DD278397A1 - Einrichtung zur indirekten beheizung eines wirbelschichttrockners - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur indirekten Beheizung eines Wirbelschichttrockners. Indirekt beheizte Dampfwirbelschichttrocknungsanlage mit einem von einem Fluid durchstroemten Waermetauscher, der als Geradrohr (3) oder Plattenwaermetauscher (2) ausgebildet ist, wird das Gehaeuse (1) des Wirbelbetttrockners zumindest im Bereich des Wirbelbettes mit Waermetauscheinrichtungen versehen, die an den Beheizungskreislauf des im Wirbelbett angeordneten Waermetauschers (2) bzw. (3) angeschlossen sind, wobei durch regeltechnische Einrichtungen die Temperatur des durch die einzelnen Waermetauscher stroemenden Fluids konstant gehalten wird, so dass zwischen den einzelnen Heizflaechen keine Waermespannungen auftreten. Zur Vermeidung von Abstrahlverlusten sind die Bauteile mit Uebertemperatur isoliert. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Dia erfindungsgemäße Dampfwirbelschirhttrocknungsanlage dient zur Trocknung von feuchten Schüttgütern, insbesondere zur Ti ocknung von Rohbraunkohle, wo große Durchsatzleistungen erforderlich sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Erfindung betrifft sine Einrichtung zur indirekten Beheizung eines Wirbelbetttrockners mit einem von einem Fluid durchströmten Wärmetauscher, insbesondere Geradrohr- oder Plattenwärmeübertrager.

Es sind Wirbelbetttrockner bekannt, deren Beheizung über oir, Geradrohr oder einen Plattenwärmetauscher im Wirbelbett erfolgt. Diese Trockner haben den Nachteil, daß die Gehäusewandung rc-lativ kühi ist, so daß über die Gehäusewandung ein Teil der Wärme verloren geht. Dieser Nacnteil kann durch Isolierung verringert werden. Dazu kommt noch, daß der Vorteil der Goradrohrwarnietauscher in der Möglichkeil der Innenreinigung der Rohre liegt, so daß es zweckmäßig ist, die Rohre von beiden Seiten zugänglich zu machen, um sie in einfacher Art und Weise ι einigen zu können. Dieser Vorteil führt aber infolge der unterschiedlichen Temperaturlage der Gehäusswandung und der Baheizungselemente zu Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Dehnungen, die letzten Endes die Lebensdauer des Trockners beeinflussen. Um diesem Nachteil zu begegnen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Rohrwärmeübertrager auf einer Seite als Schvvimmkopfkcnstruktion auszubilden, wodurch aber wieder Inhomogenitäten im Wirbelbett auftreten können.

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Die Erfindung hat sich zui Aurgabe gestellt, den angeführten Nachteilen zu begegnen, und sowohl Wärmeverluste als auch unnötige Wärmespannungen zu vermeiden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Wirbelbetttrockner großer Abmessung mit indirekter Beheizung durch in der Wirbelschicht angeordnete Heizflächen zu konzipieren, bei dem keine oder geringe Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Drehung von Trocknergehäuse und Heizfläche auftreten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichttrockner mit indirekt beheizter Wirbelschicht so zu gestalten, daß keine unzulässigen Wärmespannungen durch die unterschiedliche Dehnung infolge unterschiedlicher Temperaturlagen von mit einem Trocknergehäuse fest verbundenen Wärmeübertragern zur indirekten Beheizung einer Wirbelschicht und dem Trocknergehäuse auftreten können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Trockners mit Beheizungselementen zumindest im Bereich der Wirbelschicht versehen ist, in denen ein Heizmedium mit dem gleichen Temperaturniveau wie in den Wärmeübertragungsflächen zur indirekten Beheizung der Wirbelschicht wirksam wird. Zur Vermeidung von Wärmeabstrahlungsverlusten durch das beheizte Trocknergehäuse ist r"eses mit einer Wärmeisolierung zu versehen.

Erfindungsgemäß können dabei die Beheizungselemente für das Trocknergehäuse und die Wärmeübertrager bei Beheizung mit kondensierendem Dampf parallel angeordnet sein, wobei Zu- und Ableitungen beider Beheizungen in gemeinsame Sammelräumc einbinden. Bei Anwendung eines mehrgängigen Wärmeübertragers zur Beheizung der Wirbelschicht kann die Gehäusebeheizung mit Abdampf des letzten Dampfganges erfolgen, sofern nicht durch Druckverluste und Anteile nichtkondensierenderDampfbestandteile im Abdampf die Kondensationstemperatur des Abdampfes weit unter der Temperatur der Wirbelschichtbeheizung liegt.

