DE3734168C1 - Process and installation for the heat treatment of metallic objects in a fluidised-bed retort - Google Patents

Process and installation for the heat treatment of metallic objects in a fluidised-bed retort

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DE3734168C1
DE3734168C1 DE19873734168 DE3734168A DE3734168C1 DE 3734168 C1 DE3734168 C1 DE 3734168C1 DE 19873734168 DE19873734168 DE 19873734168 DE 3734168 A DE3734168 A DE 3734168A DE 3734168 C1 DE3734168 C1 DE 3734168C1
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Ewald Schwing
Peter Dr Sommer
Horst Uhrner
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SCHWING, EWALD, 4133 NEUKIRCHEN-VLUYN, DE UHRNER,
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    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
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Abstract

The invention relates to a process for the heat treatment of metallic objects in a fluidised-bed retort, in which process the objects are heated in a fluidised bed and, during a treatment interval, are held at an approximately steady temperature in the fluidised-bed retort. In accordance with the temperature measured in the fluidised-bed retorte, the fluidising-gas mass flow rate or a process gas mass flow rate which is less than 75 %, preferably from 5 to 45 %, of the fluidising-gas mass flow rate is set. The invention is characterised in that the fluidised-bed retort is supplied with air and a gaseous fuel, separately and in an approximately stoichiometric ratio, these then being mixed and being combusted to form the fluidising gas, the amount of air and amount of fuel required to achieve the process gas mass flow rate being continuously supplied via one supply line each, at constant mass flow rates, and being intimately mixed above the retorte bottom, and the additional mass flow rates required for setting the fluidising-gas mass flow rate being supplied via supplementary lines which, in accordance with the temperature in the fluidised-bed retort, are shut off or opened. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmbehandlung metallischer Gegenstände in einer Wirbelbettretorte, bei dem die Gegenstände in einem Wirbelbett aus durch ein Wirbelgas fluidisierten, feinkörnigen Wärmeträgern aufgeheizt und während eines Behandlungszeitraumes in der Wirbelbettretorte auf einer annähernd stationären Temperatur gehalten werden, bei dem die Temperatur in der Wirbelbettretorte gemessen sowie mit einer Sollwerttemperatur verglichen wird, wobei bei Erreichen der Sollwerttemperatur der Wirbelgasmengenstrom von dem das Wirbelbett bildenden Fluidisierungsgasmengenstrom auf einen Prozeßgasmengenstrom reduziert wird, der weniger als 75%, vorzugsweise 5 bis 45%, des Fluidisierungsgasmengenstroms ausmacht, und wobei der Fluidisierungsgasmengenstrom wieder eingestellt wird, wenn die Temperatur in der Wirbelbettretorte unter eine untere Grenztemperatur abgefallen ist.The invention relates to a method for heat treatment metallic objects in a fluidized bed retort where the items in a fluidized bed made by a fluidizing gas fluidized, fine-grained heat carriers heated and during a treatment period in the fluidized bed retort are kept at an approximately stationary temperature at where the temperature in the fluidized bed retort is measured and with a setpoint temperature is compared, when reached the setpoint temperature of the fluidizing gas flow from which the Fluidizing gas volume flow forming fluidized bed to a Process gas volume flow is reduced, which is less than 75%, preferably 5 to 45% of the fluidizing gas flow rate makes up, and wherein the fluidizing gas flow rate again is set when the temperature in the fluidized bed place has dropped below a lower limit temperature.

Das aus der DE-PS 33 31 574 bekannte gattungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Wärmebehandlung bei kleiner Wirbelgasmenge und hat sich insofern bewährt. Das bekannte Verfahren beruht da­ rauf, daß die Beheizung des Wirbelbettes und Strömungsge­ schwindigkeit im Wirbelbett unabhängig voneinander einstell­ bar ist. Das bekannte Verfahren läßt sich jedoch nur bei einer indirekten, vorzugsweise elektrischen, Beheizung des Wirbel­ bettofens anwenden. Andererseits ist es bekannt, daß eine di­ rekte Beheizung des Wirbelbettofens durch Feuerung im Wirbel­ bett (US-PS 38 61 862) energetisch günstiger ist. Bei der di­ rekten Beheizung durch Feuerung im Wirbelbett werden der Wir­ belbettretorte Luft und ein gasförmiger Brennstoff in annähernd stöchiometrischem Verhältnis getrennt zugeführt und im Wirbel­ bett unter Bildung des Wirbelgases verbrannt (Heat Treatment of Metals (1976)). Bei einer Reduzierung der Gasmengen- und Luftmengenströme kommt es zu Problemen infolge instabiler Flamme. Der zulässige Regelbereich für den Wirbelgasmengen­ strom ist aufgrund der Kopplung mit dem Verbrennungsvorgang klein.The generic method known from DE-PS 33 31 574 enables heat treatment with a small amount of fluidizing gas and has proven itself in this respect. The known method is based there up that the heating of the fluidized bed and flow ge Set the speed in the fluidized bed independently of one another is cash. However, the known method can only be used for one indirect, preferably electrical, heating of the vortex use the bed stove. On the other hand, it is known that a di right heating of the fluidized bed furnace by firing in the vortex bed (US-PS 38 61 862) is energetically cheaper. In the di direct heating by firing in the fluidized bed becomes the we Belbetortorte air and a gaseous fuel in approximately fed stoichiometric ratio separately and in the vortex bed burned to form the fluidizing gas (heat treatment  of Metals (1976)). With a reduction in the gas volume and Air volume flows cause problems due to unstable Flame. The permissible control range for the eddy gas quantities electricity is due to the coupling with the combustion process small.

