Schüttgutdurchleitrohre 50 definiert.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 und 3 eine dreietagige Fluidbehandlungsanlage für einstufige Schüttgutbetten dargestellt ist, bei der in jedem der Wanderbettreaktormodule derselbe Prozess stattfindet, z. B. die Entfernung von SO₂ aus einem Rauchgas (DESOX), zeigt das Ausführungsbeispiel nach 6 eine zweietagige Fluidbehandlungsanlage, bei der in jeder Etage ebenfalls jeweils sieben Wanderbettreaktormodule in einer Reihe angeordnet sind und zwei parallele Reihen durch einen dazwischen liegenden Zuströmkanal 4 und Abströmkanal 5 für zu behandelndes Fluid bzw. behandeltes Fluid von einander beabstandet sind. In jeder der beiden Etagen läuft derselbe Prozess ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist allerdings ein zweistufiger Fluidbehandlungsprozess vorgesehen, wie er z. B. in der WO/... für die Entfernung von NOx mit vorgeschalteter Reinigung von SOx aus einem Rauchgas beschrieben wird. Jedes Wanderbettreaktormodul ist daher doppelstöckig, indem es einen 2. Anströmboden 8A aufweist. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist nicht nur für die Schüttgutzuführung ein Chargierwagen vorgesehen, sondern auch ein Schüttgutaustragungswagen 16, der in seiner Bauart dem Chargierwagen 19 entsprechen kann, wobei beide Wagentypen den in 4A bis 5 gezeigten Aufbau haben können.
Das Ausführungsbeispiel nach 7A/7B zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sich oberhalb der übereinanderliegenden Schüttgutbetten 9C, 9E – anders als bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 und 3 – oberhalb jedes Schüttgutbettes 9D, 9E ein Schüttgutvorratsbunker 40A, 40B als Zwischenbunker befindet. Unterhalb jedes der Schüttgutvorratsbunker befindet sich ein Zwischenboden 41A, 41B, der als Schüttgutverteilboden dient, durch welchen das Schüttgut aus dem darüberliegenden Vorratsbunker in das darunterliegende Schüttgutbett durchtreten kann. Der Zwischenboden stellt – anders als in 1 und 3, welche einen solchen Zwischenboden nicht zwingend aufweisen – die Decke des Gasabströmraumes 37 des zugehörigen Schüttgutbettes dar. Das in dem Schüttgutbett behandelte Fluid kommt also mit dem Schüttgut des darüberliegenden Schüttgutbunkers praktisch nicht in Kontakt, da der Vorratsbunker praktisch dicht verschlossen werden kann, so dass er von dem behandelten Fluid nicht durchströmt wird. Der einzige Chargierkanal befindet sich in diesem Fall oberhalb des oberen Zwischenbodens und unterhalb der Decke 3D in einem im Wesentlichen gasdicht gehaltenen Raum.
Der Chargierwagen 19 ist – anders als das Ausführungsbeispiel nach 2 und 3 – in Bunkerbereiche 19A, 19B unterteilt, von dem die einen dem Befüllen des obersten und die anderen dem Befüllen des darunterliegenden Schüttgutbettes 9D, 9E dienen. Unterhalb der Auslassmündungen 20A', 20A'' der Bunkerbereiche 19A, 19B befindet sich ein Schüttgut-Absperrorgan 23, der in 5 im Prinzip gezeigten und im dortigen Zusammenhang beschriebenen Bauart. Dasselbe gilt auch für das Fahrwerk 18. Unterhalb der Auslassmündungen 20A' des Bunkerbereichs 19A befinden sich die Schüttgutkegelspitzen des in dem darunter gelegenen Schüttgut-Vorratsbunker 40A zwischengespeicherten gespeicherten Schüttgutes. Dem Schüttgut-Vorratsbunker 40A (Zwischenbunker) kommt also eine einer Schüttgutschleuse ähnliche Funktion zu, wobei aber untere Schüttgutabsperrorgane fehlen, da die Schüttgutkegel 9K des Schüttgutbettes 9 im Ruhezustand verhindern, dass Schüttgut aus dem Schüttgut-Vorratsbunker 40A nach unten entweicht.
