DE1501392A1 - Querstromwaermetauscher - Google Patents

Querstromwaermetauscher

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DE1501392A1
DE1501392A1 DE19661501392 DE1501392A DE1501392A1 DE 1501392 A1 DE1501392 A1 DE 1501392A1 DE 19661501392 DE19661501392 DE 19661501392 DE 1501392 A DE1501392 A DE 1501392A DE 1501392 A1 DE1501392 A1 DE 1501392A1
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DE
Germany
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cross
heat exchanger
flow
grain mixture
inclined surface
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Withdrawn
Application number
DE19661501392
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English (en)
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Abelitis Dipl-Ing Andris
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/10Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
    • F28C3/12Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
    • F28C3/16Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material forming a bed, e.g. fluidised, on vibratory sieves

Description

  • Querstromwärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf Querstromwärmetauscher für die Behandlung körniger bis staubförmiger Korngemische durch Gasep die das in einer Schicht auf einer geneigten Pläche abwärtsfließende Korngemisch quer zu dessen Fließrichtung von unten nach oben durchströmen. Derartige Wärmetauscher sind unter anderem bekannt geworden durch die britische Patentschrift 500 734 und die französieche Patentschrift 1 245 435. Bei der zuerst genannten Schrift handelt es sich uiR einen Wärmetauscher, bei den das Gas nur Wärmeträger ist und die 7örderung den Guten über schrägeg gelochte Plächen allein durch die Schwerkraft bewirkt wird, Das Behandlungegut ist Getreide, also ein Gut mit einheitlicher Korngröße. Nach der französischen Patentechrift handelt es sich um eine Vorrichtung zur Reduktion von Irnen, bei der dem in Wirbel der aufsteigenden Ofengane abwärtarionelnden Gut, durch schräge zur Yallrichtung gestellte poröse 7lächen hindurch, Behandlungegase zur Beherrschung der Reduktion und Oxydation zugeführt werden. Die große Neigung der schrägen 7lächen ermöglicht den Durchlauf des Gutes unter Schwerkraftwirkung, wobei eine Auflockerung (Fluidisierung) des aus einem feinkörnigen Gemisch verschiedener Korngrößen durch die quer zur Förderrichtung einetrömenden Behandlungegase denkbar ist. Allerdings würde hierbei der über die ganze Schrägfläche gleichmäßig austretende Gasstrom eine Entmischung des Behandlungsgutes bewirken, so daß sich das feinere Korn in der oberen Schicht anreichert. In diesem Stadium kann eine Auflockerung der bodennahen grobkörnigen Schicht nicht mehr erfolgen, da sie zu durchlässig geworden ist. Da aber verhindert werden muß, daß das gröbere Korn auf den schrägen 7lächen zur Ruhe kommt und die Pörderwege verstopft, muß die Neigung der schrägen Plächen so groß gemacht werdeng daß die 7örderung den Guten im wesentlichen durch Schwerkraft ohne Auflokkerung erfolgen kann. Bei der in der genannten Schrift angegebenen etagenartigen Anordnung mehrerer Schrägflächen übereinander, führt das zu beträchtlichen Bauhöhen. Der Zrfidniing liegt die Aufgabe zugrundet einen Queretronwärmetauscher mit geringer Bauhöhe für ein Behandlungegut zu schaffen, welche aus einer Mischung verschiedener Korngrößen besteht, also beispielsweise 7einkorn, Grieß und Staub enthält. Um dienen Ziel zu erreichen, muß eine pneumatische Auflockerung (Pluidinierung) auch den gröberen Korns nach etwaiger Entmischung erfolgen, damit das Gut auch auf schwach geneigten Flächen in Fluß bleibt. Um trotzdem zu verhindern, daß die staubfeinen Anteile vom Gasstrom mitgerissen werden, sind einer einfachen Steigerung der Gasgeschwindigkeit Grenzen gesetzt. Eine allgemeine ErhÖhung der Gasgeschwindigkeit ißt ferner wegen der damit verbunde-' nen Verkürzung der Kontaktzeit zwischen Gut und Gas unerwünscht, weil dabei unter Umständen eine größere Zahl von Etagen, d.h. wiederum eine entsprechende