Eine direkte Beheizung des Wirbelbettes durch Verbrennung von Luft und Brennstoffen im Wirbelbett ist auch bekannt aus "Fachberichte Hüttenpraxis Metallverarbeitung Vol. 23, Nr. 9, 1985, Seiten 734 bis 742". Dabei handelt es sich um eine Re­ gelung von Gas- bzw. Luftmengen, die technologisch bedingte Schwankungen, z. B. Temperaturschwankungen ausgleichen sollen. Eine solche Regelung läßt nicht zu, daß der Prozeßgasmengen­ strom auf weniger als 75% seines Sollwertes absinkt.Direct heating of the fluidized bed by burning Air and fuel in the fluidized bed is also known from "Technical reports metallurgical practice metal processing Vol. 23, No. 9, 1985, pages 734 to 742 ". This is a Re setting of gas or air quantities that are technologically related Fluctuations, e.g. B. to compensate for temperature fluctuations. Such a regulation does not allow the process gas quantities current drops to less than 75% of its setpoint.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer Direktbeheizung des Wirbelbettofens durch Feuerung im Wirbelbett auszubilden.The object of the invention is the generic method in connection with a direct heating of the fluidized bed furnace by firing in the fluidized bed.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wirbelbettretorte Luft und ein gasförmiger Brennstoff in annähernd stöchiome­ trischem Verhältnis getrennt zugeführt, oberhalb des Retorten­ bodens gemischt und unter Bildung des Wirbelgases verbrannt werden, daß die für den Prozeßgasmengenstrom erforderliche Luftmenge und Brennstoffmenge durch jeweils eine Zufuhrleitung mit konstanten Mengenströmen ständig zugeführt und oberhalb des Retortenbodens innig unter Bildung eines zündfähigen Ge­ misches gemischt werden, und daß die zur Einstellung des Fluidisierungsgasmengenstroms erforderliche Zusatzluftmenge und Zusatzbrennstoffmenge der Wirbelbettretorte durch Zusatz­ leitungen zugeführt werden, die nach Maßgabe der Temperatur in der Wirbelbettretorte durch Betätigung einer Absperrarmatur abgesperrt oder geöffnet werden, wobei die aus den Zufuhr­ leitungen ständig zugeführte Luftmenge und Brennstoffmenge mit Strömungsgeschwindigkeiten in die Wirbelbettretorte ein­ treten, die von den Eintrittsgeschwindigkeiten der entsprechen­ den Zusatzmengenströme um mehr als 50% abweichen.This object is achieved in that the fluidized bed retort Air and a gaseous fuel in almost stoichiome supplied separately, above the retort mixed soil and burned to form the fluidizing gas be that required for the process gas flow rate Air volume and fuel volume through one supply line each constantly fed with constant flow rates and above of the retort bottom intimately to form an ignitable Ge be mixed, and that to adjust the Fluidization gas volume flow required additional air quantity and additional fuel quantity of the fluidized bed retort by addition lines are supplied, depending on the temperature  in the fluidized bed place by actuating a shut-off valve be closed off or opened, taking from the feeder Lines of air and fuel continuously supplied into the fluidized bed retort at flow velocities kick that correspond to the entry speeds of the the additional volume flows deviate by more than 50%.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die für den Prozeß­ mengenstrom erforderliche Luftmenge und Brennstoffmenge einer­ seits und die Zusatzmengenströme zur Einstellung des Fluidi­ sierungsgasmengenstroms andererseits durch getrennte Leitungen in die Wirbelbettretorte eingeführt. Dadurch lassen sich unab­ hängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Wirbelgases in der Wirbelbettretorte am Eintritt in die Wirbelbettretorte sta­ bile Strömungs- und Mischungsverhältnisse einstellen, die eine Verbrennung mit stabiler Flamme gewährleisten. Es hat sich gezeigt, daß stabile Brennungsverhältnisse und eine sichere Zündung bei Zuschalten der Zusatzmengenströme gewährleistet ist, wenn die aus den Zufuhrleitungen ständig zugeführte Luftmenge und Brennstoffmenge mit Strömungsgeschwindigkeiten in die Wirbelbettretorte eintreten, die von der Eintrittsge­ schwindigkeit der entsprechenden Zusatzmengenströme um mehr als 50% abweichen. Das Verfahren wird zweckmäßigerweise mit annähernd stöchiometrischem Luft/Brennstoffverhältnis betrie­ ben. Die Einhaltung stöchiometrischer Verhältnisse läßt sich in besonders einfacher Weise dadurch gewährleisten, daß die Luftmenge und die Zusatzluftmenge aus einer gemeinsamen Ver­ sorgungsluftleitung sowie die Brennstoffmenge und die Zusatz­ brennstoffmenge aus einer gemeinsamen Versorgungsbrennstoff­ leitung entnommen werden, und daß der O2-Gehalt des Wirbel­ gases gemessen wird und nach Maßgabe des O2-Meßwertes das Verhältnis des aus der Versorgungsluftleitung entnommenen Mengenstroms und des aus der Versorgungsbrennstoffleitung ent­ nommenen Mengenstroms geregelt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es, dem Fluidisierungsgasmengenstrom und/oder dem Pro­ zeßgasmengenstrom ein Inertgas beizumischen.In the method according to the invention, the quantity of air and the quantity of fuel required for the process flow are introduced on the one hand and the additional flow rates for setting the fluidization gas flow on the other hand are introduced through separate lines into the fluidized bed locations. As a result, stable flow and mixture ratios can be set at the entrance to the fluidized bed location, regardless of the flow velocity of the fluidizing gas in the fluidized bed retort, which ensure combustion with a stable flame. It has been shown that stable combustion conditions and reliable ignition when the additional flow rates are switched on are ensured if the air volume and fuel volume continuously supplied from the supply lines enter the fluidized bed locations at flow rates that deviate from the entry speed of the corresponding additional flow rates by more than 50% . The process is advantageously operated with an approximately stoichiometric air / fuel ratio. Compliance with stoichiometric conditions can be ensured in a particularly simple manner in that the air quantity and the additional air quantity are taken from a common supply air line and the fuel quantity and the additional fuel quantity are taken from a common supply fuel line, and that the O 2 content of the swirl gas is measured is and in accordance with the O 2 measured value, the ratio of the volume flow withdrawn from the supply air line and the volume flow withdrawn from the supply fuel line is regulated. It is within the scope of the invention to add an inert gas to the fluidizing gas flow and / or the process gas flow.

