Aus der GB-A-2 073 041 ist ein Düsenboden eines Reaktorgefaßes bekannt, der als Doppelboden ausgeführt ist, wobei zwischen den beiden Bodenteilen Kanäle für ein Kühlmedium zum Kühlen des Düsenbodens vorgesehen sind. Die Düsen, die den Düsenboden durchsetzen, sollen durch das Kühlmedium nicht gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist der Doppelboden so gestaltet, daß der obere Bodenteil unmittelbar um die Düsen herum keine Kanäle für das Kühlmedium, sondern nach oben offene, bis zum unteren Bodenteil reichende Aussparungen aufweist, wobei die Düsen mit Hilfe des in den Aussparungen befindlichen fluidisierbaren Materials thermisch gegen die Kanäle des Kühlmediums isoliert werden. Die Düsen sind mit dem unteren Mantel verbunden.

Aus der EP-B-0 462 515 ist ein Düsenboden eines Reaktorgefaßes bekannt, der aus einer Schicht Feuerfestmaterial und einer darunter angebrachten und mit dem Feuerfestmaterial verbundenen Metallplatte aufgebaut ist. Die Düsen sind als Metallrohre ausgeführt, die das Feuerfestmaterial durchsetzen und mit der Metallplatte verbunden sind.

Nachteilig bei den bekannten Anordnungen ist, daß eine Düse, beispielsweise im Fall ihres Verstopfens, nicht in einfacher Weise vom Düsenboden getrennt und durch eine neue Düse ersetzt werden kann. Insbesondere sind bei den bekannten Anordnungen die Düsen an schwer zugänglichen Stellen des Düsenbodens befestigt und können nur mit großem Arbeitsaufwand vom Düsenboden getrennt werden. Ebenso können neue Düsen nur mit großem Arbeitsaufwand in den Düsenboden eingesetzt und mit dem Düsenboden verbunden werden.

In der EP-A-0 036 564 ist ein Düsenboden eines Reaktorgefaßes beschrieben, bei dem unterhalb des Düsenbodens ein Raum für ein den Boden von unten umspülendes Kühlmedium vorgesehen ist. Der Düsenboden und der Raum für das Kühlmedium werden von Düsen durchsetzt, die gegen das Kühlmedium jeweils mit einem wärmeisolierten Rohr thermisch isoliert sind. Die Düsen sind von unten an der unteren Begrenzungswand des Raumes für das Kiihlmedium, also nicht am Düsenboden selbst, mittels einer Schraubverbindung befestigt.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Anordnung, daB die Düsen in den Düsenboden von unten eingesetzt und von unten befestigt werden müssen, wobei die Düsen eine große Länge aufweisen müssen, da sie die gesamte Dicke des Düsenbodens, den Raum für das Kühlmedium und die Begrenzungswand dieses Raumes durchsetzen müssen. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn teure Materialien für die Düsen verwendet werden. Weiters können die Düsen bei dieser bekannten Anordnung nur einen kleinen Düsenkopf aufweisen, der gerade so groß sein kann wie die Öffnung im Düsenboden.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, diesen Nachteil der bekannten Anordnungen zu beseitigen und einen Düsenboden eines Reaktorgefaßes zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Düse leicht und mit geringem Arbeitsaufwand entfernt und durch neue Düsen ersetzt werden kann und bei dem hinsichtlich der Gestaltung der Düsen größtmögliche Freiheit gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsen einen sich in die Öffnung erstreckenden Zentrierfortsatz, der gegenüber der Wandung der Öffnung ein geringes seitliches Spiel aufweist, und einen vom Düsenboden nach oben ragenden Düsenkopf aufweisen, der die Öffnungen seitlich überragt und der mit dem Düsenboden mittels eines von oberhalb des Düsenbodens anbringbaren und lösbaren Verbindungsmittels verbunden ist.

Unter geringem seitlichen Spiel wird hierbei ein Spiel von etwa 1 mm verstanden.

Ist ein Austausch der Düse erforderlich, so ist die Verbindungsstelle des Düsenkopfs mit dem Düsenboden leicht von oben zugänglich. Der Düsenkopfist leicht vom Düsenboden trennbar, beispielsweise durch Abschneiden mittels einer Trennscheibe. Hierbei wird der Düsenkopf auch vom Zentrierfortsatz, der sich in die Öffnung erstreckt, getrennt. Der Zentrierfortsatz kann durch die Öffnung nach unten ausgestoßen werden und eine neue Düse in die öfmung eingesetzt werden. Die Düse ist durch den Zentrierfortsatz leicht in korrekter Lage einzusetzen, so daß beim anschließenden Verbindungsvorgang ein sicherer Sitz der Düse gewährleistet ist. Hierdurch ist das Verbinden des Düsenkopfes mit dem Düsenboden in einfacher Weise und sehr schnell durchführbar.

