DE1442745C

DE1442745C - Device for substance and / or heat exchange between fine solid substances and gases

Info

Publication number: DE1442745C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Publication date: 1971-04-29

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung eine feine Verteilung der Partikel im Gasstrom zum Stoff- und/oder Wärmeaustausch zwischen fein- erfolgen muß, so daß die Partikel praktisch gleichteiligen Feststoffen und Gasen, besonders zum Trock- mäßig im Gasstrom verteilt in den Zyklon eintreten, nen, Kalzinieren oder Kühlen und anschließendem Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu Abscheiden der feinteiligen Feststoffe, bestehend 5 schaffen, bei der der Wärmeübergang zwischen Gas aus einer Kammer mit einer im oberen Teil um eine und den feinkörnigen, festen Partikeln verbessert horizontal liegende Achse halbzylinderartig ver- wird, ohne daß die oben genannten Nachteile auflaufenden Umfangswandung, die sich im unteren treten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Bereich jeweils stetig und angenähert keilförmig einer Kammer mit einer im oberen Teil um eine verjüngt, wobei die Seitenwände der Kammer als io horizontal liegende Achse halbzylinderartig yerlau-, senkrechte Ebenen ausgebildet sind und wobei zwi- fenden Umfangswandung, die sich im unteren Bereich sehen den Seitenwänden parallel zur horizontal jeweils stetig und angenähert keilförmig verjüngt, liegenden Kammerachse ein die Seitenwände mitein- wobei die Seitenwände der Kammer als senkrechte ander verbindendes zylindrisches Leitblech mit einer Ebenen ausgebildet sind und wobei zwischen den Öffnung auf seiner Unterseite angeordnet ist, wobei 15 Seitenwänden parallel zur horizontal liegenden Kamferner im unteren Bereich eine tangentiale, senkrecht merachse ein die Seitenwände miteinander verbinaufwärts gerichtete Gaszuführungsleitung, eine axial dendes zylindrisches Leitblech mit einer Öffnung auf stirnseitig angebrachte Gasableitung, eine Feststoff- seiner Unterseite angeordnet ist, wobei ferner im zuleitung, sowie an der tiefsten Stelle der Kammer unteren Bereich eine tangential senkrecht aufwärts ein Feststoffaustritt vorgesehen sind. so gerichtete Gaszuführungsleitung, eine axial stirnseitigThe invention relates to a device for fine distribution of the particles in the gas stream for mass and / or heat exchange between fine must take place, so that the particles are practically equal parts Solids and gases enter the cyclone, especially when dry, distributed in the gas flow, Nining, calcining or cooling and then The invention aims to provide a device Separation of the finely divided solids, consisting of 5 create, in which the heat transfer between gas from a chamber with one in the upper part improved by one and the fine-grained, solid particles horizontally lying axis becomes semi-cylinder-like without the above-mentioned disadvantages accumulating Circumferential wall, which step in the lower. According to the invention, this object is achieved in Area in each case steady and approximately wedge-shaped of a chamber with one in the upper part around one tapered, the side walls of the chamber as a io horizontal axis half-cylinder-like yerlau-, Vertical planes are formed and where between the circumferential wall, which is in the lower area see the side walls parallel to the horizontal in each case steadily and approximately tapered in a wedge shape, lying chamber axis a mitein the side walls with the side walls of the chamber as vertical the other connecting cylindrical guide plate are formed with a plane and with between the Opening is arranged on its underside, with 15 side walls parallel to the horizontally lying Kamferner in the lower area a tangential, perpendicular merachse a connecting the side walls with each other upwards directed gas supply line, an axially dendes cylindrical guide plate with an opening gas discharge line attached at the end, a solid underside is arranged, furthermore in the supply line, as well as at the deepest point of the chamber lower area a tangential vertically upwards a solids outlet are provided. gas supply line directed in this way, one axially at the end face