Gegenstand der Erfindung ist fernerhin eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zum grund­ sätzlichen Aufbau dieser Anlagen gehören Wirbelbettofen, Tem­ peraturmeßeinrichtung und Regeleinrichtung für den Wirbelgas­ mengenstrom, wobei der Wirbelbettofen mit Gehäuse, Wirbel­ bettretorte und Gasverteilerboden ausgebildet ist und in der Wirbelbettretorte ein Wirbelbett aus fluidisierbaren, fein­ körnigen Wärmeträgern angeordnet ist, wobei die Temperatur­ meßeinrichtung die Temperatur des Wirbelbettes erfaßt und der Regeleinrichtung für den Wirbelgasmengenstrom zuführt, wobei die Regeleinrichtung einen Istwert/Sollwert-Vergleicher auf­ weist und den Wirbelgasmengenstrom auf den Prozeßgasmengenstrom einstellt, wenn die Wirbelbettemperatur die Sollwerttemperatur erreicht oder überschreitet, sowie den Fluidisierungsgas­ mengenstrom einstellt, wenn die Temperatur in der Wirbelbett­ retorte unter die untere Grenztemperatur abgefallen ist. The invention further relates to a system for Implementation of the method according to the invention. To the reason Additional construction of these systems include fluidized bed furnace, tem temperature measuring device and control device for the fluidizing gas volume flow, the fluidized bed furnace with housing, vortex bed location and gas distribution floor is formed and in the Fluid bed retort is a fluidized bed made of fluidizable, fine granular heat transfer media is arranged, the temperature measuring device detects the temperature of the fluidized bed and the Control device for the vortex gas flow, where the control device has an actual value / setpoint comparator points and the fluidizing gas flow to the process gas flow sets when the fluidized bed temperature is the setpoint temperature reached or exceeded, as well as the fluidizing gas flow rate sets when the temperature in the fluidized bed retort has dropped below the lower limit temperature.  

Die erfindungsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Gasverteilerboden eine Feuerungseinrichtung angeschlos­ sen ist mit Zufuhrleitungen für Luft und gasförmigem Brennstoff und mit Zusatzleitungen für Zusatzluft und gasförmigem Zusatzbrennstoff, daß die Zufuhrleitungen fest einstellbare Drosselarmaturen aufweisen, die so eingestellt sind, daß die für den Prozeßgasmengenstrom er­ forderliche Luftmenge und Brennstoffmenge durch die Zufuhrleitungen ständig zuführbar ist, daß die Zusatzleitungen mit von einer Regel­ einrichtung ansteuerbaren Absperrarmaturen ausgerüstet sind, wobei die Absperrarmaturen nach Maßgabe der in der Wirbelbettretorte ge­ messenen Temperatur geöffnet oder geschlossen sind und dadurch der Fluidisierungsgasmengenstrom oder der Prozeßgasmengenstrom in der Wirbelbettretorte wechselweise einstellbar ist, und daß oberhalb des Wirbelbettes eine Zündeinrichtung angeordnet ist. Die konstruktive Ausführung des Gasverteilerbodens und der Feuerungseinrichtung ist auf verschiedene Weise möglich. Eine erste Ausführungsform der Er­ findung sieht vor, daß der Gasverteilerboden mit einer an den Fluidisierungsgasmengenstrom angepaßten Anzahl von Zweistoffdüsen ausgerüstet ist, durch welche Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbelbettretorte einführbar und am Düsenaustritt zu einer zünd­ fähigen Gasmischung vereinigt sind, wobei eine an den Prozeßgas­ mengenstrom angepaßte Zahl der Zweistoffdüsen mit den Zufuhrlei­ tungen von Luft und Brennstoff verbunden sind und die übrigen Zweistoffdüsen an die Zusatzleitungen angeschlossen sind. Es versteht sich, daß die Zweistoffdüsen zweckmäßigerweise mit gleichen Quer­ schnitten ausgebildet sind und ihre Zahl so angestimmt ist, daß sich an ihrem Düsenaustritt Strömungsgeschwindigkeiten einstellen, die eine innige Vermischung von Luft und Brennstoff gewährleisten. Eine andere, ebenfalls vorteilhafte konstruktive Ausführung sieht vor, daß der Gasverteilerboden zwei Gasverteilerkammern mit poröser Abdeckung aufweist und daß oberhalb der porösen Abdeckung Düsen für die Zufuhr von Luft oder gasförmigem Brennstoff angeordnet sind, wobei Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbelbettretorte einführbar und oberhalb der porösen Abdeckung zu einem zündfähigen Gemisch ver­ einigbar sind, daß an die erste Gasverteilerkammer eine der beiden Zufuhrleitungen für Luft oder Brennstoff angeschlossen ist sowie die oberhalb der Abdeckung im zugeordneten Bereich angeordneten Düsen mit der zweiten Zufuhrleitung verbunden sind und daß die zweite Gasverteilerkammer sowie die zugeordneten Düsen an die Zusatzlei­ tungen angeschlossen sind. Unabhängig davon, ob der Gasverteiler­ boden mit Zweistoffdüsen oder mit zwei Gasverteilerkammern und po­ röser Abdeckung ausgebildet ist, empfiehlt die Erfindung, daß die Zufuhrleitungen einem zentralen Verteilerbodenabschnitt und die Zu­ satzleitungen einem ringförmigen Bereich des Gasverteilerbodens zuge­ ordnet sind. Insbesondere bei sehr kleinen Prozeßgasmengenströmen, die 1/10 oder weniger des Fluidisierungsgasmengenstromes betragen, ist die zentrale Einleitung wesentlich, denn sie gewährleistet eine weitestgehend gleichmäßige Durchströmung der aus den Wärmeträgern gebildeten Schüttung. Die zentrale Anordnung der ständig mit einer Luft- und Brennstoffmenge beaufschlagten Zufuhrleitungen ist ferner­ hin bedeutungsvoll für die Zündung des aus der Zusatzluft und dem Zusatzbrennstoff gebildeten zündfähigen Gemisches bei Einstellung des Fluidisierungsgasmengenstroms. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, daß die Zufuhrleitungen und Zusatzleitungen für Luft an eine gemeinsame Vorsorgungsluft­ leitung und für Brennstoff an eine gemeinsame Versorgungsbrennstoff­ leitung angeschlossen sind, daß in der Versorgungsluftleitung und/ oder der Versorgungsbrennstoffleitung ein Regelventil zur Einstellung des Brennstoff/Luftverhältnisses angeordnet ist, und daß an die Wirbelbettretorte eine O2-Meß- und Regeleinrichtung angeschlossen ist, welche den O2-Gehalt im Wirbelgas erfaßt und nach einem Ist/Sollwert-Vergleich das Regelventil beträgt. The system according to the invention is characterized in that a firing device is connected to the gas distributor base with supply lines for air and gaseous fuel and with additional lines for additional air and gaseous additional fuel, that the supply lines have adjustable throttle valves, which are set so that the process gas volume flow he required amount of air and amount of fuel through the supply lines can always be supplied that the additional