Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Versorgung mehrerer Brenner mit feinkörnigem Brennstoff der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Bei der thermischen Umwandlung fester Brennstoffe, wie beispielsweise unterschiedlichster Kohlen, Torf, Hydrierrückstände, Reststoffe, Abfällen, Biomassen und Flugstaub oder einer Mischung aus den genannten Stoffen, unter erhöhtem Druck, besteht die Notwendigkeit, die unter Normaldruck und Umgebungsbedingungen gelagerten Einsatzstoffe auf das Druckniveau der thermischen Umwandlung zu bringen, um eine Förderung in den Druckreaktor zu ermöglichen. Mögliche thermische Verfahren können beispielsweise die Druckverbrennung oder Druckvergasung nach dem Wirbelschicht- oder Flugstrom verfahren sein.

Die Dosierung von feinkörnigem Brennstoff aus einem Vorratsbehälter zum Transport zu den Brennern ist Voraussetzung für einen optimalen Vergaserbetrieb.

Eine Möglichkeit der Dosierung besteht darin, dass der Vorratsbehälter ähnlich einer Wirbelschicht fluidisiert wird (EP 0 626 196 Al/DE 41 08 048 AI). Diese Variante hat den Nachteil, dass zum einen größere Mengen Gas zur Fluidisierung benötigt werden und zum anderen der Druck am Austritt in das Förderrohr empfindlich durch die Eigenschaften der Wirbelschicht bestimmt werden. Der Fluidisierungszustand und die Wirbelschichthöhe wirken sich unmittelbar auf den Austrittsdruck aus. Handelt es sich um eine inhomogene, also z.B. blasenbildende Fluidisierung, treten zusätzlich Druck-/ Dichtefluktuationen auf, die den Austrittsdruck und damit den Austrittsmassenstrom beeinflussen. Eine weitere Möglichkeit, den Feststoffaustrag aus einem Behälter zu ermöglichen, besteht darin, unter Berücksichtigung der Schüttguteigenschaften konische Auslaufgeometrien vorzusehen. Der Feststoffauslauf aus einem Konus heraus kann durch Zugabe von Gas über oder an die Konuswände unterstützt werden (US 2006/0013660, US 4 941 779), wobei über poröse Elemente dem Austragskonus Gas zugeführt wird. Die Gasmenge ist in der Regel kleiner als die Menge, die zu einer Fluidisierung benötigt würde, aber ausreichend, um die Wandreibung des Schüttgutes aufzuheben und/oder um lokale Ansätze zur Brückenbildung zu verhindern. Hierbei wird, wie beschrieben, der Feststoff aus einer Schüttschicht abgezogen (DE

10 2008 012 731 AI, DE 10 2008 014 475 AI).

Durch Zugabe von Gas in die Förderleitung oder den Behälterkonusauslauf unmittelbar am Anfang der Förderleitung wird versucht, eine möglichst konstante Feststoffstromdichte einzustellen.

Die letztere Methode ist die bevorzugte Variante in den beschriebenen Vergasungsanlagen, in denen feinkörniger Brennstoff sowohl unter atmosphärischen als auch unter hohen Drücken gehandhabt werden muss. Hierbei wird die benötigte Gasmenge im Gegensatz zur vollen Fluidisierung begrenzt und gleichzeitig auf mechanische Einbauten verzichtet.

