Verfahren zur Abkühlung von stückigem Gut. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Ablühlung von stückigem Gut, welches vorangehend einer Behandlung un ter erhöhter Temperatur unterzogen war. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die im Gut noch enthaltene Wärme teilweise einer Gasturbinenanlage zugeführt wird. Die Wärme kann zum Beispiel mittels eines WNärmeträgers durch Wärmeaustausch auf das Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage übertragen werden. Es kann aber auch ein das stückige Gut kühlender gasförmiger Wärmeträger selber das Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage sein.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nachstehend an Hand einer Anzahl von Aus- führungsbeispielen von Anlagen zur Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Anlage, in welcher das Kühl gas selber das Arbeitsmittel einer mit geschlossenem Prozess arbeitenden Gastur binenanlage ist, Fig. 2 eine Anlage, in velcher das Arbeitsmittel einer mit offenem Prozess ar beitenden Gasturbinenanlage durch Wärme austauscll mit dem Kühlgas erhitzt wird, Fig. 3 eine Anlage, in welcher das Arbeitsmittel einer mit geschlossenem Pro- zcss arbeitenden Gasturbinenanlage durch Wärmeaustausch mit dem Kühlgas erhitzt wird, Fig.
4 eine Anlage, in welcher das Arbeitsmittel einer mit offenem Prozess ar beitenden Gasturbinenanlage in einer Brenn- kammer nach Erwärmung durch das Kühl gas zusätzlich erhitzt wird, Fig. 5 eine Anlage, in welcher das Arbeitsmittel einer mit offenem Prozess ar beitenden Gasturbinenanlage in einem Gas erhitzer nach Erwärmung durch das Kühl gas zusätzlich erhitzt wird, Fig.
6 eine Anlage, in welcher das Arbeitsmittel einer mit offenem Prozess ar beitenden Gasturbinenanlage mit zwei ge trennten Turbinen für Verdichtung und Nutzleistung nach Erwärmung durch das Kühlgas in einer Brennkammer zusätzlich erhitzt wird, Fig. 7 eine Anlage, in welcher das Arbeitsmittel einer zum Teil mit einem geschlossenen, zum Teil mit einem offenen Prozess arbeitenden Gasturbinenanlage mit zwei Turbinen für Verdichtung und einer Turbine für Nutzleistung nach Erwärmung durch das Kühlgas in einen Gaserhitzer zu sätzlich erhitzt wird.
In den Kühlbehälter 1 (Fig. 1-7) wird durch eine Einfüllvorrichtung 2 ein stüekiges Gut - das vorangehend einer Behandlung unter erhöhter Temperatur unterzogen war zum Beispiel Koks eines Koks- oder Gas ofens, eingeschleust. Der .glühende Koks fällt aus der Einfü4lvorriehtung unter Bil dung eines Schüttkegels. 3 auf den früher schon eingeführten Koks, dessen Masse 4 im untern Teil schon mehr, im obern Teil noch weniger gekühlt ist.
Der abgekühlte Koks wird durch eine Entnahmevorrichtung 5 unten ausgeschleust, um dann an ein Lager oder unmittelbar zu Verbräuchsstellen ge führt zu werden. Die Leitung 6 führt ein gasförmiges Kühlmittel in den Kühlbehälter ein, welches in erhitztem Zustand durch die Leitung 7 wieder abströmt.
Bei der in Fig. 1 .dargestellten Anlage wird das erhitzte Kühlmittel durch die Lei tung 7 zunächst einem Staubabseheider 8 zugeführt, in welchem der bei der Kühlung mitgeschleppte Koksstaub abgetrennt wird. Das entstaubte Gas strömt durch die Lei tung 9 in die Turbine 10 und aus dieser durch die Leitung 11 in einen Dampferzeu ger 12. Nach Austritt des Kühlgases in die Leitung 13 ist ein grösserer Teil der bei der Kühlung der Koksfüllung im Behälter 1 an fallenden Wärme entweder in der Turbine 10 oder im Dampferzeuger 12 verwertet wor den. Ein Teil der Restwärme wird schliess lich noch im Kühler 14 abgeführt.