Es sind solche Vorrichtungen bekannt, die zum angebrachte Gasableitung, eine Feststoffzuleitung, Erhitzen von Zementrohmehl mit Hilfe der Abgase sowie an der tiefsten Stelle der Kammer ein Festeines Zementdrehofens dienen. Eine bekannte Vor- stoffaustritt vorgesehen sind, dadurch erreicht, daß richtung dieser Art besteht aus einer Kammer mit die Gaszuführungsleitung durch eine zu ihrer Längszylindrischer Umfangswandung, tangential münden- 35 achse parallele Trennwand geteilt ist, wobei die der Gaszuführungsleitung und axialem Gasabzug. Feststoffzuleitung auf der Seite in die Gaszuführungs-Die Kammer besitzt ebene, senkrecht stehende Sei- leitung einmündet, die auf der der Kammer zugetenwände. Die Gasaustrittsöffnungen sind in der wandten Seite liegt, und wobei die entsprechende Mitte der beiden Seitenwände angeordnet. Es bildet Seite der Gaszuführungsleitung tangential an das sich in der Kammer infolge der tangentialen Gas- 3° zylindrische Leitblech herangeführt ist.
zuleitung und der axialen Abführung der Gase eine Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung trägt der rotierende Wirbelströmung der Gase aus. Das zu entlang der Innenwandung der Kammer strömende erhitzende, feinkörnige Zementrohmehl wird in die Teilstrom der Gase die zu behandelnden Festpartikel Mitte der Kammer 'aufgegeben und soll durch die in die Kammer. Dort werden die Feststoffpartikel infolge der Wirbelströmung der Gase auftretenden 35 durch die auftretende Zentrifugalkraft nach außen Zentrifugalkräfte nach außen abgeschleudert werden, geschleudert. Hiervon werden auch die sehr feinen wobei die feinen Partikel quer durch die Gasströ- Partikel erfaßt, da die Austrittsöffnung in an sich mung wandern und dabei erhitzt werden. Die Fest- bekannter Weise im Bereich des Gaseintritts und partikel werden an der zylindrischen Kammer- damit der Zuführung abgedeckt ist, so daß die Gase wandung abgeschieden und treten durch eine an der 4° zunächst die Abdeckung umströmen, bevor sie zur tiefsten Stelle der Kammerumfangswandung vor- Auslaßöffnung gelangen. Auf die feinkörnigen, festen gesehene Öffnung aus. Infolge der zentralen Ein- Partikel wirken daher zunächst noch keine Schleppführung der festen Partikel an einer Stelle, an der kräfte der Gase, die unmittelbar zum Auslaß führen, sehr hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten, werden vielmehr strömen die Gase zunächst etwa parallel beträchtliche Anteile des zugeführten Zementroh- 45 zur Kammerwandung. Die durch die auftretenden mehls mit den Gasen mitgerissen, und zwar vor allem Zentrifugalkräfte nach außen geschleuderten Festdiese sehr feinkörnigen Partikel, da die auf diese partikel wandern zunächst quer durch die Gas-Partikel einwirkenden Zentrifugalkräfte klein, die strömung. Es ergibt sich auf diese Weise eine ver-Schleppkräfte der Gase dagegen hoch sind. Die hältnismäßig lange Schwebezeit der Festpartikel in feinen Partikel müssen also im Kreislauf wieder in 5° den Gasen, so daß sich ein guter Wärmeaustausch die Kammer zurückgeführt werden, so daß sich eine zwischen Festpartikeln und den Gasen ergibt. Die erhebliche Kreislaufbelastung mit den damit ver- zur Wandung geschleuderten Festpartikel werden bundenen bekannten Nachteilen ergibt. dann in an sich bekannter Weise ausgetragen.Such devices are known which are used for attached gas discharge, a solids feed line, heating of cement raw meal with the aid of the exhaust gases and a cement rotary kiln at the lowest point of the chamber. A known pre-material outlet is provided, achieved in that the direction of this type consists of a chamber with the gas supply line being divided by a partition parallel to its longitudinal cylindrical circumferential wall, tangentially opening to the axis, the gas supply line and the axial gas outlet. Solids supply line on the side into the gas supply - the chamber has flat, vertically standing side lines that open onto the walls facing the chamber. The gas outlet openings are located in the turned side, and the corresponding center of the two side walls is arranged. It forms the side of the gas supply line tangentially to which is brought up in the chamber as a result of the tangential gas 3 ° cylindrical guide plate.
In the device according to the invention, the rotating vortex flow of the gases carries out the supply line and the axial discharge of the gases. The heating, fine-grain cement raw meal flowing along the inner wall of the chamber is added to the partial flow of the gases, the solid particles to be treated in the middle of the chamber, and is supposed to pass through the into the chamber. There, the solid particles are thrown outwards by the centrifugal force which occurs as a result of the eddy flow of the gases occurring. This also covers the very fine, the fine particles across the gas flow particles, since the outlet opening migrates in itself and is heated in the process. The well-known way in the area of the gas inlet and particles are covered on the cylindrical chamber so that the inlet is covered so that the gases wall separated and pass through a at the 4 ° first flow around the cover before they go to the deepest point of the chamber wall - Get the outlet opening. On the fine-grained, solid seen opening. As a result of the central single particles, the solid particles do not initially have an effect at a point where the forces of the gases that lead directly to the outlet cause very high gas velocities; 45 to the chamber wall. These very fine-grained particles are entrained by the occurring flour with the gases, especially centrifugal forces, which are thrown outwards, as the centrifugal forces acting on these particles initially migrate across the gas particles, the flow. In this way there is a dragging force of the gases, on the other hand, are high. The relatively long floating time of the solid particles in fine particles must therefore be returned to the gases in the circuit again in 5 °, so that a good heat exchange is returned to the chamber, so that there is a difference between solid particles and the gases. The considerable circulatory load with the solid particles thrown against the wall are associated with known disadvantages. then carried out in a manner known per se.

