AT205008B - Verfahren zum Wärmeaustausch - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Wärmeaustausch 
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 sehr förderlich ist. Mit andern Worten : von der Gesamtwärmeaustauscharbeit der Vorrichtung entfällt ein verhältnismässig grosser Teil auf den Wärmeaustausch beim Einsprühen. Um diesen Anteil an der Gesamtwärmeaustauscharbeit weiter zu erhöhen, schlägt die Erfindung vor, dieses Einsprühen mehrmals zu wiederholen. 



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird in einem senkrecht oder geneigt stehenden, beispielsweise zylindrischen Hohlraum, der zweckmässigerweise abgestufte Durchmesser besitzt, das gasförmige Medium sehr langsam von unten nach oben geführt, während man von der entgegengesetzten Seite-also von oben ausdas staubförmige Medium einführt. Jede Stufe besitzt eine Einsprühvorrichtung sowie Vorrichtungen zur Erzielung einer   schraubenförmigen   Bewegung der beiden Medien. Auf diese Weise ist ein sehr wirksamer Wärmeaustauscher geschaffen, der ausser dem hohen Wirkungsgrad des Gegenstromes noch andere bedeutende Vorteile. aufweist, wie z. B. einfache und billige Bauweise sowie geringen Platzbedarf und niedrigen Energieaufwand. 



   Versuche haben gezeigt, dass bei staubförmigen Medien unter einer bestimmten Korngrösse, d. h. mit solcher Feinheit wie es z. B. zur Erzeugung von Portland-Zement nötig ist, eine Gegenstrombewegung Gas-Staub nur verwirklicht werden kann, wenn man den Staub in der an der Wand sich bildenden Grenzschicht den Gasen entgegenführt. 



   Um nun zur Wärmeübertragung auch die hohe Wirksamkeit der Durchwirbelung von Gas und Staubgut auszunutzen, werden bei dem hier behandelten neuen Verfahren in ein-und demselben Hohlkörper beide Bewegungen durchgeführt. Es folgen einander die Bewegung des Staubgutes in der Grenzschicht entgegen der Gasströmung sowie die Durchwirbelung von Gas und Staubgut so oft, wie der Prozess es erfordert. Es ergibt sich auf solche Weise eine Art Pilgerschrittverfahren. Das Staubgut schreitet in der Grenzschicht dem Gas entgegen, löst sich wieder von der Wand ab, um sich mit dem Gas zu vermischen, wobei das Staubgut sozusagen   einen "halben Schritt" zurückbleibt,   um darauf 

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 wieder sich in der Grenzschicht einen "ganzen Schritt" dem Gas entgegen zu bewegen. 



   Versuche haben gezeigt, dass bei einem solchen Verfahren der Gegenstrom-Wärmeaustausch zur vollen Wirkung kommt. Demgegenüber haben die bekannten Verfahren, den Wärmeaustausch stufenweise in hintereinander geschalteten oder ineinander geschachtelten Zyklonen vorzunehmen, den Nachteil, dass der Austausch in der jeweiligen Stufe im Gleichstrom sich vollzieht und demnach der Wirkungsgrad schlecht ist. Darüber hinaus sind die bekannten Verfahren kompliziert, erfordern hohe Aufwendungen für Bauhöhe, Rohrleitungen, Staubschleusen, Unterstützungsgerüste usw. Der Aufwand an Energie ist mindestens doppelt so hoch als beim hier beschriebenen neuen Verfahren. Das neue Verfahren ergibt darüber hinaus eine erhebliche Einsparung an Wärmeaufwand. 



   Wirkungsweise und Aufbau der Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ergeben sich aus der Zeichnung. 



   Das staubförmige Gut wird bei 1 aufgegeben und vom rotierenden Schleuderteller 2 schleierartig in den Gasstrom eingestreut. Das Gut rieselt teils im Schacht, der im unteren Bereich oder zur Gänze ausgemauert oder auch je nach der Temperaturhöhe des Wärmeaustauschprozesses mit einer inneren oder äusseren Isolierung versehen wird, nieder. Teils oder zur Gänze wird das Gut vom Gasstrom fortgetragen und in den kranzförmig angeordneten Zyklonen 3 niedergeschlagen und über die Schurren 4 wieder in den Gasstrom eingetragen. Die Staubschurren 4 der Zyklone 3 münden beispielsweise hier auf einen zweiten Schleuderteller   5,   mit welchem das Staubgut schleierförmig aufgelöst erneut in den Gasstrom eingetragen wird. Es 
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 oberen zylindrischen Wärmeaustauscherteil 6. 



  Unterhalb des Gutschleiers wird über die Rohrleitung 7 mit sehr hoher Geschwindigkeit ein kleiner Gasanteil tangential eingeblasen, wodurch die nach oben aufsteigende Gassäule in Rotation versetzt wird. Dadurch löst sich der Staub wieder aus der Durchwirbelung und legt sich an die Wand an, um an dieser in Schraubenbewegung abwärts in den zweiten Wärmeaustauschzylinder 8 einzufliessen. 