Zur Ab führung dieser Restwärme dient beispiels weise Wasser, welches durch die Leitung 15 zugeführt wird und hernach durch die Lei tung 16 zum Beispiel zu nichtgezeichneten Verbrauchsstellen geleitet werden kann. Das rückgekühlte Kühlgas strömt nun durch die Leitung 17 in den Verdichter 18 und ge langt dann von neuem durch die Leitung 6 in den Kühlbehälter 1. Zum Ersatz der Ver luste an Arbeitsmittel - von demn eine Teil menge beispielsweise durch Stopfbüchsen und undichte Stellen der Anlage entweichen kann - ist ein Verdichter 19 an den be schriebenen Kreislauf des Kühlmittels durch die Leitung 20, angeschlossen, durch den Luft aus der Atmosphäre dem Kreislauf zugeführt werden kann.
Der Sauerstoff der Luft verbrennt im Kühlbehälter 1, während der Stickstoff als Kühlmittel im Kreislauf zurückbleibt.
Die Turbine 10 treibt den Verdichter 18 und den Stromerzeuger 21, welcher die Nutzleistung der Anlage als elektrische Energie nach aussen abführt. Der Verdich ter 19 kann durch einen nicht gezeichneten Elektromotor, der an das Netz des Strom erzeugers 21 angeschlossen ist, betrieben werden. Zur Inbetriebsetzung der Anlage kann der Stromerzeuger 21, als Motor ge schaltet, den Verdichter 18 und die Turbine 10 so lange treiben, bis das Kühlmittel sel ber die Turbine und damit den V erdiehter treiben kann.
In der Anlage nach der Fig. 2 wird das die Kühlkammer 1 durchströmende Kühl mittel nicht selber in die Gasturbine, son dern durch einen W ärmeaustauscher 22 zur Erhitzung eines zweiten, nur für die Tur bine bestimmten Gases geführt. Aus dem Wärmeaustauscher gelangt das Kühlmittel durch die Leitung 23 zur weiteren Ausnut zung seiner Wärme in einen Dampferzeuger 24 und anschliessend durch die Leitung 25. den Ventilator 26 und die Leitung 6 wieder in den Kühlbehälter 1 zurück.
Als Arbeitsmittel für die Gasturbinen anlage wird durch die Leitung 27 der At mosphäre Luft entnommen, durch den Ver dichter 28 verdichtet und zunächst in einem als Rekuperator zur Wirkung kommenden Wärmeaustauscher 29 vorgewärmt, um an schliessend im Wärmeaustauscher 22 auf die endgültige Arbeitstemperatur erhitzt zu wer -den. Das erhitzte Arbeitsmittel strömt nun in die Turbine 30 und nach Entspannung aus dieser durch den Wärmeaustauscher 29 in .den Dampferzeuger 24. Schliesslich kann -das Arbeitsmittel durch die Leitung 31 an wei tere nicht gezeichnete Verbrauchsstellen oder unmittelbar ins Freie strömen. Die Tur bine 30 treibt den Verdichter 28 und den Stromerzeuger 21.
Der Dampf des Dampf erzeugers: 24 kann zum Betrieb einer nicht gezeichneten Dampfkraftanlage oder auch zur Heizung herangezogen werden.
Bei der Anlage nach Fig. 3 erfolgt der Kreislauf des Kühlmittels durch den Kühl behälter 1, den Wärmeaustauscher <B>221</B> und den Dampferzeuger 24 in gleicher Weise wie bei der Anlage nach Fig. 2. Die ange- sehlossene Gasturbinenanlage arbeitet jedoch mit einem Kreislauf des Arbeitsmittels..
Der Verdichter 32 erhält durch die Leitung 3-3 rückgekühltes Arbeitsgas und fördert es in verdichtetem 7m-stan.d in -den als Rekupera- tox zur Wirkung kommenden Wärmeau@tau- scher 34 und anschliessend in den Wärme- austanscher 22. Das nun erhitzte Arbeitsgas beaufsehlagt die Turbine 35 und gelangt nach Entspannung in den Wärmeaustau- scher 34 und aus diesem in den Dampf erzeuger 24.
