CH403602A

CH403602A - Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien

Info

Publication number: CH403602A
Application number: CH650561A
Authority: CH
Inventors: Heinemann Otto
Original assignee: Polysius Gmbh
Priority date: 1960-06-08
Filing date: 1961-06-03
Publication date: 1965-11-30
Also published as: FR1297348A; DE1257116B; OA00298A

Description


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 Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien verschiedenen Aggregatzustandes im Gegenstrom, insbesondere zum Vorwärmen von    Zementrohgut   durch die Abgase eines    dahintergeschalteten   Fertigbrennofens. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, in der zwei Medien verschiedenen Aggregatzustandes bei freier    Durchströ-      mung   im Gegenstrom einem Wärmeaustausch unterworfen werden, wobei beide Medien sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen können. 



  Die dieser Aufgabe    zugrundegelegte   Vorrichtung besteht aus einer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser schmalen zylindrischen Kammer, der das zu behandelnde Medium in der Mitte zugeführt wird, während das Behandlungsmedium    tangential   in die Kammer eingeleitet wird und diese axial verlässt, und die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein    Gaseintrittsstutzen   sich über die ganze Kammerbreite erstreckt, dass ferner die Kammerachse horizontal verläuft und eine    Gutein-      bringevorrichtung   vorgesehen ist, die das Gut    ausser-      halb   der Kammerachse in die Kammer einführt, dass ausserdem zwei    Gasaustrittsöffnungen   auf entgegengesetzten Seiten,

   und zwar in den beiden Kammerstirnwänden in der Mitte angeordnet sind und dass schliesslich der Kammermantel mit einer oder mehreren    Gutaustrittsschurren   versehen ist. 



  In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die    Guteinbringevorrichtung   im Abstand von der Kammerachse mit    @öffnungen   versehen.    Aus-      serdem   liegen die    Gasaustrittsöffnungen   vorzugsweise konzentrisch zur Kammerachse und sind durch Leitungen mit einem nachgeschalteten    Abscheider   verbunden. Vorzugsweise sind dabei die Gasaustrittsöff-    nungen   mit von der Kammerstirnwand aus sich erweiternden Stutzen versehen und die Gutaustragsseite des    Abscheiders   mittels einer Leitung mit der Kammer verbunden. Schliesslich ist die Kammer bei grosser axialer Breite vorzugsweise durch normal zur Kammerachse angeordnete Zwischenwände unterteilt. 



  In der Vorrichtung gemäss der Erfindung beschreibt das    tangential   in die Kammer eingeleitete und axial aus ihr abgezogene Behandlungsmedium in der Kammer eine spiralige, zentripetal nach innen gerichtete Strömungsbahn,    erfasst   das in die Kammer ausserhalb ihrer Achse eingeführte zu behandelnde Medium ausserhalb des    Gasaustrittsbereichs   und versetzt es in kreisende Bewegung. Dabei gelangt dieses Medium unter den Einfluss der Zentrifugalkraft, die es nach aussen zum Kammermantel trägt, wo es von    Gutaustragsschurren   ausgetragen wird. Durch das Einführen des zu behandelnden Mediums in die Kammer ausserhalb ihrer Achse soll verhindert werden, dass es von dem austretendem Medium mitgerissen und dem    Wärmeaustauschprozess   entzogen wird.

   Er lässt sich auf zweierlei Art bewerkstelligen: einmal dadurch, dass das zu behandelnde Medium nahezu mit der Geschwindigkeit 0 aber in genügendem Abstand vom zentralen Austritt des Behandlungsmediums mit ihm in Berührung gebracht wird, andererseits dadurch, dass dem eintretenden Medium durch Druckluft, Schleuderteller oder ähnliche Mittel ein dem austretenden Medium entgegengesetzter Bewegungsimpuls erteilt wird. Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass das eingebrachte Medium bis auf geringe Verluste in der Kammer verbleibt und dort einer Wärmebehandlung unterzogen wird. 

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 Die von dem ausströmenden Medium aus der Kammer mitgerissenen geringen Mengen des zu behandelnden Mediums werden von jenem getrennt und in die Kammer zurückgeführt. 



  Beim Vorwärmen von    Zementrohgut   empfiehlt es sich, der Kammer einen    Abscheider,   zum Beispiel einen Zyklon,    nachzuschalten,   aus dem das abgeschiedene Gut wieder in die Kammer zurückgeführt wird. Da es sich bei diesen mitgerissenen Teilen vorwiegend um die kleinsten bzw. leichtesten Teilchen handeln wird, ist es ratsam, die zurückgeführten Mengen in genügendem Abstand von der Kammermitte von neuem einzubringen, wo sie weniger in Gefahr sind, noch einmal mit hinausgerissen zu werden. 