Es ist ferner eine Erhitzungsvorrichtung für Die Gasaustrittsöffnungen können in an sich be-Zementrohmehl bekannt, bei der die Kammer als 55 kannter Weise in einer oder in beiden seitlichen Zyklon ausgebildet ist. Die Zuführung des Zement- Kammerwänden angeordnet sein. Bei einer bevorrohmehls mündet in der Gaszuführungsleitung des zugten Ausfiihrungsform ist in beiden Kammer-Zyklons, und zwar in der Nähe der Innenwandung, seitenwänden eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen. d. h. der der Kammer zugewandten Wandung. Hier- Ferner ist zweckmäßig im Bereich der Austrittsdurch soll erreicht werden, daß die feinkörnigen, 60 öffnung< für die abgeschiedenen feinkörnigen Festfesten Partikel die Gasströmung in Querrichtung stoffe oder der sich dieser Austrittsöllnung anschliedurchwandern, bevor sie an der Innenwandung des ßenden Austragleitung eine gewichtsbelastetc Pcndel-Zyklons abgeschieden werden, so daß sich besonders klappe zum gasdichten Abschluß der AustrittsölFnung günstige Bedingungen für den Wärmeübergang vom vorgesehen. Von der Innenseite der Gaseintritts-.Gas auf die Feststoffe ergeben. Die gewünschte 65 Öffnung ausgehend ist ein teilzylindrischcs Leitblech Wirkung wird jedoch nur teilweise erreicht, da an in den Kammerinnenraum gezogen, welches die Gas- der Mündungsstelle der Zuführung des Zementroh- austrittsöffnung teilweise abdeckt. Die Gase sind mehls in die Gaszuführungsleitung durch Prallbleche also gezwungen, zunächst den gekrümmten RaumThere is also a heating device for the gas outlet openings can be known per se cement raw meal, in which the chamber is designed as a known manner in one or in both lateral cyclones. The supply of the cement chamber walls can be arranged. In the case of a raw meal opening into the gas supply line of the embodiment shown, a gas outlet opening is provided in both chamber cyclones, specifically in the vicinity of the inner wall, side walls. ie the wall facing the chamber. In addition, it is useful in the area of the outlet through that the fine-grained "opening" for the separated fine-grained solid particles move the gas flow in the transverse direction or that adjoins this outlet opening before they reach a weight-loaded pendulum on the inner wall of the discharge line. Cyclones are separated, so that favorable conditions for the heat transfer from the provided flap for the gas-tight closure of the outlet oil opening. From the inside of the gas inlet .Gas on the solids result. The desired opening 65 starting a teilzylindrischcs baffle effect is only partially achieved because pulled into the chamber interior, which covers the gas of the discharge point of the supply of Zementroh- outlet opening partially. The gases are usually forced into the gas supply line by baffle plates, so first the curved space

zwischen dem Leitblech und der äußeren Kammerwandung zu durchströmen, bevor sie zur Austrittsöffnung gelangen können. Auf diese Weise werden auch besonders feinkörnige, feste Partikel abgeschieden, so daß die Staubbelastung der abziehenden Gase gering ist.to flow through between the baffle and the outer chamber wall before they can reach the outlet opening. Be that way Also particularly fine-grained, solid particles are deposited, so that the dust pollution of the withdrawing gases is low.