lines are equipped with controllable shut-off valves, the shut-off valves are opened or closed according to the temperature measured in the fluidized bed places ge and thereby the fluidizing gas flow rate or the process gas flow rate in the Fluid bed retort is alternately adjustable, and that an ignition device is arranged above the fluidized bed. The design of the gas distributor base and the combustion device can be done in different ways. A first embodiment of the invention provides that the gas distributor base is equipped with a number of two-substance nozzles adapted to the fluidizing gas volume flow, through which air and fuel can be introduced separately into the fluidized bed locations and combined at the nozzle outlet to form an ignitable gas mixture, one of which is to the process gas flow rate adjusted number of two-substance nozzles with the supply lines of air and fuel are connected and the other two-substance nozzles are connected to the additional lines. It is understood that the two-fluid nozzles are expediently designed with the same cross sections and their number is adjusted so that flow velocities set at their nozzle outlet ensure an intimate mixing of air and fuel. Another, also advantageous constructive design provides that the gas distributor base has two gas distributor chambers with a porous cover and that nozzles for the supply of air or gaseous fuel are arranged above the porous cover, air and fuel being able to be introduced separately into the fluidized bed sites and above the porous ones Cover to an ignitable mixture ver can be agreed that one of the two supply lines for air or fuel is connected to the first gas distribution chamber and the nozzles arranged above the cover in the associated area are connected to the second supply line and that the second gas distribution chamber and the associated nozzles the additional lines are connected. Regardless of whether the gas distributor floor is designed with two-substance nozzles or with two gas distributor chambers and po röser cover, the invention recommends that the supply lines are assigned to a central distributor floor section and the supply lines to an annular region of the gas distributor floor. The central introduction is particularly important in the case of very small process gas flows, which are 1/10 or less of the fluidizing gas flow, because it ensures a largely uniform flow through the bed formed from the heat carriers. The central arrangement of the supply lines, which are constantly supplied with an amount of air and fuel, is also important for the ignition of the ignitable mixture formed from the additional air and the additional fuel when the fluidizing gas volume flow is set. A further advantageous embodiment of the system according to the invention provides that the supply lines and additional lines for air are connected to a common supply air line and for fuel to a common supply fuel line, that in the supply air line and / or the supply fuel line a control valve for setting the fuel / air ratio is arranged, and that an O 2 measuring and control device is connected to the fluidized bed treading point, which detects the O 2 content in the fluidizing gas and, after an actual / target value comparison, is the control valve.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die Wärmebe­ handlung metallischer Gegenstände in der Wirbelbettretorte mit einem sehr kleinen Wirbelgasmengenstrom und gleichzeitig bei energetisch günstiger Beheizung durchgeführt werden kann. Im Ergebnis ergibt sich eine beachtliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Ver­ fahrens.The advantages of the invention are the fact that the heat action of metallic objects in the fluidized bed retort with one very small eddy gas flow and at the same time energetically cheaper heating can be carried out. The result is a considerable improvement in the economy of the Ver driving.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one embodiment Example illustrating the drawing explained in more detail. It show in a schematic representation

Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens, Fig. 1 shows a plant for carrying out the invention Ver driving,

Fig. 2 eine weitere Ausführung der Anlage gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a further embodiment of the system of FIG. 1.

Zum grundsätzlichen Aufbau der in den Figuren dargestellten Anlage gehören ein Wirbelbettofen 1 mit Zufuhreinrichtung für Wirbelgas, Temperaturmeßeinrichtung 2 sowie Regeleinrichtung 3 für den Wirbel­ gasmengenstrom. Der Wirbelbettofen 1 ist mit Gehäuse 4, Wirbelbett­ retorte 5 und Gasverteilerboden 6 ausgebildet. An den Gasverteiler­ boden ist eine Feuerungseinrichtung 7 angeschlossen mit Zufuhrlei­ tungen 8, 9 für Luft und gasförmigem Brennstoff und mit Zusatzlei­ tungen 10, 11 für Zusatzluft und gasförmigem Zusatzbrennstoff. Die Zufuhrleitungen 8, 9 weisen fest einstellbare Drosselarmaturen 12 auf. Fernerhin entnimmt man den Figuren, daß die Zusatzleitungen 10, 11 mit von der Regeleinrichtung 3 ansteuerbaren Absperrarmaturen 13 ausgerüstet sind, wobei die Absperrarmaturen 13 nach Maßgabe einer in der Wirbelbettretorte 5 gemessenen Temperatur geöffnet oder ge­ schlossen sind. Die Wirbelbettretorte 5 enthält ein Wirbelbett 14 aus durch ein Wirbelgas fluidisierten, feinkörnigen Wärmeträgern. Ober­ halb des Wirbelbettes 14 ist eine Zündeinrichtung 15 angeordnet.The basic structure of the system shown in the figures includes a fluidized bed furnace 1 with feed device for fluidizing gas, temperature measuring device 2 and control device 3 for the fluidizing gas flow. The fluidized bed furnace 1 is designed with a housing 4 , a fluidized bed retort 5 and a gas distributor base 6 . At the gas distributor floor, a firing device 7 is connected with supply lines 8 , 9 for air and gaseous fuel and with additional lines 10 , 11 for additional air and gaseous additional fuel. The feed lines 8 , 9 have permanently adjustable throttle valves 12 . Furthermore, it can be seen from the figures that the additional lines 10 , 11 are equipped with shut-off valves 13 which can be controlled by the control device 3 , the shut-off valves 13 being opened or closed in accordance with a temperature measured in the fluidized bed place 5 . The fluidized bed retort 5 contains a fluidized bed 14 made of fine-grained heat carriers fluidized by a fluidizing gas. An ignition device 15 is arranged above half of the fluidized bed 14 .

Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Wärmebehandlung metallischer Gegenstände 16. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Gegenstände 16 in dem fluidisierten Wirbelbett 15 aufge­ heizt und während eines Behandlungszeitraumes in der Wirbelbettre­ torte 5 auf einer annähernd stationären Temperatur gehalten. Die Temperatur in der Wirbelbettretorte 5 wird gemessen und mit einer Sollwerttemperatur verglichen. Bei Erreichen der Sollwerttemperatur wird der Wirbelgasmengenstrom von dem das Wirbelbett bildenden Fluidisierungsgasmengenstrom auf einen Prozeßgasmengenstrom redu­ ziert, der weniger als 75%, vorzugsweise 5 bis 45%, des Fluidi­ sierungsgasmengenstroms ausmacht. Wenn die Temperatur in der Wirbelretorte unter eine untere Grenztemperatur abgefallen ist, wird der Fluidisierungsgasmengenstrom wieder eingestellt. Die Be­ heizung des Wirbelbettes 14 erfolgt durch Gasfeuerung im Wirbelbett 14. Der Wirbelbettretorte 5 wird dazu Luft und ein gasförmiger Brennstoff in annähernd stöchiometrischem Verhältnis getrennt zuge­ führt, oberhalb des Retortenbodens gemischt und unter Bildung des Wirbelgases verbrannt. Die für den Prozeßgasmengenstrom erforder­ liche Luftmenge und Brennstoffmenge werden durch jeweils eine Zu­ fuhrleitung 8, 9 mit konstanten Mengenströmen ständig zugeführt und oberhalb des Retortenbodens unter Bildung eines zündfähigen Gemisches innig gemischt. Die zur Einstellung des Fluidisierungsgas­ mengenstroms erforderliche Zusatzluftmenge und Zusatzbrennstoffmenge wird der Wirbelbettretorte 5 durch die Zusatzleitungen 10, 11 zuge­ führt, die nach Maßgabe der Temperatur in der Wirbelbettretorte 5 abgeschiebert oder geöffnet werden. Die Anlage ist so eingerichtet, daß die aus den Zufuhrleitungen 8, 9 zugeführte Luftmenge und Brennstoffmenge mit Strömungsgeschwindigkeiten in die Wirbelbettre­ torte 5 eintreten, die von den Eintrittsgeschwindigkeiten der ent­ sprechenden Zusatzmengenströme um mehr als 50% abweichen. The system shown in the figures is used for the heat treatment of metallic objects 16 . In the method according to the invention, the objects 16 are heated up in the fluidized fluidized bed 15 and kept for a treatment period in the fluidized bed pie 5 at an approximately stationary temperature. The temperature in the fluidized bed retort 5 is measured and compared with a setpoint temperature. When the setpoint temperature is reached, the fluidizing gas flow is reduced from the fluidizing gas flow forming the fluidized bed to a process gas flow that is less than 75%, preferably 5 to 45%, of the fluidizing gas flow. If the temperature in the vortex retort has dropped below a lower limit temperature, the fluidizing gas volume flow is adjusted again. The fluidized bed 14 is heated by gas firing in the fluidized bed 14 . The fluidized bed retort 5 is air and a gaseous fuel separately in an approximately stoichiometric ratio, mixed above the bottom of the retort and burned to form the fluidizing gas. The amount of air and the amount of fuel required for the process gas flow are continuously fed through a supply line 8 , 9 to constant flow rates and mixed intimately above the bottom of the test tube to form an ignitable mixture. The amount of additional air and the amount of additional fuel required to set the fluidizing gas volume flow is fed to the fluidized bed tread 5 through the additional lines 10 , 11 , which are pushed off or opened according to the temperature in the fluidized bed tread 5 . The system is set up so that the quantity of air and fuel supplied from the supply lines 8 , 9 enter the pie 5 at flow rates into the fluidized bed, which deviate from the entry speeds of the corresponding additional flow rates by more than 50%.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage ist der Gasverteilerboden 6 mit einer an den Fluidisierungs­ gasmengenstrom angepaßten Anzahl von Zweistoffdüsen 17 a, 17 b aus­ gerüstet, durch welche Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbel­ bettretorte 5 einführbar und am Düsenaustritt zu einer zündfähigen Gasmischung vereinigbar sind. Dabei ist eine an den Prozeßgas­ mengenstrom angepaßte Zahl der Zweistoffdüsen 17 a mit den Zufuhr­ leitungen 8, 9 von Luft und Brennstoff verbunden, und die übrigen Zweistoffdüsen 17 b sind an die Zusatzleitungen angeschlossen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung weist der Gasverteilerboden 6 zwei Gasverteilerkammern 18 a, 18 b mit poröser Abdeckung 19 auf. Oberhalb der porösen Abdeckungen 19 erkennt man Düsen 20 a, 20 b für die Zufuhr von Luft oder gasförmigem