Die Schüttgutauslassmündungen 20A'' des oder der zweiten Bunkerbereiches 19B des Chargierwagens 19 sind oberhalb der oberen Mündungsöffnungen 42A von sich nach oben ggf. konisch erweiternden und dem Zwischenboden 41A nach oben überragenden Chargierrohren 42 positioniert, wenn sich der Chargierwagen in seiner Chargierposition oberhalb eines Schüttgutbettes befindet. Auf diese Weise bleibt der Zwischenbunker 40A für das obere Schüttgutbett 9D reserviert und auch das untere Schüttgutbett 9E kann mittels des einzigen Chargierwagens während eines Schüttgutteilaustausches mit neuem Schüttgut versorgt werden. Dies geschieht automatisch in der Menge, in der Schüttgut durch die Schüttgutaustragsvorrichtung (Förderband 27) oder Schüttgutaustragsvorrichtung 15, wie z. B. aus der WO ... des Anmelders bekannt und im Zusammenhang mit 1 beispielhaft beschrieben, ausgetragen wird. Am unteren Ende der Chargierrohre 42 befindet sich ein ansich bekannten Zwischenbunker 40B, welcher eine ähnliche Funktion wie die des oberen Zwischenbunkers 40A inne hat.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Schüttgut-Absperrorgan 23 des Chargierwagens eine durchlochte und verschiebbare Platte benutzt, wie sie prinzipiell im Zusammenhang mit 5 bereits beschrieben wurde. Die Bewegung der Platte zum Öffnen und Verschließen der Auslassmündungen 20A', 20A'' ist die gleiche wie im Zusammenhang mit 5 beschrieben. Wenn sich die Platte in Öffnungsstellung befindet, läuft Schüttgut aus dem Bunkerbereich 19A oder 19B nach unten aus dem Chargierwagen heraus in den zugehörenden Zwischenbunker 40A, 40B, wenn am unteren Ende des entsprechenden Schüttbettes 9D, 9E ein Schüttgutteilabzug erfolgt. Der Chargierwagen wird bei geschlossenem Schüttgut-Absperrorgan 23 von einer Position in die nächste verfahren.
Anders als bei dem Ausführungsbeispiel nach 2, ist ein Chargierturm 28 seitlich der Wanderbettreaktormodule 3 entbehrlich. Vielmehr kann die Befüllung des Chargierwagens 19 über ein gasdichtes Vorratssilo 24 auf dem Dach der Wanderbettreaktoranlage erfolgen. Die Übertrittsöffnungen zwischen diesem Vorratssilo 24 und dem Chargierwagen 19 durch die Decke der Wanderbettreaktoranlage erfolgt mittels gasdicht verschließbarer, insbesondere schleusenartiger Mittel.
Die Merkmale aus den Figuren können so gut wie beliebig im Sinne der Erfindung miteinander kombiniert werden.
Durch die paarweise angeordneten Reihen von Wanderbettreaktormodulen in mehreren Etagen, wird eine höchst kompakte Anlagenform geschaffen, die an gegebene Platzverhältnisse sehr gut anpassbar und thermisch und strömungstechnisch besonders günstig ist. Die gesamte Fluid-Behandlungsfläche kann bei vergleichsweise geringem Anlagengewicht außerordentlich groß sein und ist auch z. B. für Gasreinigungszwecke mit außerordentlich großen stündlichen Gasmengen von z. B. 1 Million Normkubikmeter und mehr geeignet.