Bei großen Anlagenleistungen wird meist für jede Brennerleitung ein eigener Austragskonus vorgesehen. Bei großen Feststoffentnahmeströmen ist die zuzuführende Gasmenge zur Sicherstellung des Austrags über den Konus deutlich geringer, als die zur Einstellung der Förderdichte im Dichtstrom erforderliche Gaszugabe, d.h., dem Feststoff muss z.B. unterhalb des Konus Gas zur weiteren Dichtstromförderung zugegeben werden. Des Weiteren wird in der Regel zusätzliches Gas im Behälter zur Druckhaltung benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die notwendigen Überschussgasmengen zu reduzieren und auf separate Austragskonen je Brennerleitung verzichten zu können, ohne die Entkopplung der Brennerleitungen aufzugeben.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Erkennbar wird durch die gasdurchlässigen Wandbereiche des Austrags- konus eine Auflockerung des zu fördernden feinkörnigen Brennstoffes positiv beeinflusst, wobei gleichzeitig mehrere zu den jeweiligen Brennern führende Feststoffleitungen mit Brennstoff beschickt werden können.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ünteransprüchen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Feststoffaustragsleitungen im Konus in Schwerkraftrichtung unterhalb der gasdurchlässigen Wandflächen vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass jede der Brennerleitungen mit entsprechend aufgelockertem Brennstoff beschickt werden kann.

Die Gestaltung der Konuswand kann sehr unterschiedlich durchgeführt werden. Eine der erfindungsgemäßen Vorrichtungen besteht darin, dass die gasdurchlässigen Wandflächen insgesamt die Wandfläche eines kegel- stumpfförmigen Elementes des Austragskonus bilden.

Um eine bessere Montage und eine ggf. bessere Auswechselbarkeit bei auftretenden Schäden zu gewährleisten, sieht die Erfindung auch vor, dass der Austragskonus aus mehreren, miteinander verbundenen Elementen, insbesondere kegelstumpfförmigen Elementen, gebildet ist.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, der Konus mit einem wenigstens bereichsweise gasdurchlässigen Abschlussboden versehen ist. In weiterer Ausgestaltung kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass dem Vorratsbehälter für den feinkörnigen Brennstoff ein kegelstumpfförmi- ges, doppelwandiges Element unmittelbar zugeordnet ist mit einer gasdurchlässigen inneren Wand aus einem Sintermetall, einem Lochblech od. dgl., wobei für sich gesehen eine derartige Konstruktion für einen Gesamtkonus aus der oben schon erwähnten US 2006/0013660 bekannt ist.

Um den Feststoffaustrag ebenfalls zu erleichtern und zu optimieren, kann nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Feststoff austragslei- tungen einen in Schwerkraftrichtung abwärts gerichteten Winkel kleiner 90° zur Vertikalachse des Konus aufweisen, wobei eine Möglichkeit einer derartigen Ausgestaltung darin bestehen kann, dass die Feststoffaustragsleitun- gen im rechten Winkel zur zugeordneten Konuswand positioniert sind.

Je nach Brennstoff kann es zweckmäßig sein, wenn dem Abschlussboden eine innenliegende Rühreinrichtung zugeordnet ist. Eine derartige innenliegende Rühreinrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Sie kann zur Unterstützung der Fluidisierung durch mechanische Auflockerung dienen, eine Vergleichmäßigung der fluidisierten oder aufgelockerten Feststoffdichte ermöglichen und zu einer Reduzierung der Blasen, die bei Fluidgaszufuhr entstehen können, bewirken.

In weiterer Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, dass der Abschlussboden und/oder der in Schwerkraftrichtung untere Bereich des Aus- tragskonus mit Medienzuführleitungen, insbesondere zur Auflockerung des Feststoffes im Konusinneren, versehen ist. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, dem eigentlichen Brennstoff auch Zuschlagstoffe zuzudosieren, etwa solche Stoffe, die das Ascheschmelzverhalten beeinflussen, z.B. mineralische, organische Stoffe, aber auch Aschen, Schlacke od. dgl., wobei die Schlacke rückgeführt werden kann. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 eine prinzipielle Schnittdarstellung durch einen Austragskonus nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Aufsichten gemäß Pfeil II/III in Fig. 1 auf zwei Gestaltungsvarianten des Austragskonus sowie in den

Fig. 4 und 5 in der Darstellung der Fig. 1 zwei Varianten der Austragskonus- Gestaltung.