Brennstoff. Auf diese Weise sind Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbelbettretorte 5 einführ­ bar und oberhalb der porösen Abdeckung 19 zu einem zündfähigen Gemisch vereinigbar. Man erkennt aus Fig. 2, daß an die erste Gas­ verteilerkammer 18 a eine der beiden Zufuhrleitungen 8 für Luft oder Brennstoff angeschlossen ist und die oberhalb der Abdeckung 19 im zugeordneten Bereich angeordneten Düsen 20 a mit der zweiten Zufuhr­ leitung 9 verbunden sind. Entsprechend sind die zweite Gasverteiler­ kammer 18 b sowie die zugeordneten Düsen 20 b an die Zusatzleitungen 10, 11 angeschlossen. Wie in den Fig. 1 und 2 angedeutet, sind die Zufuhrleitungen 8, 9 einem zentralen Verteilerbodenabschnitt A und die Zusatzleitungen einem ringförmigen Bereich B des Gasverteiler­ bodens zugeordnet.In the embodiment of the system according to the invention shown in FIG. 1, the gas distributor base 6 is equipped with a number of two-substance nozzles 17 a , 17 b adapted to the fluidization gas flow, through which air and fuel can be introduced separately into the vortex locations 5 and at the nozzle outlet to one ignitable gas mixture can be combined. Here is a flow rate adapted to the process gas number of two-substance nozzles 17 a with the supply lines 8 , 9 of air and fuel, and the other two-substance nozzles 17 b are connected to the additional lines. In the embodiment shown in FIG. 2, the gas distributor base 6 has two gas distributor chambers 18 a , 18 b with a porous cover 19 . Above the porous covers 19 one can see nozzles 20 a , 20 b for the supply of air or gaseous fuel. In this way, air and fuel are separately insertable into the fluidized bed places 5 and can be combined above the porous cover 19 to form an ignitable mixture. It is seen from Fig. 2 that a one of the two supply lines 8 is connected for air or fuel to the first gas distribution chamber 18 and above the cover 19 is arranged in the region assigned to nozzles 20 a line to the second supply 9 are connected. Accordingly, the second gas distributor chamber 18 b and the associated nozzles 20 b are connected to the additional lines 10 , 11 . As indicated in FIGS. 1 and 2, the supply lines 8 , 9 are assigned to a central distributor base section A and the additional lines to an annular region B of the gas distributor base.

Die Temperaturmeßeinrichtung 2 erfaßt die Temperatur in der Wirbel­ bettretorte 5 und führt den Meßwert der Regeleinrichtung 3 für den Wirbelgasmengenstrom zu. Die Regeleinrichtung 3 weist einen Istwert/ Sollwert-Vergleicher auf und stellt den Wirbelgasmengenstrom auf den Prozeßgasmengenstrom ein, wenn die Wirbelbettemperatur die Sollwert­ temperatur erreicht oder überschreitet. Sobald die Temperatur in der Wirbelbettretorte 5 unter die untere Grenztemperatur abgefallen ist, werden die Absperrarmaturen 13 geöffnet und dadurch der Fluidi­ sierungsgasmengenstrom eingestellt.The temperature measuring device 2 detects the temperature in the eddy bed location 5 and supplies the measured value to the control device 3 for the eddy gas volume flow. The control device 3 has an actual value / setpoint comparator and sets the fluidized gas flow to the process gas flow when the fluidized bed temperature reaches or exceeds the setpoint temperature. As soon as the temperature in the fluidized bed retort 5 has dropped below the lower limit temperature, the shut-off valves 13 are opened and the fluidization gas flow rate is thereby set.

Die Zufuhrleitungen 8 und Zusatzleitungen 10 für Luft sind an eine gemeinsame Versorgungsluftleitung 21 und die Zufuhrleitungen 9 und Zusatzleitungen 11 für Brennstoff an eine gemeinsame Versorgungs­ brennstoffleitung 22 angeschlossen. In der Versorgungsluftleitung 21 und/oder der Versorgungsbrennstoffleitung 22 ist ein Regelventil 23 zur Einstellung des Brennstoff/Luftverhältnisses angeordnet. An die Wirbelbettretorte 5 ist eine O2-Meß- und Regeleinrichtung 24 ange­ schlossen, welche den O2-Gehalt im Wirbelgas erfaßt und nach einem Ist/Sollwertvergleich das Regelventil 23 betätigt.The supply lines 8 and additional lines 10 for air are connected to a common supply air line 21 and the supply lines 9 and additional lines 11 for fuel to a common supply fuel line 22 . A control valve 23 for adjusting the fuel / air ratio is arranged in the supply air line 21 and / or the supply fuel line 22 . At the fluidized bed retort 5 an O 2 measuring and control device 24 is connected, which detects the O 2 content in the fluidizing gas and actuates the control valve 23 after an actual / target value comparison.