Stand der Technik

1': Fluidbehandlungsanlage
2': Rohrkanal
3': Wanderbettreaktormodule
4': Zuströmkanal
5': Abströmkanal
6': Anströmfenster
7': Abströmfenster
8': Anströmboden
9': Schüttgutbett
10': Rohrkanaldecke
11': Chargierkanal
12': Gasverteilraum
13': Schüttgutaustrittsrohre
14': Schüttgutauslassrohre
15': Schüttgutaustragungsvorrichtung
15A': Stauplatte
15B': Austragsfinger
15C': Seitenkanten
16': Schüttgutaustragswagen
18': Fahrwerk
19': Chargierwagen
20': Auslauftrichter
21': untere Mündung
23': Schüttgut-Absperrorgan
37': Gasabströmraum

Erfindung

1: Fluidbehandlungsanlage
2: Rohrkanal
3: Wanderbettreaktormodule
3A: Reihe
3A': Reihe
3A'': Reihe
3B: Reihen
3C: Trennwände
3D: Moduldecke
4: Zuströmkanal
5: Abströmkanal
6: Anströmfenster
7: Abströmfenster
8: Anströmboden
8A: Anströmboden
9: Schüttgutbett
9A–E: Schüttgutbetten
9K: Schüttgutkegel
10: Rohrkanaldecke
11: Chargierkanal
12: Gasverteilraum
13: Abströmkanal
15: Schüttgutaustragungsvorrichtung
16: Schüttgutaustragungswagen
17: Förderband
18: Fahrwerk
19: Chargierwagen
19A: Bunkerbereich
19B: Bunkerbereich
20: Auslasstrichter
20A: Auslassmündungen
20A': Auslassmündungen
20A'': Auslassmündungen
20B: Rohrabschnitte
22: Staubblech
23: Schüttgut-Absperrorgan
23A: Durchlochung
24: Vorratssilo
25: Führungsmittel
26: zweiter Schüttgutlift
27: Förderband
27A: Schüttgut-Sammeltrichter
28: Chargierturm
29: erster Schüttgutlift
30: Sammel- und Abtransporteinrichtung
31: Großsilo
32: Vibrationsrinne Zellenrandschleuse
34A: erstes Tragelement
34B: zweites Tragelement
34C: Durchbrechungen
35: Tragmittel
36: Rollen
37: Gasabströmraumes
38: Schüttgutaustragungswagen
40A, B: Schüttgut-Vorratsbunker
41A, B: Zwischenboden
42A: Mündungsöffnungen
42: Chargierrohre
42A: obere Mündungsöffnungen
45: Schüttgut-Austragsrohr
46: Schüttgut-Austragsorgan
50: Schüttgutdurchleitrohre
50': Schüttgutdurchleitrohre
50'': Schüttgutdurchleitrohre
50A: Erweiterung
50B: Eintrittsöffnung
51A, B: Schüttgutauslassmündungen
100: Fluidbehandlungsanlage
A: Doppelpfeil
A': Doppelpfeil
A'': Doppelpfeil
B: Doppelpfeil
C: Doppelpfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2001/017663 [0002, 0033]
- EP 0257653 B1 [0002]
- EP 257653 B1 [0032, 0032]
- WO 2001/01763 [0033]

Claims

Fluidbehandlungsanlage, bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten, parallel betriebenen Schüttgutbetten (9), bei denen das zu behandelnde Fluid ein Schüttgutbett im Wesentlichen von unten nach oben durchströmt und das Schüttgut das Schüttgutbett im Gegenstrom zum Fluid im Wesentlichen von oben nach unten durchwandert, indem am unteren Ende des Schüttgutbettes Schüttgutteilmengen abgezogen und am oberen Ende des Schüttgutbettes Schüttgutteilmengen dem Schüttgut aufgegeben werden, und bei der die Schüttgutbetten durch einen gemeinsamen horizontalen Chargierkanal (11) miteinander verbunden sind und zumindest ein, mit wahlweise von einem Schüttgut-Absperrorgan (23) verschließbaren Schüttgutauslässen versehener Chargierwagen (19) durch den Chargierkanal zwischen einer Chargierposition (28) und mehreren Schüttgutteilaufgabepositionen überhalb der Schüttgutbetten verfahrbar ist. dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Schüttgutauslässe und des Schüttgut-Absperrorgans (23) des Chargierwagens Schüttgutdurchleitrohre (50) vorgesehen sind, deren Schüttgutauslassmündungen (51) auf Schüttgutkegeln (9K) eines darunter liegenden Schüttgutbettes (9) enden.
Fluidbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutauslassmündungen (51) der Schüttdurchleitrohre (50) unter Veränderung der Höhe des Schüttgutbettes (9) nach oben oder unten verlagerbar sind.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutdurchleitrohre (50) durch ein sie miteinander verbindendes und von ihnen durchbrochenes erstes Tragelement (34A), wie eine Platte, insbesondere im Bereich ihrer Eintrittsöffnungen (50B), verbunden sind.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Tragelement 34A als Sandwichplatte, insbesondere als obere und davon beabstandet untere Platte ausgebildet ist.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttguteintrittsöffnungen (50B) der Schüttgutdurchleitrohre (50) trichterförmige Erweiterungen (50A) aufweisen.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass kurze Rohrabschnitte (20B) mit seitlichem Spiel über die Auslassmündungen (20A) von Auslasstrichtern (20) des Chargierwagens (19) geschoben sind und lose auf einem plattenförmigen Schüttgut-Absperrorgan (23) ruhen, so dass sie dessen Durchlochungen (23A) umgeben.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchlochtes Schüttgut-Absperrorgan (23) von einem mit Rollen (36) versehenen Tragmittel (35) gehalten wird, so dass es zum Öffnen und Verschließen der Schüttgutauslassrohre horizontal verschoben werden kann.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutdurchleitrohre als Teleskopanordnungen, bestehend aus einem oberen und einem unteren Schüttgutdurchleitrohr (50', 50''), ausgestaltet sind.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Schüttgutdurchleitrohre (50'') an mindestens einer Stelle durch ein gemeinsames rasterartiges zweites Tragelement (34B) miteinander verbunden sind.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tragelement (34B) eine zwischen den unteren Schüttgutdurchleitrohren (50'') großflächig durchbrochene Platte ist.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttgutdurchleitrohre (50) Bestandteil des Chargierwagens oder Bestandteil jedes Schüttgutbettes (9) sind.
Fluidbehandlungsanlage, bei der mehrere Schüttgutbetten übereinander angeordnet sind und Chargierrohre (42) zur Beschickung unterer Schüttgutbetten, das oder die darüberliegenden Schüttgutbetten durchziehen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Chargierwagen (19) oberhalb des obersten Schüttgutbettes (9D) vorgesehen ist.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Chargierwagen Schüttgut-Bunkerbereiche (40A, 40B) mit mindestens je einer Auslassmündung (20A') für das oberste Schüttgutbett (9D) und solche mit mindestens einer Auslassmündung (20A'') für das/die untere/n Bett/en (9E) aufweist.
Fluidbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Chargierwagens (19) ein den Schüttgutdurchlass gestattender Zwischenboden (41A) vorgesehen ist, der den Chargierkanal (11) von dem Gasabströmraum (37) des darunterliegenden Schüttgutbettes abtrennt.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (41A) einen von dem Chargierwagen beschickten Zwischenbunker (43A) definiert.
Fluidbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein ein oberes Schüttgutbett (9D) durch ein unteres Schüttgutbett (9E) hindurch entleerendes Schüttgut-Austragsrohr (45) in seinem unteren Endbereich mit einem Schüttgutaustragsorgan versehen ist.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schüttgut-Austragsrohre (45) zu einem Schüttgut-Austragsorgan (46) zusammengeführt sind.
Fluidbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein linien- oder flächenartiges Planierelement (44) in horizontal bewegbarer Weise im Bereich einer Soll-Höhe einer Schüttgutschicht angeordnet ist.
Fluidbehandlungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei parallel zueinander mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten Reihen (3A, 3B) von Wanderbettreaktormodulen (3) besteht.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wanderbettreaktormodul (3) mindestens ein Schüttgutbett (9) umfasst ist.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanderbettreaktormodule (3) durch einen oberhalb der Schüttgutbetten jeder Reihe durchgehend verlaufenen Chargierkanal (11) miteinander verbunden sind.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere solcher Wanderbettreaktormodulreihen (3A, 3B) übereinander angeordnet sind.
Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in die Beabstandungszonen zwischen den parallel nebeneinander angeordneten Reihen von Wanderbettreaktormodulen horizontale Fluidströmungskanäle (4, 5) verlaufen.
Fluidbehandlungsanlage nach Anspruch 22 oder 23, das je Etage von übereinander angeordneten Wanderbettreaktormodulreihen ein Kanal als Fluidzuströmkanal (4) und ein darüberliegender Kanal als Fluidabströmkanal (5) über seitliche, fensterartige Durchbrechungen (6, 7) mit Gasverteil- bzw. Gasabströmräumen (12, 37) der Wanderbettreaktormodule (3) fluidisch, und gegebenenfalls absperrbar, verbunden sind.
Verfahren zum Betreiben einer Fluidbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Schüttgutbetten (9; 9A–E) zur Anpassung an Betriebsbedingungen verändert wird.
Verfahren zum Betreiben einer Fluidbehandlunganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 24, insbesondere nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch die Verwendung mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 1 bis 24.