Endlich strömt das Arbeitsgas durch die Leitung 36 in den Kühler 37, in welchen ein Teil der Restwärme noch an dadurch die Leitung 38 zu- und durch die Leitung 39 abströmende Kühlwasser abge führt wird. Aus dem Kühler strömt das Arbeitsgas durch die Leitung 33 wieder in den Verdichter 32 zurück, um hier den Kreislauf von neuem zu beginnen. Als Ersatz für die an den undichten Stellen des Arbeits mittellreislaufes der Gasturbinenanlage ent stehenden Verluste wird aus dem Kühlkreis lauf des Kühlbehälters 1 durch die Leitung 40 in die Leitung 36 des Arbeitsmittelkreis laufes der Gasturbinenanlag e Arbeitsmittel ülergeführt. Die im Kühlkreislauf des Kühl behälters 1 entstehenden Verluste werden selbständig durch Undichtheitsstellen im Unterdruckgebiet dieses Kreislaufes aus der Atmosphäre wieder ersetzt.
Die Turbine 35 treibt den Verdichter 32 lind den Stromerzeuger 21, welcher die Nutz leistung der Anlage in Form von elektrischer Energie nach aussen abführt.
Die Anlage nach Fig. 4 arbeitet grund sätzlich gleich wie die Anlage nach Fig. 2; im Arbeitsmittelkreislauf ist aber dem Wärmeaustauscher 22 noch eine Brennkam- mer 45 nachgeschaltet. Durch diese Brenn- kammer kann das Arbeitsmittel der Ga s- tnibinenanlage noch auf eine höhere Tem peratur erhitzt werden als nur durch das Kühlmittel des Behälters 1 allein. Durch den Verdichter 46 wird ein Brennglas in die Brennkammer eingeführt, welches durch die Leitung 47 von einer nichtgezeichneten Stelle bezogen wird. Es kann hiefür zum Beispiel Kohlenmonoxyd verwendet werden, welches bei der Gaserzeugung vom Stadtgas ahgetrennt worden ist.
Der Brenngasver- dichter 46 wird ebenso wie der Verdichter 28 und der Stromerzeuger 21 durch die Turbine 30 angetrieben. Die Anlage nach Fig. 5 arbeitet wie die Anlagen nach den Fig. 2 und 4 mit einem offenen Prozess des Arbeitsmittels für die Gasturbinenanlage. Es ist noch ein zusätz licher Gaserhitzer 50 verwendet, welcher das Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage durch Wärmeaustausch erhitzt. Dieser Gas erhitzer erhält durch die Leitung 51 ein Brenngas und durch die Leitung 52 Ver brennungsluft zugeführt. Die Verbrennungs gase strömen aus der Brennkammer des Gas- erhitzers in den Wärmeaustauscher 53, in welchem der im Dampferzeuger 24 erzeugte Dampf noch überhitzt wird.
Anschliessend gelangen die Verbrennungsgase gemeinsam mit den Abgasen der Gasturbine 30 in den Dampferzeuger 24.
Bei der Anlage nach Fig. 6 wird gleich wie bei der Anlage nach Fig. 4 Wärme durch einen Wärmeaustauscher 22 vom Kühlmittelkreislauf des Kühlbehälters 1 auf das Arbeitsmittel der Gasturbinenanlage übertragen. Die Gasturbinenanlage besitzt zwei hintereinandergeschaltete Turbinen 55 und 56, von denen jede einen der hinterein- audergeschalteten Verdichter 57 und 58 an treibt. Als Arbeitsmittel für die Gastur binenanlage wird durch die Leitung 59 dem Niederdruckverdichter 57 aus der Atmo- siphäre Luft zugeführt.
Nach Zwischenküh lung im Kühler 60 wird die Luft durch den Hochdruckverdichter 58 auf den endgültigen Druck gebracht und in den als Rekuperator zur Wirkung kommenden Wärmeaustau- peher @61 geführt. Eine weitere Erwärmung der verdichteten Luft findet im Wärmeaus- tausehe,r 22 statt. Schliesslich wird durch die Verbrennung in der Brennkammer 4'5 die verdichtete Luft auf die endgültige Tempe ratur erhitzt.
Hierzu wird der Brennkammer durch, einen Verdichter 6,2 ein Brenngau zugeführt, welches in der verdichteten Luft zur Verbrennung gelangt.