Claims (7)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Gegenstände in einer Wirbelbettretorte,
bei dem die Gegenstände in einem Wirbelbett aus durch ein Wirbelgas fluidisierten, feinkörnigen Wärmeträgern aufgeheizt und während eines Behandlungszeitraumes in der Wirbelbettretorte auf einer annähernd stationären Temperatur gehalten werden,
bei dem die Temperatur in der Wirbelbettretorte ge­ messen sowie mit einer Sollwerttemperatur verglichen wird, wobei bei Erreichen der Sollwerttemperatur der Wirbelgasmen­ genstrom von dem das Wirbelbett bildenden Fluidisierungsgas­ mengenstrom auf einen Prozeßgasmengenstrom reduziert wird, der weniger als 75%, vorzugsweise 5 bis 45%, des Fluidi­ sierungsgasmengenstroms ausmacht, und wobei der Fluidisie­ rungsgasmengenstrom wieder eingestellt wird, wenn die Tempe­ ratur in der Wibelbettretorte unter eine untere Grenztempe­ ratur abgefallen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wirbelbettretorte Luft und ein gasförmiger Brennstoff in annähernd stöchiometrischem Verhältnis getrennt zugeführt, oberhalb des Retortenbodens gemischt und unter Bildung des Wirbelgases verbrannt werden, daß die für den Prozeßgasmengenstrom erforderliche Luftmenge und Brennstoff­ menge durch jeweils eine Zufuhrleitung mit konstanten Mengen­ strömen ständig zugeführt und oberhalb des Retortenbodens innig unter Bildung eines zündfähigen Gemisches gemischt werden, und daß die zur Einstellung des Fluidisierungsgas­ mengenstroms erforderliche Zusatzluftmenge und Zusatzbrenn­ stoffmenge der Wirbelbettretorte durch Zusatzleitungen zuge­ führt werden, die nach Maßgabe der Temperatur in der Wirbel­ bettretorte durch Betätigung einer Absperrarmatur abgesperrt oder geöffnet werden, wobei die aus den Zufuhrleitungen ständig zugeführte Luftmenge und Brennstoffmenge mit Strö­ mungsgeschwindigkeiten in die Wirbelbettretorte eintreten, die von den Eintrittsgeschwindigkeiten der entsprechenden Zusatzmengenströme um mehr als 50% abweichen. 1. Process for the heat treatment of metallic objects in a fluid bed place,
in which the objects are heated up in a fluidized bed made of fine-grained heat carriers fluidized by a fluidizing gas and are kept at an approximately stationary temperature in the fluidized bed retort during a treatment period,
in which the temperature in the fluidized bed retort is measured and compared with a setpoint temperature, wherein when the setpoint temperature of the fluidized gas flow is reduced from the fluidizing gas flow stream forming the fluidized bed to a process gas flow rate that is less than 75%, preferably 5 to 45%, of Fluidi sationsgasmenge flow, and the fluidization gas flow rate is set again when the temperature in the Wibelbetretorte has dropped below a lower limit temperature, characterized in that the fluidized bed torte air and a gaseous fuel supplied in an approximately stoichiometric ratio separately, above the retort bottom mixed and burned with formation of the fluidizing gas, that the amount of air and fuel required for the process gas flow rate flow through a supply line with constant amounts and fed continuously above the retort bottom with formation it ignitable mixture are mixed, and that the amount of additional air required for adjusting the fluidizing gas flow rate and additional amount of fuel are fed to the fluidized bed places by additional lines, which are closed or opened according to the temperature in the fluidized area by actuating a shut-off valve, the from the supply lines The continuously supplied air volume and fuel volume enter the fluidized bed entry locations at flow rates that deviate by more than 50% from the entry rates of the corresponding additional flow rates. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmenge und die Zusatzluftmenge aus einer gemeinsamen Versorgungsluftleitung sowie die Brennstoffmenge und die Zu­ satzbrennstoffmenge aus einer gemeinsamen Versorgungsbrenn­ stoffleitung entnommen werden, daß der O2-Gehalt des Wirbel­ gases gemessen wird und nach Maßgabe des O2-Meßwertes das Verhältnis des aus der Versorgungsluftleitung entnommenen Mengenstroms und des aus der Versorgungsbrennstoffleitung entnommenen Mengenstroms geregelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of air and the additional air from a common supply air line and the amount of fuel and the amount of fuel to be removed from a common supply fuel line that the O 2 content of the vortex gas is measured and in accordance with the O 2 measured value, the ratio of the volume flow withdrawn from the supply air line and the volume flow withdrawn from the supply fuel line is regulated. 3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 oder 2, - mit
Wirbelbettofen,
Temperaturmeßeinrichtung,
Regeleinrichtung für den Wirbelgasmengenstrom,
wobei der Wirbelbettofen mit Gehäuse, Wirbelbettretorte und Gasverteilerboden ausgebildet ist und in der Wirbelbettretorte ein Wirbelbett aus fluidisierbaren, feinkörnigen Wärmeträgern angeordnet ist, wobei die Temperaturmeßeinrichtung die Tempe­ ratur des Wirbelbettes erfaßt und der Regeleinrichtung für den Wirbelgasmengenstrom zuführt, wobei die Regeleinrichtung einen Istwert/Sollwert-Vergleicher aufweist und den Wirbelgasmengen­ strom auf den Prozeßmengenstrom einstellt, wenn die Wirbel­ bettemperatur die Sollwerttemperatur erreicht oder über­ schreitet, sowie den Fluidisierungsgasmengenstrom einstellt, wenn die Temperatur in der Wirbelbettretorte unter die untere Grenztemperatur abgefallen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Gasverteilerboden (6) eine Feuerungseinrichtung (7) angeschlossen ist mit Zufuhrleitungen (8, 9) für Luft und gasförmigem Zusatzbrennstoff, daß die Zufuhrleitungen (8, 9) fest einstellbare Drosselarmaturen (12) aufweisen,
die so eingestellt sind, daß die für den Prozeßgasmengen­ strom erforderliche Luftmenge und Brennstoffmenge durch die Zufuhrleitungen (10, 11) ständig zuführbar ist,
daß die Zusatzleitungen (10, 11) mit von der Regeleinrichtung (3) ansteuerbaren Absperrarmatur (13) ausgerüstet sind,
wobei die Absperrarmaturen (13) nach Maßgabe der in der Wirbelbettretorte (5) gemessenen Temperatur geöffnet oder geschlossen sind und dadurch der Fluidisierungsgasmengen­ strom oder der Prozeßgasmengenstrom in der Wirbelbettre­ torte (5) wechselweise einstellbar ist,