Vergrößerung der Bauhöhe erforderlich wäre. Die Lösung der Aufgabe erfolgte durch in Fließrichtung des Korngemisches auf der geneigten Fläche verlaufende Rinnen mit sich nach oben erweiternder Querschnittoform, an deren unteren Rand die über die Fließrichtung oder quer dazu gerichtete Hohlräume oder Öffnungen geführten Gase in das Korngemiscb:eintretene Die Rinnen bilden das Fließbett für das Gut. Das quer zur Fließrichtung des Gutes aufsteigende Gas hat in den tieferen Schichten eine höhere Strömungegeschwindigkeit als in den oberen,. da sich der Rinnenquerschnitt nach oben verbreitert. Der Gradient der Verbreiterung wird den gegebenen physikalischen und betrieblichen Bedingungen entsprechend gewählt., In Ausgestaltung der Erfindung sollen parallel zur Pließrichtung des Korngemisches verlaufende Leitkörper, die den Querschnitt der Korngemischschicht in mehrere sich nach oben verbreiternde etwa trapezförmige Rinnen unterteilen, angeordnet werden, vorzugsweise von dachförmiger Gestalt, Der freie Raum unter dem Dach kann für die Zuleitung oder Verteilung der Gase benutzt werden, Dazu erfolgt die Anordnung zweckmäßig so, daß zwischen den unteren Rändern der Leitkörper und der geneigten Fläche Spalte für den Eintritt der Gase in das Korngemisch verbleiben. Das Gas kann in bekannter Weise durch die poröse Fläche,hindurch aber auch in Richtung der Längsachse der Leitkörper oder über Durchbrechungen in der geneigten Fläche hindurch in den von den Leitkörpern begrenzten Hohlraum und von#dort in das Korngemisch eingeführt werden. Um den Materialfluß am oberen Rand der geneigten Fläche in Gang zu bringen, sind dort DüBen zum Einblasen von Spülgas in das Kärng"iäoh in dessen Fließrichtung vorgesehen. Je nach der erforderlichen Kontaktzeit werden mehrere schräge Flächen in Zickzackform übereinander angeordnet. Dabei tritt das Korngenisch am unteren Rand der schrägen Fläche über einen kurzen vertikalen Kanal nach der nächstfolgenden niedrigen schrägen Fläche über, Zur Beherrschung der Bewegung der Ströme von Gut und.Gas ist die Anordnung von Stellorganen zur Veränderung des Durchtrittaquerschnittee für das Korngemisch zweckmäßig -bzw. erforderlich. In den Abbildungen sind Beispiele für erfindungegemäße Wärmetauscher dargestellts wie sie für die Rohmehlvorbereitung der Zementfabrikation Verwendung finden können. Bei entsprechender Anordnung sind erfindungegemäße Wärmetauscher aber auch für-viele andere Prozesse, bei denen ein Korngemisch einer chemischen Veränderung einer Vertrtoknung, Aufwärmung, Kristallwasserauntreibung, Entsäuerung oder auch Kühlung durch Gase unterzogen werden soll, anwendbar. 7ig. 1 und 3 zeigen je einen vertikalen Längeschnitt durch einen Wärmetauacher mit fünf übereinanderliegenden geneigten Plächeng Fig. 2 und 4 zeigen einen Teil den vertikalen längsschnitten in einer um 900 versetzten Schnittebene. Gleiche Teile sind in allen Abbildungen mit den gleichen Bezugeziffern gekennzeichnet* an Korngemisch wird dem Wärmetaus'oher über eine Aufgabeöffnung 1 zugeführt und gelangt auf die oberste der geneigten Flächen 2. Die.Neigung der Fläche 2 ist im Gegensatz zu bekannten Anlagen sehr gering. Sie beträgt nur etwa 60 bis 160. Damit das Korngemisch abfließt, wird es durch in Richtung der Pfeile 3 strömendes Gas aufgelockert (fluidisiert). Die Reibung wird dadurch weitgehend aufgehoben, so daß sich das Korngemisch etwa wie eine Flüssigkeit verhält. In den dargestellten Beispielen-werden die heißen Abgase eines Brennofens 4 dem Wärmetauscher über eine Rohrleitung 5 zugeführt, Ein Gebläse 6 zieht das Gas ab, nachdem dieses den Wärmetauscher durchströmt hat. Das in etwa gleichmäaeiger Schichtdicke über die geneigten Flächen 2 abwärtsfließende Korngemiach wird in Yließrichtung in mehrere Bahnen bzw. Binnen mit etwa trapezförmigen, zieh nach oben erweiterndem Querschnitt unterteilt. Das wird in den dargestellten Beispielen durch den Einbau natteldachförniger leitkörper 7 erzielt, wie aus Pig. 2 und Pis. 4 deutlich zu erkennen ist, Obgleich es möglich