Auch ist die Beheizung des Gehäuses mit Dampfkondensat, das praktisch gleiche Temperaturen wie der im Wärmeübertrager zur indirekten Beheizung der Wirbelschicht aufweist, möglich.

Bei Anwendung einer wärmeabgebenden Flüssigkeit, wie Thermoöl, zur parallelen Beheizung von Wirbelschicht und Gehäusewand werden die Fluidströme so geregelt, daß diese nach den Wärmeübertragern gleiche Austrittstemperaturen aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 beispielsweise und schematisch dargestellt, wobei Fig. 1 die Beheizung des Wirbelbetttrockners durch einen Geradrohrwärmetauscher, Fig. 2 einen Plattenwärmetauscher und Fig.3 ein Regelschema offenbart.

In Fig. 1 ist ein Wirbelbetttrockner bzw. die Beheizung eines Wirbelbetttrockners schematisch dargestellt, wobei im beheizten Gehäuse 1 im Bereich des Fließbettes ein Geradrohrwärmetauscher 3 angeordnet ist, dessen Rohre in vier Dampfgängen (4,4', 4", 4"') angeordnet sind. Hierbei fällt auf, daß der erste Dampfgang 4 bedeutend mehr Rohre aufweist als der vierte Dampfgang 4"'. Dies erklärt sich daraus, daß der Wärmetauscher mit kondensierendem Dampf beheizt wird, der bei Pfeil 5 eintritt, in den einzelnen Dampfgängen kondensiert, wobei aus jeder Sammelkammer 6 das entstehende Kondensat durch den Kondensaiabscheider 8 abgeführt wird. Der verbleibende Dampf strömt in die darüberliegende Verteilkammer 7 und wird mit etwa der gleichen Eintrittsgeschwindigkeit durch den nächsten Dampfgang des Geradrohrwärmers geführt. Das entstehende Kondensat, welches praktisch die gleiche Temperatur wie der eintretende Sattdampf hat, dient zur Beheizung der angeschlossenen Bauteile des Wirbelbetttrockners, so daß mit stetigem Übergang der Wandtemperatur zu den angeschlossenen aber nicht dargestellten Bauteilen gegeben ist. Durch die konische Bauweise dieser Bauteile können diese Bauteile die entsprechenden Wärmespannungen problemlos abbauen, so daß keine gefährlichen Spannungsspitzen auftreten. Um die Durchströmung der wärmetauschenden Elemente problemlos zu gestalten, sind auch Entlüftungsleitungen 9 vorgesehen. Zur Beheizung der Gehäusewand im Bereich des Fließbettes sind Heizflächen 10 in der Gehäusewand eingebaut. Das Verwirbelungsfluid wird gemäß Leitung 11 in den Wirbelbetttrockner eingebracht und ist zweckmäßigerweise wesensgleich mit dem zu verdampfenden eingebrachten Material, also im wesentlichen Sattdampf. Das zu trocknende Material wird gemäß Eintrag 12 in den Trockner eingebracht und als Trockengut durch den Austrag 13 wieder aus dem Wirbelbetttrockner entfernt. In der Zeichnung ist die Heizfläche 10 als fünfter Dampfgang geschaltet, in welchem der restliche Dampf kondensiert wird. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß verschmutzter Sattdampf verwendet werden kann. Durch die Aufspaltung in mehrere Dampfgänge 4,4', 4", 4"' und in der jeweiligen Abscheidung des in den Dampfgängen kondensierten Dampfes ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Trennung in grob verschmutztes und weniger verschmutztes Kondensat, welches unterschiedliche, ι Verwendungszwecken zugeführt werden kann. So ist es besonders günstig, das stark verschmutzte Kondensat in Richtung der Schwerkraft durch eine weitere Heizfläche abzukühlen und zu entfernen, während das weniger verschmutzte Kondensat entgegen der Richtung der Schwerkraft ebenfalls nach Abkühlung abgeführt wird. Das verschmutzte Kondensat entsteht praktisch bei jeder Trocknungseinrichtung, die mit Sattdampf als Fluidisierungsmittel betrieben wird, weil durch die Trocknung des Schüttgutes überschüssiger Sattdampf entsteht, der nach einer teilweisen Brüdenkompression zu einer Beheizung des Trockners verwendet werden kann, wobei der andere Teil über ein Kreislau'gebläse wieder zur Fluidisierung verwendet werden kann. Durch die Führung der Brüden im Kreislauf ergibt sich somit eine abgeschlossene, die Umwelt nicht belastende Anlage, die auch im dicht verbauten Gebiet aufgestellt werden kann. Um Wärmeverluste zu vermeiden oder möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, die gesamte Anlage mit einer Wärmeisolation zu versehen bzw. in einem wärmeisolierten Raum unterzubringen.