Das Gemisch aus Luft und VeArennungsga:s@en beaufsehlagt zunächst die Hochd'ruekturbine 5,5 und dann die Niederd'ruckturbine H. Nach Entspan nung -wird in einem Rekuperator 61 der noch verwertbare Rest des Wärmeinhalts an das frisch verdichtete Arbeitsmittel über tragen. Die Gase strömen hernach durch die Leitung 63 zu weiteren nicht in der Zeich nung angedeuteten Verbrauchsstellen oder unmittelbar ins Freie. Die Nutzleistung wird durch die Niederdruckturbine 56 erzeugt, welehe den Stromerzeuger 21 treibt.
In der Anlage nach der Fig. 7 wird die Wärme des Kühlmittels des Kühlbehälters 1 im Wärmeaustauscher 22 auf das Arbeite mittel einer Gasturbinenanlage übertragen, bei der ein Teil des Arbeitsmittels in einem Kreislauf, der Rest in einem offenen Prozess geführt ist. Der Niederdruckverdichter 65 und der Hochdruekverdichter 66 verdichten das Arbeitsmittel des Kreislaufes unter Zwi schenkühlung im Kühler 67 auf den endgül tigen Arbeitsdruck. Ein Teil des verdich teten Arbeitsmittels wird im Wärmeaustau- scher 22 und ein anderer Teil in dem als Rekuperator zur Wirkung kommenden Wärmeaustauscher 68 vorgewärmt. Nach der Vorwärmung vereinigen sich die beiden Teile an der Stelle 69, um gleich an der Stehle 70 wieder in zwei Teile aufgeteilt zu werden.
Der eine Teil strömt durch das Rohrsystem 71 des Gaserhitzers 72, wird dabei weiter erhitzt und gelangt alsdann in die Turbine 73. Nach Arbeitsleistung wird das Arbeitsmittel im Rekuperator 68 zur Vorwärmung des einen Teils des Arbeits mittels herangezogen, um hernach in den Kühler 74 und von hier wieder in die Niederdruckturbine 65 zurückgeführt zu werden. Dem beschriebenen Kreislauf des Arbeitsmittels wird an der Stelle 70 eine Teilmenge entnommen und als Verbrennungs luft durch die Leitung 75 in die Brennkam- mer 76 des Gaserhitzers 72 eingeführt. Einem Brenner 77 wird durch den Verdich ter 78 ein Brenngas zugeführt.
Die bei der Verbrennung entstehenden Verbrennungsgase beheizen zuerst den durch das Rohrsystem 71 strömenden Teil des Arbeitsmittels und gelangen dann durch die Leitung 79 in die Turbine 80 und aus dieser in die Turbine 81. Nach Austritt aus der Niederdruckturbine können die Abgase durch die Leitung 82 noch an weitere nichtgezeichnete Verbrauchs stellen oder ins Freie geleitet werden.
Als Ersatz für die dem Kreislauf ent nommene Teilmenge wird durch den Ver dichter 83 aus der Atmosphäre zugeführte Luft verdichtet und durch die Leitung 84 dem Kreislauf zwischen dem Rekuperator 68 und dem Kühler 74 zugeleitet.
Die Turbine 73 treibt die beiden Ver dichter 65 und 66 des Kreislaufes und den Brenngasverdichter 78. Die Hochdrucktur bine 80 treibt den Frischluftverdichter 83. Endlich erzeugt die Niederdruckturbine 81 die Nutzleistung, indem sie den Stromerzeu ger 21 antreibt, der die Nutzleistung in Form von elektrischer Energie nach aussen abgibt.
Das geschilderte Verfahren kann natür lich auch für andere Anlagen, in welchen ein stückiges Gut gekühlt werden muss, das einer vorangehenden Behandlung unter erhöhter Temperatur unterzogen war, ange wendet werden. So kann beispielsweise bei der Herstellung von Karbid die Wärme des abzukühlenden Gutes zum Betrieb von Gas turbinenanlagen herangezogen werden. Das zu kühlende Gut kann zum Beispiel auch in Kühlwagen untergebracht sein, die als Gan zes in eine Kühlkammer eingefahren werden.