Der in Fig. 1 dargestellte Austragskonus 1 ist aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaft in Segmente unterteilt und besteht aus einem den Fluidisierbereich bildenden Innenkonus 2, dem Feststoffaustragsbereich 3 und dem Konusboden 4. Der Austragskonus kann erfindungsgemäß auch als ein Bauteil (hier nicht dargestellt) ausgeführt werden, das die erfindungsgemäßen Eigenschaften aufweist.

Der Fluidisierbereich bildet sich aus einem druckfesten Außenmantel 5, dem darin liegenden Innenkonus 2, der Fluidisiermittelzufuhr 7 und den beiden Anschlussflanschen 8a und 8b.

Über den Anschlussflansch 8a wird der Austragskonus 1 mit einem in den Figuren nicht dargestellten Feststoffbehälter verbunden. Die Wandung des Innenkonus 2 ist als permeabler Wandbereich 6 für das Fluidisiermittel ausgeführt und der Öffnungswinkel zur Vertikalen bzw. zur Schwerkraftrichtung (Pfeil "g") wird durch den Winkel α _χ beschrieben. Das durch die Fluidisiermittelzufuhr 7 strömende Fluidisiermittel (Pfeil 9) verteilt sich im zwischen Außenmantel 5 und Innenkonus 2 gebildeten Fluidisiermittelverteilraum 10. Von dort strömt es durch entsprechend gasdurchlässige Bereiche des Innenkonus 2. Der mit der Schwerkraft von oben in den Austragskonus 1 eintretende Feststoff (Pfeil 11) wird durch das zugeführte Fluidisiermittel am Innenkonus 6 aufgelockert und fließt in den sich unterhalb des Fluidisiermittelbereiches 2 anschließenden Feststoffaustrags- bereich 3.

Der Feststoffaustragsbereich 3 besteht aus den beiden Anschlussflanschen 12 und 13, der Konuswand 14 mit dem Öffnungswinkel a ₂ zur Vertikalen und den Feststoffaustragsleitungen 15. Über den Anschlussflansch 12 ist der Feststoffaustragsbereich 3 mit dem Anschlussflansch 8b des Fluidisierberei- ches des Austragskonus 1 verbunden. Der aufgelockerte Feststoff tritt in den Feststoffaustragsbereich 3 ein und wird über die in diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigten zwei Feststoffaustragsleitungen 15 abgezogen.

Die Öffnungswinkel c und a ₂ der jeweiligen Konuswände können unterschiedlich groß sein, um z.B. die Bauhöhe des Austragskonus 1 zu variieren.

Über den Anschlussflansch 13 ist der Feststoffaustragsbereich 3 mit dem Anschlussflansch 16 des Konusbodens 4 verbunden. Der Konusboden 4 besitzt eine zusätzliche Fluidisiermittelzufuhr 17. Das Fluidisiermittel (Pfeil 9a) kann durch eine Gasverteilvorrichtung 18 des Konusbodens 4 in den Feststoffaustragsbereich 3 eingebracht werden. Die Gasverteilvorrichtung 18 ist in Fig. 1 vorteilhaft als eine zentral angeordnete Düse dargestellt, wodurch Brücken oder Blockaden aufgelockert und die Dichte des zu fördernden Gas/ Feststoffgemisches in den gewünschten Bereich eingestellt werden kann.

Die Gasverteilvorrichtung 18 kann auch z.B. als ein oder mehrere poröse Elemente im Boden, als Lochverteiler oder Mehrfachdüsenanordnung gestal- tet sein. Welche der Varianten einzusetzen ist, wird im Einzelfall maßgeblich durch die Schüttguteigenschaften des zu fördernden Feststoffes bestimmt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Aufsicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung mit drei Ausgängen für die Feststoffaustragsleitungen 15, der zentral im Boden angeordneten Gasverteilvorrichtung 18 und dem Innenkonus 6, welcher in diesem Beispiel vollständig aus einem für das Fluidisiermittel durchlässigen Material gestaltet ist. Über den Anschlussflansch 8a wird der Austragskonus 1 am Behälterauslauf über Verschraubung fixiert.