   An der Übergangsstelle in den zweiten Zylinderteil 8 entsteht naturgemäss eine erneute Durchwirbelung von Gas und Gut, indem die 
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 sehr wirksamer Wärmeaustausch-Effekt. Die tangential angeschlossene Leitung 9 bringt einen kleinen Teil Gasmenge mit hoher Geschwindigkeit in den Raum 8 ein, wodurch ein erneuter Rotationseffekt den Übergang des staubförmigen Gutes in den Raumteil 10 bewirkt, in welchem das Spiel sich wiederholt. Man könnte, falls erforderlich, den zylindrischen Hohlkörper durch weitere Stufen ergänzen. Aus dem unteren   Raumteil 10   wird das vorgewärmte oder gekühlte Gut ausgetragen oder, wie in der Zeichnung dargestellt, einem Drehofen 12 zugeführt, dessen Abgase der Wärmebehandlung des staubförmigen Ofengutes dienen.

   Diejenige Gasmenge, die über die Leitungen 7, 9 und 11 der Erzeugung des Dralls dient, kann mit Hilfe eines Gebläses 13 erzeugt werden. Dieses Gebläse kann diese Gase dem Abgasgebläse 14 über die Rohrleitung 15 entnehmen. 



   Es sind noch andere Kombinationen denkbar. 



  Beispielsweise können die Rohrleitungen, die den Drall erzeugen, jede für sich an ein eigenes Gebläse angeschlossen werden, das jeweils den Gas-Teilstrom aus dem Hauptgasstrom an einer beliebigen Stelle entnimmt. So kann z. B. der Teilstrom in der Nähe der Wiedereinführungsstelle entnommen werden, wenn man Wert darauf legt, dass Haupt- und Teilstromgas gleiche Temperaturen haben. Für die Wärmewirtschaft hat die Temperatur des Teilstromgases keine besondere Bedeutung, da der Teilstrom nur einen geringen Prozentsatz des Hauptstromes zu betragen braucht. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Wärmeaustausch zwischen stabförmigem oder körnigem   Zementrohgut   oder ähnlichen Stoffen und gasförmigen Medien in einem im wesentlichen zylindrischen, senkrecht stehenden Schacht, dem das Gut oben aufgegeben und nach der Wärmebehandlung unten abgezogen wird, während das Gas unten eintritt und oben abzieht, wobei Gut und Gas eine kreisende Bewegung ausführen, vorzugsweise zur Vorbehandlung von Zementrohgut, das in einem dahintergeschalteten Ofen fertig gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung des Gutes durch das Gas stufenweise erfolgt, derart, dass das Gut in jeder einzelnen Stufe von neuem in den Gasstrom hineinversprüht, anschliessend infolge Zentrifugalkraftwirkung den Schachtwandungen zugeleitet wird und von hier nach unten der nächsten Stufe zugleitet.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Mitte des Schachtes von den aufwärtsströmenden Gasen mitgerissene Gut in bintergeschalteten Zyklonen od. dgl. aufgefangen und dem Schacht von neuem aufgegeben wird, u. zw. vorzugsweise an einer der inzwischen erreichten Temperatur entsprechenden Stelle des Schachtes.

   3. Schachtförmiger Wärmeaustauscher zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sein Durchmesser von oben nach unten stufenweise zunimmt, so dass unten die Gasgeschwindigkeit in Aufwärtsrichtung am geringsten ist.

   4. Schachtförmiger Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stufe (6, 8, 10) an ihrem unteren Rande konisch verjüngt ist, so dass das absinkende Gut in der <Desc/Clms Page number 3> nächsttieferen Stufe von neuem den herumwirbelnden Gasen ausgesetzt wird.

   5. Schachtförmiger Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise für jede Stufe eine tangentiale Öffnung vorgesehen ist, durch die eine geringe Menge Gas mit hoher Geschwindigkeit zur Drallerzeugung eingeführt wird.

   6. Schachtförmiger Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 3 und 4, gekennzeichnet, durch an sich bekannte mechanische Drallerzeugungseinrichtungen.

   7. Schachtförmiger Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von einer bei Sichtern bekannten, am Umfang des Gehäuses des hinter die Zyklone geschalteten Abgasgebläses (14) angeordneten Abschälvorrichtung abgeschiedene, relativ staubreiche Randstrom gegebenenfalls über ein weiteres Gebläse (13) zur Drallerzeugung im Schacht benützt wird.

   8. Schachtförmiger Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung des zweiten Gebläses (13) derart an Zweigleitungen (7, 9, 11) angeschlossen ist, dass die infolge der Sichterwirkung des Gebläses (13) die relativ gröbsten Staubteilchen EMI3.1 geringsten Strömungsgeschwindigkeit betriebenen untersten Teilschacht (10) angeschlossen ist.