und mehrfach vorgeschlagen worden ist, das Gas durch poröse lflächen hindurchzuführen, was ein staubfreies Gas voraussetzt, worden in den Abbildungen andere Beispiele für die Einfübriing des mit Staub beladenen Gazen in das Korngemiach aufgezeigt, Danach soll4en die leitkörper 7 vorzugsweise als Hohlkörper ausgebildet und zur Mnung der Gaae nutzbar gemacht werden» Zu diesen Zweck erfolgt die Anordnung so, aaß zwischen den Unterkanten der Leitkörper 7 und den geneigten Flächen 2 Spalte 17 vorgesehen werden, durch die die Gase parallel zu der geneigten Fläche 2 in das Korngemisch eintreten. Die untere'Schicht des Korngemieches wird also zunächst quer zu ihrer Fließrichtung angeströmt, Dadurch wird verhindert, daß sich Teile des Gemisches auf dem Rinnengrund festsetzen. Besonders wirksam in dieser Beziehung ist es, wenn die Schlitze 17 nicht über die ganze Itänge der Leitkörper verlaufen, sondern mehrfach unterbrochen oder sogar nur einseitig geführt werden. Bei richtiger Verteilung der Unterbrechungen an einander benachbarten Leitkörpern 7# wird das Korngemisch während seiner Fließbewegung über die geneigte Fläche 2 abwechselnd aus entgegengesetzten Richtungen seitlich angeblasen, wobei die bodennahe Körnerschicht in kreisende Bewegung versetzt wird und damit eine besonders wirksame Auflockerung erfährt. In den Abbildungen Fig. 2 und 4 sind Beispiele für die Einführung der Gase in die durch die Leitkörper 7 gebildeten Hohlräume 9 dargestellt. Fig. 2 zeigt vertikale Durchbrechungen 8, die unter dem von den Leitkörpern 7 begrenzten Raum 9 münden und so den Durehtritt der Gase in ihrer vertikalen Hauptrichtung 5 durch die geneigte Fläche 2 hindurch ermöglichen. Eine andere Möglichkeit besteht nach Fig. 4 darin, die Gase über einen vertikalen-Schacht 10 in den von den Leitkörpern 7 begrenzten Hohlraum 9 in Richtung deren Längsachse einzuführen, wobei dann die Gasströmung etwa in Richtung der Pfeile 11 (Fig. 3) verläuft, gleichfalls wieder in die Hauptrichtung von unten nach oben. Die aus dem Brennofen 4 austretenden Gase gelangen unmittelbar unter die zuunterst angeordneten lieitkörper 7a, wie durch Pfeile 12 (Fig, 3) angedeutet. Bei der Anordnung mehrerer Einheiten von geneigten Flächen 2 mit Leitkörpern 7 übereinander sind noch zusätzliche Maßnahmen für die Führung der Ströme von Gas und Korngemisch vorgesehen. So ist am unteren Rand jeder geneigten Fläche 2 und am oberen Rande der obersten geneigten Fläche je ein Stellorgan 13 schematisch dargestellt. Für die praktische Ausführung stehen bekannte Vorrichtungen u*B, in Gestalt von Klappen, Schieber oder Zellenschleusen zur Verfügung. Die Stellorgane 13 sollen in erster Linie der Dosierung des Durchlaufes von Korngemisch dienen, aber auch dazu beitragen, einen Gaastrom zu unterbinden, der unter Umgehung des vorgesehenen,Weges direkt von Etage zu Etage aufsteigt, ohne an der Auflockerung des Korngemisches teilzunehmen. Ein sich vor dem Stellorgan 13 bildender Körnerstau 14 retht in-der Regel zur Erzielung eines genügenden Gasverschlusses aus. -Das von oben zugeführte Korngemisch kommt wegen des geringen Gefälles der geneigten Flächen 2 nicht von selber in Fließrichtung in Bewegung. Deshalb werden am oberen Rand der geneigten Flächen 2 Gaodüsen 15 vorgesehen, durch die Spülgas in Fließrichtung unmittelbar in das Korngemisch eingeblasen wird, Das Spülgaa kann, wie in Fig. 1 und 3 schematisch angedeutetg mittels Hilfsgebläne 16 gefördert werden* Mit den erfindungegemäßen Einrichtungen können thermieche und thermochemische Prozesse verschiedener Art, bei denen din Behandlungsgan mit einem Korngenisch in Kontakt zu bringen istg bei gutem thermischen Wirkungegradg langer Verweilzeit und geringem Aufwand an mechanischer Energie durchgeführt werden, Von besonderem Vorteil ist dabei die sich ergebende geringe Bauhöhe, durch die sich nicht nur ein geringer Aufwand an Raum und Baukosten bei der'Zrrichtung ergebdnp sondern auch verminderte Wärmeyerluste infolge der kleineren außenliegenden Oberflächen den Wärmetauschern.