Fig. 3 zeigt ebenso wie Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Unterschied, dass der Innenkonus 6' nur segmentweise mit für das Fluidisiermittel permeablem Material ausgestattet ist. Sofern die Schüttguteigenschaften des zu fördernden Materials dies zulassen, kann durch die reduzierte permeable Fläche die zuzuführende Gasmenge weiter reduziert werden.

In einer vorteilhaften Ausführung werden die nicht durchlässigen Bereiche des Innenkonus 6 aus Stahl oder Edelstahl gefertigt und mit den permeablen Flächen, bestehend aus Sintermetall, z.B. über Schweißungen verbunden. Dabei sind die segmentweise angeordneten Fluidisierbereiche vorzugsweise direkt oberhalb der Abgänge der Feststoffaustragsleitungen 15 angeordnet, um eine stabile Feststoffzufuhr zu gewährleisten.

Des Weiteren liegt in dieser vorteilhaften Anordnung einem nicht fluidisier- ten Bereich jeweils ein fluidisierter Bereich gegenüber, so dass die Gefahr einer Blockierung durch Brückenbildung minimiert werden kann. So kann durch die Ausführung von Segmenten des Innenkonus 6 aus nicht fluidisier- mitteldurchlässigem Material der Gasverbrauch weiter reduziert werden, ohne dass der Austrag gefährdet ist.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei die funktionell gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen tragen.

In Abwandlung zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 zeigt Fig. 4 zusätzlich einen Rührer 19 im Feststoffaustragsbereich 3', dessen Antriebswelle 20 über eine Wellendichtung 21 durch einen Flanschboden 22, der am Flansch 13 fixiert ist, geführt ist. Zusätzlich sind Gaszuführungen 23 vorgesehen, die z.B. mit einer Düse 24 ausgerüstet sein können, um eine optimale Gasverteilung zu gewährleisten. Diese kann aber auch über ein offenes Rohr als typische Wirbelschicht-Glockendüse oder als poröser Werkstoff ausgeführt sein.

In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, bei der beispielsweise ein Zuschlagstoff zudosiert werden kann, wozu der Feststoffaustragsbereich 3 mit einem Feststoffzufuhrstutzen 25 versehen ist. Die Feststoffzufuhr ist durch einen Pfeil 26 angedeutet. Die Zufuhr des Feststoffes kann begünstigt werden, wenn man die Zufuhr, wie in Fig. 5 dargestellt ist, im Bereich des Rührers 19 anordnet.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können sowohl die Feststoffaustragsleitung 15 als auch die Feststoffeintragsleitung 25 an unterschiedlichen Stellen positioniert sein und in unterschiedlicher Anzahl, je nach Bauart können auch die Gaszufuhrstutzen dop- pelwandig ausgebildet sein, um zentrisch Feststoffe und außenwandseitig Gase zuzuführen u. dgl. mehr. Bezuqszeichenliste:

1 Austragskonus

2 Fluidisierbereich

3 Feststoffaustragsbereich

4 Konusboden

5 Außenmantel

6,6' gasdurchlässiger Wandbereich (Innenkonus)

7 Fluidisiermittelzufuhr

8a, 8b Anschlussflansch

9,9a Pfeil

10 Fluidisiermittelverteilraum

11 Pfeil

12 Anschlussflansch

13 Anschlussflansch

14 Konuswand

15 Feststoffaustragsleitung

16 Anschlussflansch

17 Fluidisiermittelzufuhr

18 Gasverteilvorrichtung

19 Rührer

20 Antriebswelle

21 Wellendichtung

22 Abschlussboden

23 Gaszuführung

24 Düse

25 Feststoffzuführleitung

26 Pfeil

"g" Schwerkraftrichtung