Der Krümmungsmittelpunkt des Leitblechs ist zweckmäßig zum Krümmungsmittelpunkt der Kammerwandung in Richtung auf den Gaseintritt versetzt angeordnet, so daß sich der Strömungskanal des Gases im Inneren der Kammer in Richtung der Gasströmung erweitert. Hierdurch wird der Weg der abzuscheidenden Partikel im Gasstrom verlängert und somit der Wärmeaustausch verbessert.The center of curvature of the guide plate is expediently the center of curvature of the chamber wall arranged offset in the direction of the gas inlet, so that the flow channel of the The gas inside the chamber expands in the direction of the gas flow. This will make the way of the Particles to be separated are lengthened in the gas flow and thus the heat exchange is improved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der . Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is an embodiment of the. Invention shown. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a section through a device according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ι gemäß der Erfindung besteht aus einer Kammer 1 β mit senkrecht angeordneten, ebenen Seitenwänden 2 und 3. Die Umfangswandung 4 der Kammer ist im oberen Bereich teilzylindrisch ausgebildet. Tangential mündet in die Kammer eine Gaszuführungsleitung 5, die durch eine Trennwand 6 in Längsrichtung derart unterteilt wird, daß ein Teilstrom der Gase entlang der der Kammer zugewandten Innenwandung 7 der Leitung 5 strömt. In diesen Teilstrom mündet die Zuführung 8 für die zu behandelnden feinteiligen Feststoffe. ·The device shown in the drawing ι according to the invention consists of a chamber 1 β with vertically arranged, flat side walls 2 and 3. The peripheral wall 4 of the chamber is partially cylindrical in the upper area. A gas supply line 5 opens tangentially into the chamber and is subdivided in the longitudinal direction by a partition 6 in such a way that a partial flow of the gases flows along the inner wall 7 of the line 5 facing the chamber. The feed 8 for the finely divided solids to be treated opens into this partial flow. ·

In den Seitenwänden 2, 3 der Kammer 1 sind Austrittsöffnungen 9, iO für die Gase gelagert. Diese Austrittsöffnungeri sind im Bereich des Gaseintritts abgedeckt durch ein im wesentlichen teilzylindrisches Leitblech 11, das von der Innenseite der Gaszuführungsleitung 5 ausgehend sich zwischen den beiden Seitenwänden 2 und 3 erstreckt und die Austrittsöffnungen 9, 10 teilweise umschließt, so daß lediglich am Ende des Leitblechs 11 eine dem unteren Bereich der Kammer 1 zugewandte Öffnung 12 frei ·■ bleibt, durch die die Gase den Abzugsöffnungen 9, 10 zuströmen können. Der Krümmungsmittelpunkt Ml des Leitblechs 11 ist gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt M 2 der oberen Kammerwandung 4 in Richtung auf den Gaseintritt versetzt angeordnet, so daß sich der zwischen dem Leitblech 11 und der Kammerwandung 4 befindliche Strömungskanal 13 in Richtung der Gasströmung erweitert. · .In the side walls 2, 3 of the chamber 1 there are outlet openings 9, OK for the gases. These outlet openings are covered in the area of the gas inlet by an essentially partially cylindrical guide plate 11 which, starting from the inside of the gas supply line 5, extends between the two side walls 2 and 3 and partially surrounds the outlet openings 9, 10, so that only at the end of the guide plate 11 a surface facing the lower area of the chamber 1, opening 12 remains free · ■, through which the gases can flow to the discharge openings 10 9. The center of curvature Ml of the baffle 11 is offset from the center of curvature M 2 of the upper chamber wall 4 in the direction of the gas inlet, so that the flow channel 13 located between the baffle 11 and the chamber wall 4 widens in the direction of the gas flow. ·.

Der untere Bereich 14 der Kammer 1 ist trichterförmig ausgebildet und hat an seiner tiefsten Stelle eine Austrittsöffnung 15 für die abgeschiedenen feinkörnigen Festpartikel. Die Austrittsöffnung ist gegen den Durchtritt von Gasen abgedichtet mit Hilfe einer Pendelklappe 16, die durch ein Gewicht 17 belastet ist, derart, daß sie zwar den auf ihr lagernden Staub nach unten austreten läßt, infolge der sich bildenden Staubansammlung aber den Eintritt von Gasen in das Innere der Kammer verhindert. An die Austrittsöffnurig schließt sich ein Gutaustragsiohr 18 an.The lower region 14 of the chamber 1 is funnel-shaped and has at its deepest point an outlet opening 15 for the separated fine-grain solid particles. The outlet opening is against the passage of gases is sealed with the aid of a pendulum flap 16 which is loaded by a weight 17 is such that it allows the dust stored on it to escape downwards, as a result of the dust that is being formed Dust accumulation but prevents the entry of gases into the interior of the chamber. To the outlet opening This is followed by a material discharge ear 18.