und daß oberhalb des Wirbelbettes (14) eine Zündeinrichtung (15) angeordnet ist.3. Plant for performing the method according to one of claims 1 or 2, - with
Fluid bed furnace,
Temperature measuring device,
Control device for the eddy gas volume flow,
wherein the fluidized bed furnace is designed with a housing, fluidized bed tread and gas distributor floor and a fluidized bed made of fluidizable, fine-grained heat carriers is arranged in the fluidized bed tread, the temperature measuring device detecting the temperature of the fluidized bed and feeding the control device for the fluidized gas flow, the control device providing an actual value / setpoint value Comparator and sets the fluidizing gas flow to the process flow when the fluidized bed temperature reaches or exceeds the setpoint temperature, and sets the fluidizing gas flow when the temperature in the fluidized bed tread has dropped below the lower limit temperature, characterized in that at the gas distributor bottom ( 6 ) a firing device ( 7 ) is connected with supply lines ( 8 , 9 ) for air and gaseous additional fuel that the supply lines ( 8 , 9 ) have fixedly adjustable throttle valves ( 12 ),
which are set such that the quantity of air and fuel required for the flow of process gas can be supplied continuously through the supply lines ( 10 , 11 ),
that the additional lines ( 10 , 11 ) are equipped with a shut-off valve ( 13 ) which can be controlled by the control device ( 3 ),
wherein the shut-off valves (13) according to the measured in the fluidized bed retort (5) temperature are open or closed, and thereby the current Fluidisierungsgasmengen or the process gas stream in the Wirbelbettre cake (5) is alternately adjustable,
and that an ignition device ( 15 ) is arranged above the fluidized bed ( 14 ). 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteilerboden (6) mit einer an den Fluidisierungsgasmengen­ strom angepaßten Anzahl von Zweistoffdüsen (17 a, 17 b) ausge­ rüstet ist, durch welche Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbelbettretorte (5) einführbar und am Düsenaustritt zu einer zündfähigen Gasmischung vereinigbar sind, wobei eine an den Prozeßgasmengenstrom angepaßte Zahl der Zweistoffdüsen (17 a) mit den Zufuhrleitungen (8, 9) von Luft und Brennstoff ver­ bunden sind und die übrigen Zweistoffdüsen (17 b) an die Zu­ satzleitungen (10, 11) geschlossen sind.4. Plant according to claim 3, characterized in that the gas distributor plate ( 6 ) with a flow to the fluidizing gas quantities adapted number of two-substance nozzles ( 17 a , 17 b ) is equipped, through which air and fuel separately in the fluidized bed teat ( 5 ) insertable and can be combined at the nozzle outlet to form an ignitable gas mixture, a number of the two-substance nozzles ( 17 a ) adapted to the process gas volume flow being connected to the supply lines ( 8 , 9 ) of air and fuel and the remaining two-substance nozzles ( 17 b ) to the additional lines ( 10 , 11 ) are closed. 5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasverteilerboden (6) zwei Gasverteilerkammern (18 a, 18 b) mit poröser Abdeckung (19) aufweist und daß oberhalb der porösen Abdeckung (19) Düsen (20 a, 20 b) für die Zufuhr von Luft oder gasförmigem Brennstoff angeordnet sind, wobei Luft und Brennstoff getrennt in die Wirbelbettre­ torte (5) einführbar und oberhalb der porösen Abdeckung zu einem zündfähigen Gemisch vereinigbar sind, daß an die erste Gasverteilerkammer (18 a) eine der beiden Zu­ fuhrleitungen (8) für Luft oder Brennstoff angeschlossen ist sowie die oberhalb der Abdeckung (19) im zugeordneten Bereich angeordneten Düsen (20 a) mit der zweiten Zufuhrleitung (9) verbunden sind und daß die zweite Gasverteilerkammer (18 b) sowie die zugeordneten Düsen (20 b) an die Zusatzleitungen (10, 11) angeschlossen sind.5. Plant according to claim 3, characterized in that the gas distributor base ( 6 ) has two gas distributor chambers ( 18 a , 18 b ) with porous cover ( 19 ) and that above the porous cover ( 19 ) nozzles ( 20 a , 20 b ) for the supply of air or gaseous fuel are arranged, air and fuel separately in the fluidized bed pie ( 5 ) and above the porous cover can be combined into an ignitable mixture that one of the two supply lines to the first gas distribution chamber ( 18 a ) ( 8 ) is connected for air or fuel and the nozzles ( 20 a ) arranged above the cover ( 19 ) in the assigned area are connected to the second feed line ( 9 ) and that the second gas distribution chamber ( 18 b ) and the associated nozzles ( 20 b ) are connected to the additional lines ( 10 , 11 ). 6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitungen (8, 9) einem zentralen Verteilerbodenab­ schnitt (A) und die Zusatzleitungen (10, 11) einem ringförmigen Bereich (B) des Gasverteilerbodens (6) zugeordnet sind. 6. Plant according to claim 4 or 5, characterized in that the supply lines ( 8 , 9 ) section of a central distributor plate ( A ) and the additional lines ( 10 , 11 ) are assigned to an annular region ( B ) of the gas distributor plate ( 6 ). 7. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zufuhrleitungen (8, 9) und Zusatzleitungen (10, 11) für Luft an eine gemeinsame Versorgungsluftleitung (21) und für Brennstoff an eine gemeinsame Versorgungsbrenn­ stoffleitung (22) angeschlossen sind, daß in der Versorgungs­ luftleitung (21) und/oder der Versorgungsbrennstoffleitung (22) ein Regelventil (23) zur Einstellung des Brennstoff/Luftver­ hältnisses angeordnet ist, und daß an die Wirbelbettretorte (5) eine O2-Meß- und Regeleinrichtung (24) angeschlossen ist, welche den O2-Gehalt im Wirbelgas erfaßt und nach einem Ist/ Sollwert-Vergleich das Regelventil (23) betätigt.7. Installation according to one of claims 3 to 6, characterized in that the supply lines ( 8 , 9 ) and additional lines ( 10 , 11 ) for air to a common supply air line ( 21 ) and for fuel to a common supply fuel line ( 22 ) are connected that in the supply air line ( 21 ) and / or the supply fuel line ( 22 ) a control valve ( 23 ) for adjusting the fuel / air ratio is arranged, and that at the fluidized bed places ( 5 ) an O 2 measuring and control device ( 24 ) is connected, which detects the O 2 content in the fluidizing gas and, after an actual / setpoint comparison, actuates the control valve ( 23 ).
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