DE1501392C - Querstrom-Wärmetauscher für körnige bis staubförmige Korngemische - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querstrom- den Böden befestigte Leitkörper mit dreieckigem Wärmetauscher für die Behandlung körniger bis Querschnitt gebildet, die zwischeneinander Rinnen staubförmiger Korngemische durch Gase, bei mit sich nach oben erweiterndem trapezförmigem welchem das zu behandelnde Korngemisch über Querschnitt einschließen. Es ergeben sich dadurch mehrere in einem lotrechten Schacht übereinander 5 einfach herzustellende Fließbettrinnen mit Leitangeordnete geneigte Böden in zusammenhängender körpern, die vorzugsweise als Hohlkörper ausgebildet Schicht auf einem zickzackförmigen Wege nach ab- ' sind. Der Hohlraum kann für die Zuleitung und Verwärts wandert, während das Behandlungsgas durch teilung der Gase benutzt werden. Dazu sind zwecköffnungen in den Böden in die Korngemischschicht mäßig entlang der unteren Längskanten der Rinnen eindringt und sie quer zur Fließrichtung des Gutes io in Fließrichtung des Gutes sich erstreckende Spalte durchströmt. . vorgesehen. Für die Zuleitung können die Leitkörper

Ein derartiger Wärmetauscher ist bekanntgewor- vorteilhaft an einer Stirnseite mit Gaseintrittsöffnunden durch die schweizerische Patentschrift 296 419. gen versehen sein, so daß das Gas in Längsrichtung Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um eine der Leitkörper durch den von den Leitkörpern beVorrichtung zur Trocknung und Kühlung körnigen 15 grenzten Hohlraum geführt wird. Das Gas kann aber Gutes. Die Gutschichten auf schräg in einem Schacht gegebenenfalls auch über Durchbrechungen in den angeordneten Böden werden von unten nach oben geneigten Böden in den von den Leitkörpern bevon Gasen durchströmt und fluidisiert. Dabei be- grenzten Hohlraum und von dort in das Korngemisch wirkt aber der über die ganze Schrägfläche gleich- einströmen. Um den Materialfluß am oberen Rand mäßig austretende Gasstrom eine Entmischung des 20 der geneigten Fläche in Gang zu bringen, sind dort Behandlungsgutes, so daß sich das feinere Korn in Düsen zum Einblasen von Spülgas in das Kornder oberen Schicht anreichert. In diesem Stadium gemisch in dessen Fließrichtung vorgesehen,
kann eine Auflockerung der bodennahen grobkörni- Zur Beherrschung der Bewegung der Ströme von

gen Schicht nicht mehr erfolgen, da sie zu durch- Gut und Gas ist die Anordnung von Stellorganen zur lässig geworden ist. Da aber verhindert werden muß, 25 Veränderung des Durchtrittsquerschnittes für das daß das grobkörnige Gut auf den schrägen Flächen Korngemisch zweckmäßig bzw. erforderlich,
zur Ruhe kommt und die Förderwege verstopft, muß In den Abbildungen sind Beispiele für erfindungs-

die Neigung der schrägen Flächen so groß gemacht gemäße Wärmetauscher dargestellt, wie sie für die werden, daß die Förderung des Gutes im wesent- Rohmehlvorbereitung in der Zementfabrikation Verliehen durch Schwerkraft ohne Auflockerung erfol- 30 wendung finden können. Bei entsprechender Ausbilgen kann. Bei der in der genannten Schrift an- dung ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher aber gegebenen etagenartigen Anordnung mehrerer Schräg- auch für viele andere Prozesse, bei denen ein Kornflächen übereinander führt das zu beträchtlichen Bau- gemisch einer chemischen Veränderung, einer Vorhöhen, trocknung, Aufwärmung, Kristallwasseraustreibung,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 35 Entsäuerung oder auch Kühlung durch Gase unter-Querstrom-Wärmetauscher mit geringer Bauhöhe für zogen werden soll, anwendbar. Es zeigen
ein Behandlungsgut zu schaffen, welches aus einer Fig. 1 und 3 je einen vertikalen Längsschnitt