Claims (2)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Querstromwärmetauscher für die Behandlung körniger bis staubförmiger Korngemische durch Gase, die das in einer Schicht auf einer geneigten Fläche abwärtBfließende Korngemisch quer zu dessen Fließrichtung von unten nach oben durchströmen, gekennzeichnet durch in Fließrichtung des Korngemischeo auf der geneigten Fläche (2) verlaufende Rinnen mit sich nach oben erweiternder Querschnittoformg an deren unteren Rand die über in Fließrichtung oder quer dazu gerichtete Hohlräume (9) oder Öffnungen (8, 17) geführten Gase in das Korngemisch eintreten.
  2. 2. Querstromwärmetauacher nach Anspruch 19 gekennzeichnet durch parallel zur fließrichtung den Korngezieches verlaufende Leitkörper (7), die den Querschnitt der KorngemLiechechicht in mehrere sich nach oben verbreiternde etwa trapezförmige Rinnen unterteilen, 3. Querstromwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitkörper (7) als Hohlkörper aungebildet eindp die den Querschnitt für die Zuführung der Gase oben begrenzen* 4. Querstromwärmetauscher nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den unteren Rändern der Leitkörper (7) und der geneigten Fläche (2) Spalte (17) für den Eintritt der Gase in das Korngemisch vorgesehen sind. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnetg daß das Gas in Richtung der Längeachse der Leitkörper (7) durch den von ihnen begrenzten Hohlraum (9) in das Korngemisch eingeführt wird. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas über Durchbrechungen (8) in der geneigten Fläche (2) hindurch in den von den Leitkörpern (7) begrenzten Hohlraum (9) und von dort in das Korngemisch eingeführt wird. 7. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Gasdüsen (15) am oberen Rand der geneigten Fläche zum Einblasen von Spülgas in das Korngemisch in dessen Fließrichtung. 8. Querstromwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 79 gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer Einheiten von geneigten Flächen (2) übereinander. 9.1 Querstromwärmetauscher nach Anspruch 89 gekennzeichnet durch ein Stellorgan (13) am oberen oder unteren Rande .der geneigten Fläche (2) zur.Veränderung des Durchtritts.-querschnittes für das Korngemisch.
DE19661501392 1966-05-27 1966-05-27 Querstromwaermetauscher Withdrawn DE1501392A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2208247A1 (de) * 1971-02-25 1972-09-07 Smidth & Co As F L Verfahren und Vorrichtung fur die Über tragung von Warme zwischen pulverformigem Material und Gas

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2208247A1 (de) * 1971-02-25 1972-09-07 Smidth & Co As F L Verfahren und Vorrichtung fur die Über tragung von Warme zwischen pulverformigem Material und Gas

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BE697309A (de) 1967-10-02

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