Im Betrieb wird der Kammer 1 Gase durch die Leitung 5 zugeführt, beispielsweise die Abgase eines Zementdrehofens. Den zwischen der Trennwand 6 und der Innenwaiuliiug 7 der Gaszuführungsleitung 5 strömenden Gasen wird die zu behandelnden feinteiligen Feststoffe, z. B. Zeiuentrohmehl, durch die Leitung 8 aufgegeben. Die Feststoffe treten also zusammen mit der entsprechenden Gasmenge an der Innenweite der Leitung 5 in die Kammer ein. Infolge der zylindrischen Krümmung der Kammeraußenwandung 4 werden die Gase umgelenkt, so daß auf die Feststoffpartikel Zentrifugalkräfte einwirken, die die einzelnen Partikel nach außen bewegen. Die Partikel durchqueren dabei die Gasströmung, wie dies in F i g. 1 durch die Pfeile 19 veranschaulicht ist. Je nach Korngröße, der Partikel werden die Feststoffe nach unterschiedlichen Weglängen an die Wandung 4 geschleudert, so daß sich ein etwa fächerförmiger, ebenfalls durch die Pfeile 19 angedeuteterIn operation, the chamber 1 is supplied with gases through the line 5, for example the exhaust gases from one Cement rotary kiln. The one between the partition 6 and the inner wall 7 of the gas supply line 5 flowing gases, the finely divided solids to be treated, e.g. B. raw raw meal through which Line 8 abandoned. The solids occur together with the corresponding amount of gas at the Inside width of the line 5 into the chamber. As a result of the cylindrical curvature of the outer wall of the chamber 4 the gases are diverted so that centrifugal forces act on the solid particles, which move the individual particles outwards. The particles traverse the gas flow, like this in FIG. 1 is illustrated by the arrows 19. Depending on the grain size, the particles will be the solids thrown against the wall 4 after different distances, so that an approximately fan-shaped, also indicated by the arrows 19

. Bereich ausgebildet hat, in dem die Partikel nach außen wandern. Infolge der zunehmenden Erweiterung des Strömungskanals 13 zwischen der Umfangswandung 4 der Kammer und dem Leitblech 11 ist der Weg der Partikel, auf dem sie sich im Gas in der Schwebe finden, verhältnismäßig lang, so daß sich ein sehr guter Wärmeübergang von den heißen Drehofenabgasen auf das feinkörnige Zementrohmehl ergibt. . Has formed area in which the particles migrate to the outside. As a result of increasing expansion of the flow channel 13 between the peripheral wall 4 of the chamber and the guide plate 11 the path of the particles, on which they find themselves in suspension in the gas, is relatively long, so that a very good heat transfer from the hot rotary kiln exhaust gases to the fine-grain cement raw meal results.

Das Zementrohmehl gleitet an der Innenseite der Kammerwandung 4 entlang und wird schließlich durch die Öffnung 15 an der tiefsten Stelle des trichterförmig ausgebildeten Kammerteils 14 ausgetragen. Die heißen Gase, deren Strömungsweg durch die Pfeile 20, 21 veranschaulicht ist, strömen durch die Öffnung 12 am Ende des Leitblechs 11 zu den Austrittsöffnungen 9, 10 und verlassen auf diese Weise die Kammer 1. ;The cement raw meal slides along the inside of the chamber wall 4 and is finally discharged through the opening 15 at the lowest point of the funnel-shaped chamber part 14. The hot gases, the flow path of which is illustrated by the arrows 20, 21, flow through the Opening 12 at the end of the guide plate 11 to the outlet openings 9, 10 and leave in this way Chamber 1.;

Claims

Patent claims:

1. Device for mass and / or heat exchange between finely divided solids and Gases, especially for drying, calcining or cooling and then separating the finely divided Solids, consisting of a chamber with a horizontally lying one in the upper part Axis semi-cylindrical circumferential wall, each in the lower area steadily and approximately tapered in a wedge shape, the side walls of the chamber being vertical Planes are formed and with between the side walls parallel to the horizontal lying chamber axis with a cylindrical guide plate connecting the side walls with one another an opening is arranged on its underside, with a further tangential in the lower area gas supply line directed vertically upwards, an axial gas discharge line attached to the front, a solids feed line and a solids outlet at the lowest point of the chamber are provided, thereby g e k e η η ζ e i c h net, that the gas supply line (5) is divided by a partition (6) parallel to its longitudinal axis is, wherein the solid material feed line (8) opens into the gas feed line (5) on the side, on the side facing the chamber (1) lies, and wherein the corresponding side of the gas supply line tangential to the cylindrical Guide plate (11) is brought up. '

2. Apparatus according to claim I, characterized ^ge: indicates that in both Kainincrseitenwändcn (2, 3) a Gasaustrittsöfl'iiung (9, 10) is provided.

3. Device according to claim 2, characterized in that

indicates that the center of curvature of the guide plate (11) is arranged offset from the center of curvature of the chamber wall (4) in the direction of the gas inlet.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the area the outlet opening (15) or the discharge line adjoining the outlet opening Weight-loaded pendulum flap (16) is provided for gas-tight closure of the outlet opening.

1 sheet of drawings