Mischung verschiedener Korngrößen besteht, also durch einen Wärmetauscher mit fünf übereinander-Feinkorn, Grieß und Staub gemeinsam enthält.· Um liegenden geneigten Flächen,

dieses Ziel zu erreichen, muß eine pneumatische Auf- 40 F i g. 2 und 4 einen Teil des vertikalen Längslockerung (Fluidisierung) auch des gröberen Korns schnittes in einer um 90° versetzten Schnittebene,
möglich sein, damit das Gut in Fluß bleibt. Einer Gleiche Teile sind in allen Abbildungen mit den

einfachen Steigerung der Gasgeschwindigkeit sind gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Grenzen gesetzt durch die staubfeinen Anteile im Das Korngemisch wird dem Wärmetauscher über

Behandlungsgut, die vom Gasstrom nicht mitgerissen 45 eine Aufgabeöffnung 1 zugeführt und gelangt auf den werden dürfen. Eine allgemeine Erhöhung der Gas- obersten der geneigten Böden 2. Die Neigung der geschwindigkeit ist ferner wegen der damit verbun- Böden 2 beträgt nur etwa 6 bis 16°. Damit das Korndenen Verkürzung der Kontaktzeit zwischen Gut und gemisch abfließt, wird es durch ' in Richtung der Gas unerwünscht, weil dabei unter Umständen eine Pfeile 3 strömendes Gas aufgelockert (fluidisiert), größere Zahl von Etagen, d. h. wiederum eine ent- 50 Die Reibung wird dadurch weitgehend aufgehoben, sprechende Vergrößerung der Bauhöhe, erforderlich so daß sich das Korngemisch etwa wie eine Flüssigwäre, keit verhält. In den dargestellten Beispielen werden

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die die heißen Abgase eines Brennofens 4 dem Wärmegeneigten Böden in Fließrichtung des zu behan- tauscher über eine Rohrleitung 5 zugeführt. Ein Gedelnden Gutes verlaufende Rinnen mit sich nach 55 blase 6 zieht das Gas ab, nachdem dieses den Wärmeoben erweiternder Querschnittsform und Gasdurch- tauscher durchströmt hat. Das in etwa gleichmäßiger trittsspalten entlang der unteren Längskanten auf- Schichtdicke über die geneigten Böden 2 abwärtsweisen, fließende Korngemisch wird in Fließrichtung in meh-

Die Rinnen bilden das Fließbett für das Gut. Das rere Bahnen bzw. Rinnen mit etwa trapezförmigen, quer zur Fließrichtung des Gutes aufsteigende Gas 60 sich nach oben erweiternden Querschnitten unterteilt, hat in den tieferen Schichten eine höhere Strömungs- Das wird in den dargestellten Beispielen durch den geschwindigkeit als in den oberen, da sich der Einbau satteldachförmiger Leitkörper 7 erzielt, wie Rinnenquerschnitt nach oben verbreitert. Der aus Fig. 2 und 4 deutlich zu erkennen ist. Diese Gradient der Verbreiterung wird den gegebenen Leitkörper 7 sind vorzugsweise als Hohlkörper ausphysikalischen und betrieblichen Bedingungen ent- 65 gebildet und können so zur Führung der Gase nutzsprechend gewählt. bar gemacht werden. Zu diesem Zweck sind zwischen In Ausgestaltung der Erfindung sind die Rinnen den Unterkanten der Leitkörper 7 und den geneigten durch parallel zu den Böden angeordnete und auf Böden 2 Spalte 17 vorgesehen, durch die die Gase

parallel zu den geneigten Böden 2 in das Korngemisch eintreten. Die untere Schicht des Korngemisches 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 Spalte 17 nicht über die ganze Länge der Leitkörper 7 verlaufen, sondern mehrfach unterbrochen oder sogar nur einseitig vorgesehen sind. Bei richtiger Verteilung der Unterbrechungen an einander benachbarten Leitkörpern 7 wird das Korngemisch während seiner Fließbewegung über die geneigten Böden 2 abwechselnd aus entgegengesetzten Richtungen seitlich angeblasen, so daß die bodennahe Körnerschicht in kreisende Bewegung versetzt wird und damit eine besonders wirksame Auflockerung erfährt.