Zweckmäßigerweise ist das Verbindungsmittel eine Schweißnaht, welche vorzugsweise als Kehlnaht ausgebildet ist. Das Befestigen einer neuen Düse erfordert hierbei nur einen einzigen Arbeitsgang, der sehr schnell durchgeführt werden kann. Darüber hinaus verbleiben beim Trennen der Schweißnaht bzw. Abschneiden des Düsenkopfs keine Überreste des Verbindungsmittels, die vor dem Befestigen einer neuen Düse entfemt werden müßten.

Gemäß einer bevorzugten Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen Reaktorgefäßes ist der Düsenboden als Metallboden ausgebildet und sind die Düsenköpfe direkt an den Metallboden angeschweißt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Düsenboden an seiner Oberseite mit Feuerfestmaterial versehen und sind die Öffnungen zumindest im oberen Bereich von im Düsenboden starr angeordneten Metallhülsen begrenzt, an die die Düsenköpfe angeschweißt sind. Die Metallhülsen sind hierbei vorteilhaft in das Feuerfestmaterial, beispielsweise Feuerfestbeton, eingemauert oder eingegossen.

Vorzugsweise ist der Zentrierfortsatz als am Düscnkopf angesetztes Anströmrohr ausgebildet, das gegenüber dem Düsenkopfunter Bildung einer Auflageschulter des Düsenkopfes radial zurückversetzt ist, d. h. einen geringeren AuBendurchmesser aufweist als der Düsenkopf.

Vorteilhaft weist das Anströmrohr eine etwa der Dicke des Düsenbodens entsprechende Länge auf. Hierbei nimmt die Düse in der Öffnung eine besonders stabile Lage ein.

Zweckmäßigerweise ist die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Düsenkopfes und dem Außendurchmesser des Zentrierfortsatzes größer als das maximale Spiel zwischen dem Zentrierfortsatz und der Öffnung im Düsenboden. Beim Anschweißvorgang ist hierbei keine Sorge zu tragen, daß zwischen dem Düsenkopf und der Öffnung ein Spalt auftritt, der verschweißt werden müßte.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Düse mindestens eine seitwärts gerichtete Abströmöffnung auf, wobei die Düse nach oben hin verschlossen ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfühnmgsfbrm weist die Düse mindestens eine schräg nach unten gerichtete Abströmöffnung auf. Düsen mit seitwärts oder nach unten gerichteten Abströmöffnungen sind an sich bekannt.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Düse zum Einleiten eines fluidisierenden Mediums in einen Behandlungsraum eines Reaktorbehälters, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Düsenkopf und einen am Düsenkopf angesetzten Zentrierfortsatz zum Zentrieren der Düse in einer Öffnung in einem Düsenboden des Reaktorbehälters aufweist.

Vorteilhaft ist der Zentrierfortsatz als ein einen Anströmkanal für ein fluidisierendes Medium bildendes Anströmrohr ausgebildet, wobei das Anströmrohr einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der Düsenkopf.

Eine bevorzugte Ausführungsfomm der Düse ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine seitwärts gerichtete Abströmöffnung aufweist. Eine weitere bevorzugte Ausführungsfbrm der Düse ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine schräg nach unten gerichtete Abströmöffnung aufweist.

Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zum Erneuern einer Düse eines Reaktorgefäßes, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Düsenkopf vom Düsenboden und vom Zentrierfortsatz getrennt wird, daß anschließend der Zentrierfortsatz durch die Offnung des Düsenbodens ausgestoßen wird, worauf eine neue Düse in die Öffnung eingesetzt wird und der Düsenkopf mit dem Düsenboden durch eine Schweißnaht verbunden wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an mehreren bevorzugten Ausführungsfomnen näher erläútert, wobei Fig. 1 einen Reaktor in schematischer Teil- Längsschnittdarstellung und die Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 darstellen. Die Fig. 3,4 und 5 veranschaulichen jeweils ein Detail A der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab in jeweils unterschiedlicher Ausführungsfomm. Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung gemäß der Linie VI-VI der Fig. 5.

In einem Reaktorgefäß zum Behandeln eines fluidisierbaren Materials ist im unteren Teil 1 ein Düsenboden 2 eingesetzt, der in den Fig. 1 und 2 lediglich schematisch dargestellt ist. Das Reaktorgefaß weist einen metallischen Außenmantel 3 auf, der innen mit feuerfesten Steinen 4 ausgekleidet ist und ist im Querschnitt etwa kreiszylindrisch gestaltet. Im Boden 5 des Reaktorgefäßes befindet sich eine Einströmöffnung 6 für ein das im Reaktorgefäß zu behandelnde Material fluidisierendes Medium.