In Fig. 2 ist ein ähnlicher Wirbelbetttrockner dargestellt, bei dem die Beheizung durch einen Plattenwärmetauscher erfolgt und dessen Heizflächen zur Beheizung des Gehäuses mit den wärmetauschenden Heizflächen des Plattenwärmetauschers parallel geschaltet sind, wodurch sich schaltungsgemäß Vorteile ergeben. Die Aufteilung der beiden Beheizungsströme erfolgt im Hinblick auf die gleiche Austrittstemperatur aus dem Wärmetauscher 2 bzw. 10, so daß die Wärmeverluste durch die Mischung der beiden Fluidströme bei gleicher Temperatur und Druck möglichst kloin gehalten werden. Während in Fig. 1 als Heizmedium Sattdampf Verwendung findet, kann dies gemäß Fig. 2 auch eine wärmeabgebende Flüssigkeit wie z. B. Thermoöl sein, wobei die Regelung am Austrittsende jeweils auf gleiche Austrittstemperatur erfolgt. Auch bei dieser Erfindung wird die aus den Heizflächen 2 bzw. 10 abfließende Flüssigkeit zur weiteren Abkühlung und Boheizung des Innenraumes des Trockners, aber außerhalb der Wirbelzone, verwendet.

In Fig. 3 ist die Wandheizung 10 im Bereich des Wirbelbettes parallel zur Beheizung der Heizflächen im Wirbelbett geschaltet, wobei ein Dreiwegeventil 14 vorgesehen ist, welches die Durchströmung der Heizflächen der Wärmetauscher 2 und 10 abströmseitig regelt, so daß Temperaturgleichheit an den beiden Zuflüssen des Dreiwegeventils 14 herrscht und kein Mischungsverlust auftritt. Als Heizmedium wird eine Flüssigkeit, wie z. B. Thermoöl, zweckmäßig verwendet.

Claims (9)

1. Einrichtung zur indirekten Beheizung eines Wirbelbetttrockners mit einem von einem Fluid durchströmten Wärmetauscher, insbesondere Geradrohr- oder Plattenwärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Wirbelbetttrockners zumindest im Bereich des Wirbelbettes Wärmetauscheinrichtungen, wie z. B. Hohlräume, aufweist, die an den Beheizungskreislauf des im Wirbelbett angeordneten Wärmetauschers (2, 3) angeschlossen sind und vom wärmetauschenden Fluid bei etwa gleicher Temperatur durchström! sind und insbesondere nach außen zur Vermeidung von Abstrahlungsverlusten isoliert sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und der Wärmetauscher (2,3) mit kondensierendem Sattdampf beheizt werden und der Wärmetauscher (2, 3) an seinen Enden in Verteil- und Sammelkammern (6,7) gehalten ist, die mit dem Gehäuse (1) fest verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (2,3) und das Gehäuse (1) parallel in Huidstrom geschaltet ist, wobei fluidseitig eine Regelung auf gleiche Austrittstemperat'jr vorge^i><jn ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d3ß die Verteil- und Sarnmelkammern (6, 7) Abscheideeinrichtungen (8) für das entstehende Kondensat aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) oberhalb und unterhalb des Wirbelbettes auf einer Übergangstemperatur zur normalen Apparatetemperatur durch eine Begleitheizung gehalten ist, indem in diesem Bereich das von der Wirbeibettheizung abströmende Fluid weiter abgekühlt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirhelbetttrockntr ein Wärmetauscher mit ein oder zwei Dampfgängen (4,4') vorgesehen ist, wobei der Restdampf zur Gehäuseheizung im Bereich des Wirbelbettes und das entstehende Kondensat zur Gehäuseheizung der anschließenden Apparate verwendet wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung des Wärmetauschers (2, 3), insbesondere nach einer Brüdenkompression, ein im Wirbelbett als Fluidisierungsgas verschmutzter Sattdampf eingesetzt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (Dim Anschlußbereich an das Wirbelbett Einlaßstutzen für das vom Wärmetauscher (2,3) abströmende Kondensat vorgesehen sind, deren zugehörige Auslaßstutzen im Bereich des Ein- und Austrages (12,13) des Wirbelbettes angeordnet sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wärmetauschern (3) und mehreren Dampfgängen (4,4', 4", 4"') das nach dem ersten Dampfgang (4) abgeschiedene verschmutzte Kondensat in Richtung der Schwerkraft und das nach dem zweiten und den folgenden Dampfgängen abgeschiedene weniger verschmutzte Kondensat entgegen der Richtung der Schwerkraft zur weiteren Abkühlung geführt ist.