  Die Strömung der beiden Medien in der Kammer, deren axiale Breite zweckmässig nach der Mitte hin zunimmt, lässt sich insbesondere dann leicht beherrschen, wenn diese axiale Breite nicht zu gross Gewählt wird. Muss die axiale Breite aus Gründen der Leistungen grösser gewählt werden, so ist es zweckmässig, die Kammer in ihrer Breite durch normal zur Kammerachse    angeordnete   Zwischenwände zu unterteilen, um eine    Sekundärwirbelbildung   wirksam    7u   unterbinden. 



     In   der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung    gemäss   der Erfindung dargestellt. Es zeigt:    Fig.   1 eine Kammer im Schnitt normal zur Achse;    Fig.   2 dieselbe Kammer im    Axialschnitt;      Fig.   3 eine Abwandlung der Kammerform dieses Beispiels im Schnitt. 



  Nach    Fig.   1 treten aus einem    Drehrohrofen   1 Abgase 2 (gestrichelte Pfeile) durch einen    tangentialen   Stutzen 3 in eine zylindrische Kammer 4 ein, in der sie kreisend in einer Spirale bis zur Kammermitte strömen, wo sie axial austreten, in einem Zyklon 5 gesammelt und durch ein Gebläse 6 in die Atmosphäre ausgeblasen werden.

   Das in die Kammer 4 ausserhalb ihrer Achse eingebrachte, spezifisch schwerere Gut    (näheres   zeigt    Fig.   2) kommt durch den kreisenden Gasstrom ebenfalls in Rotation, bewegt sich jedoch infolge des grösseren spezifischen Gewichtes in    Spi-      ralenlinien   7 (vollausgezogene Pfeillinien) bis zur äusseren Kammerwand, an der es in Strömungsrichtung der Gase    entlanggleitet,   bis es in den Bereich der    Austrittsschurre   8 gelangt, durch die es in den Drehrohrofen 1 gelangt. In die Schurre kann in bekannter Weise eine Gutschleuse eingebaut werden, um den Übertritt der Gase aus dem    Drehrohrofen   durch die Schurre in die Kammer zu verhindern. 



     Fig.   2 zeigt die    Guteinbringevorrichtung   9, 10 für das spezifisch schwerere Gut, im vorliegenden Fall eine Förderschnecke, an deren Ende das Gut durch eine umlaufende Streuvorrichtung 10 in die Kammer 4    hineingeschleudert   wird. Die Abgase treten aus der Kammer beiderseits axial aus und werden durch Leitungen 11 dem Zyklon 5 zugeführt, aus dem das abgeschiedene Gut durch die Leitung 12 zur Kammer zurückläuft.    Fig.   3 zeigt als Variante eine Kammer, deren axiale Abmessung zur Mitte hin zunimmt, um den    Wirbelkern   günstiger auszubilden. Ausserdem trägt die Kammer konische Austrittsstutzen 13 für die Abgase, um durch Herabsetzung des Druckes der Kammermitte unter den Atmosphärendruck ein Selbstansaugen des Gutes durch die Förderleitung 14 zu ermöglichen. 



  Obwohl die erfindungsgemässe Vorrichtung ganz besonders zum Vorwärmen von Zement geeignet ist, kann sie überall dort eingesetzt werden, wo ein Wärmeaustausch und dabei der Ablauf chemischer und physikalischer Reaktionen erwünscht ist.

Claims

PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Medien verschiedenen Aggregatzustandes im Gegenstrom, insbesondere zum Vorwärmen von Zementrohgut durch die Abgase eines dahintergeschalteten Fer- tigbrennofens, bestehend aus einer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser schmalen zvlindrischen Kammer, der das zu behandelnde Medium in der Mitte zugeführt wird, während das Behandlungsmedium tangen- tial in die Kammer eingeleitet wird und diese axial verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasein- trittsstutzen (3) sich über die ganze Kammerbreite erstreckt, dass ferner die Kammerachse horizontal verläuft und eine Guteinbringevorrichtung (9, 10)

vorgesehen ist, die das Gut ausserhalb der Kammerachse in die Kammer (4) einführt, dass ausserdem zwei Gasaustrittsöffnungen auf entgegengesetzten Seiten, und zwar in den beiden Kammerstirnwänden in der Mitte angeordnet sind und dass schliesslich der Kammermantel mit einer oder mehreren Gutaustrittschurren (8) versehen ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Guteinbringevorrichtung (10) im Abstand von der Kammerachse mit Öffnungen versehen ist. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen konzentrisch zur Kammerachse liegen und durch Leitungen (11) mit einem nachgeschalteten Abscheider (5) verbunden sind. 3.

Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnungen mit von der Kammerstirnwand aus sich erweiternden Stutzen (13) versehen sind. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutaustragsseite des Ab- scheiders (5) mittels einer Leitung (12) im Abstand von der Kammerachse mit der Kammer (4) verbunden ist. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (4) bei grosser axialer Breite durch normal zur Kammerachse angeordnete Zwischenwände unterteilt ist.