Der Düsenboden 2 ist über drei brückenartige Stützmauem 7 am Boden 5 des Reaktorgefaßes abgestützt. Um eine gleichmäßige Gasverteilung zu erzielen, weisen die Stützmauern 7, die ebenfalls von feuerfesten Mauersteinen gebildet sind, gegen den Boden hin bogenförmige Durchgangsöffnungen 8 auf, so daß der Düsenboden 2 über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig mit dem fluidisierenden Medium beaufschlagt wird.

Im Düsenboden 2 selbst sind Öffnungen 9 vorgesehen, in denen Düsen 10 eingesetzt sind, über die das fluidisierende Medium in den oberhalb des Düsenbodens 2 befindlichen Reaktorraum 11 strömt. Der Einfachheit halber sind bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Reaktorgefäß Zu- und Ableitungen für das zu behandelnde fluidisierbare Material sowie auch eine Gasabzugsleitung für das fluidisierende Medium nicht näher dargestellt. Weiters sind die Düsen 10 in den Fig. 1 und 2 nur schematisch angedeutet.

Einige unterschiedliche Ausfiihrungsformen der Düsen 10,10', 10"fiir unterschiedliche Düsenböden 2 sind in den Fig. 3 bis 6 näher veranschaulicht. So zeigt Fig. 3 im linken Teil einen Düsenboden 2, der zumindest an seiner Oberseite aus eine Verschleißschicht 12 bildendem Feuerfestmaterial 13 besteht. Dieses Feuerfestmaterial 13 kann, sofeme die Konstruktion nicht selbsttragend ist, auf einer Metallplatte (Stahlplatte) als Tragschicht, die sich über den gesamten Querschnitt des Reaktorgefaßes erstreckt, aufgemauert sein. Meist ist der Düsenboden 2 jedoch - wie in Fig. 1 veranschaulicht - von einer unteren Tragschicht 14 aus Feuerfestbeton gebildet und darüber ein Sperrblech 15 mit einer darauf aufgebauten Verschleißschicht 12 vorgesehen.

Gemäß der im linken Teil der Fig. 3 dargestellten Variante ist in das Feuerfestmaterial 13 eine Metallhülse 16 eingegossen oder eingemauert, die einen rohrartigen Teil 16'und eine über die Oberseite des Düsenbodens 2 vertikal und radial hinausragende Auskragung 16"aufweist, die die richtige Position der Metallhülse 16 sichert. Die Metallhülse 16 bildet somit gemäß der Darstellung auf der linken Seite der Figur 3 die Öffnung 9, in die die Düse 10 eingesetzt ist.

Sie ist starr im Düsenboden 2 verankert und vorzugsweise aus hitzebeständigem Stahl gefertigt.

Die Düse 10, die vorzugsweise ebenfalls aus hitzebeständigem Stahl gefertigt ist, weist einen Düsenkopf 17 und ein als Zentrierfortsatz ausgebildetes, am Düsenkopf 17 angesetztes Anströmrohr 18 auf. Der Außendurchmesser Dl des Anströmrohres ist geringer bemessen als der Außendurchmesser D2 des Düsenkopfes 17, d. h. das Anströmrohr 18 ist gegenüber dem Düsenkopf 17 unter Ausbildung einer Auflageschulter 19 radial zurückversetzt. Mit der Auflageschulter 19 liegt der Düsenkopf 17 auf der Metallhülse 16 auf, wodurch die Düse 10 beim Einsetzen in die Öffnung 9 axial festgelegt ist.

Das Anströmrohr 18 weist gegenüber der Öffnung 9, d. h. deren Innenwand, ein Spiel 20 auf, so daß die Düse 10 in die Öffnung 9 leicht eingesetzt werden kann. Das Spiel 20 ist derart bemessen, daß einerseits ein leichtes Einsetzen gewährleistet ist, anderseits jedoch kein freier Spalt zwischen der bffnung 9, d. h. der Metallhülse 16, und dem Außenumfang des Düsenkopfes 17 entstehen kann, u. zw. selbst bei maximaler exzentrischer Lage des Anströmrohres 18 in der Öffnung 9.

Der Düsenkopf 17 ist mit der Metallhülse 16 mittels einer als Kehlnaht ausgeführten Schweißnaht 21 verbunden.

Gemäß der im rechten Teil der Fig. 3 dargestsellten Ausführungsform ist der Düsenboden 2 als Metallboden 22 ausgebildet. In diesem Fall kann auf die Metallhülsen 16 verzichtet werden ; die Düse 10 ist direkt in die Öffnung 9 eingesetzt und der Düsenkopf 17 direkt mit dem Metallboden 22 verschweißt. Auch hier ist ein Spiel 20 zwischen der Öffnung 9 und dem Anströmrohr 18 vorgesehen.

Die Vorgangsweise zum Erneuern einer Düse 10 im Düsenboden 2, beispielsweise im Fall des Verstopfens oder Durchbrennens der Düse 10, ist folgende : Zunächst wird die Schweißnaht 21 zwischen dem Düsenkopf 17 und der Metallhülse 16 bzw. dem Metallboden 22 getrennt, beispielsweise mittels einer Trennscheibe. Hierbei wird auch die Verbindung zwischen dem Düsenkopf 17 und dem Anströmrohr 18 getrennt, wobei das Anströmrohr 18 durch die Öffnung 9 nach unten fallt. Gegebenenfalls muß das Anströmrohr 18 durch die Öffnung 9 aus dem Düsenboden 1 ausgestoßen werden, was infolge des Spieles 20 zwischen Innendurchmesser D3 der Metallhülse 16 bzw. der bffnung 9 im Metallboden 22 und dem Außendurchmesser Dl des Anströmrohres 18 leicht bewerkstelligbar ist, auch wenn hier Materialfestsetzungen stattgefunden haben sollten.

Nach Entfernen des abgetrennten Düsenkopfs 17 und des abgetrennten Anströmrohrs 18 wird eine neue Düse 10 in die Offnung 9 eingesetzt. Das Anströmrohr 18 dient hierbei als Zentrierfortsatz und erlaubt ein rasches und sicheres Einsetzen der Düse 10 in der Öffnung 9, wobei die Zentrierung auch während des nachfolgenden Anschweißvorganges erhalten bleibt.

Durch eine genügend große Länge des Anströmrohres 18 im Verhältnis zu seinem Außendurchmesser D t ist eine einwandfreie Lage der Düse 10 beim Anschweißen gesichert.

Der Außendurchmesser D2 des Düsenkopfes 17 und der Außendurchmesser Dl des Anströmrohres 18 sind so gewählt, daß der Durchmesserunterschied D2 - Dt größer ist als das maximal auftretende Spiel 20 zwischen dem Anströmrohr 18 und der Metallhülse 16 bzw. der Öffnung 9 des Metallbodens 22. Dadurch kann die Düse 10 beim Anschweißen nicht so weit seitwärts verrutschen, daß zwischen dem Düsenkopf 17 und der Metallhülse 16 bzw. dem Metallboden 22 ein Spalt gebildet werden kann.

Der neue Düsenkopf 17 wird mittels einer Schweißnaht 21 mit der Metallhülse 16 bzw. mit dem Metallboden 22 verbunden. Die Schweißnaht 21 wird so ausgefílhrt, daß das Anströmrohr 18 nicht an der Metallhülse 16 bzw. an dem Metallboden 22 mitangeschweißt wird. Dies würde das Entfemen der Düse 10 erheblich erschweren.

Der Düsenaustausch gestaltet sich einfach, zumal der Düsenboden 2 von oben her sehr gut zugänglich ist und Manipulationen ausschließlich von oben erforderlich sind. Nur das Entfemen der Zentrierfortsätze 18 geschieht von unten, was aber ohne weiteres durch die Einströmöffnung 6 durchfiihrbar ist.

Der in Figur 3 dargestellte Düsenkopf 17 weist schräg nach unten gerichtete Abströmöffnungen 23 zum Abströmen des fluidisierenden Mediums auf. In den Figuren 4 und 5 sind weitere Düsen 10', 10"gezeigt, wobei gemäß Fig. 4 wiederum eine Metallhülse 16 mit einem angeschweißten Kragen 24 in das Feuerfestmaterial 13 eingemauert ist. An den Kragen 24 ist eine Düse 10', die mit dem Anströmrohr 18 integral ausgebildet ist, angeschweißt.

Gemäß der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Düse 10"ist der Düsenkopf 17 zweiteilig ausgebildet, wobei ein erster Teil 17'mit dem Anströmrohr 18 verbunden ist und ein zweiter Teil 17 ", der das Anströmrohr 18 überdeckt, nur am Metallboden 22 angeschweißt ist und mit diesem etwa horizontal gerichtete Abströmöffnungen 23' bildet.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann der Düsenboden mit einer Innenkühlung versehen sein.

Anstelle der Schweißnaht 21 kann als Verbindungsmittel auch eine Lot- oder Klebestelle vorgesehen sein ; dies hängt von den Reaktor-Betriebsbedingungen ab. Hinsichtlich der Gestaltung der Düsenköpfe 17 hat der Fachmann völlige Freiheit, d. h. er kann den gewünschten Anforderungen voll gerecht werden.