In den F i g. 2 bis 4 sind Beispiele für die. Einführung der Gase in die durch die Leitkörper 7 gebildeten Hohlräume 9 dargestellt. F i g. 2 zeigt vertikale Durchbrechungen 8, die unter" dem von den Leitkörpern 7 begrenzten Raum 9 münden und so den Durchtritt der Gase in ihrer vertikalen Hauptrichtung 3 durch den geneigten Boden hindurch ermöglichen, as

Eine andere Möglichkeit besteht nach Fig. 3 und 4 darin, die Gase über einen vertikalen Schacht 10 in den von den Leitkörpefn 7 begrenzten Hohlraum 9 in Längsrichtung der Leitkörper durch Gaseintrittsöffnungen 18 einzuführen, wobei dann die Gasströmung etwa in Richtung der Pfeile 11 (F i g. 3) verläuft, gleichfalls wieder in Hauptrichtung von unten nach oben. Die aus dem Brennofen 4 austretenden Gase gelangen unmittelbar unter die zuunterst angeordneten Leitkörper la, wie durch die Pfeile 12 (F i g. 3) angedeutet.

Bei der Anordnung mehrerer geneigter 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 Rand der obersten geneigten Fläche je ein Stellorgan 13 schematisch dargestellt. Für die praktische Ausführung stehen bekannte Elemente, z. B. Klappen, Schieber oder Zellenschleusen, zur Verfügung. Die Stellorgane 13 sollen in erster Linie der Regelung der durchlaufenden Korngemischmenge dienen, aber auch dazu beitragen, einen Gasstrom 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 reicht in der Regel zur Erzielung eines genügenden Gasverschlusses aus.

Das von oben zugeführte Korngemisch kommt wegen des geringen Gefälles der geneigten Böden 2 nicht von selber in Fließrichtung in Bewegung. Deshalb werden am oberen Rand der geneigten Böden 2 Gasdüsen 15 vorgesehen, durch die Spülgas in Fließrichtung unmittelbar in das Korngemisch eingeblasen wird. Das Spülgas kann, wie in Fig. 1 und 3 schematisch angedeutet, mittels Hilfsgebläse 16 gefördert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können thermische und thermochemische Prozesse verschiedener Art, bei denen ein Behandlungsgas mit einem Korngemisch unmittelbar in Kontakt zu bringen ist, bei gutem thermischem Wirkungsgrad, langer Verweilzeit und geringem Aufwand an mechanischer Energie durchgeführt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei die sich ergebende geringe Bauhöhe, durch die nicht nur ein geringer Aufwand an Raum und Baukosten bedingt ist, sondern auch verminderte Wärmeverluste infolge der kleineren außenliegenden Oberflächen des Wärmetauschers auftreten.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Querstrom-Wärmetauscher für die Behandlung körniger bis staubförmiger Korngemische durch Gase, bei welchem das zu behandelnde Korngemisch über mehrere in einem lotrechten Schacht übereinander angeordnete geneigte Böden in zusammenhängender Schicht auf einem zickzackförmigen Wege nach abwärts wandert, während das Behandlungsgas durch Öffnungen in den Böden in die Korngemischschicht eindringt und sie quer zur Fließrichtung des Gutes durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Böden (2) in Fließrichtung des zu behandelnden Gutes verlaufende Rinnen mit sich nach oben erweiternder Querschnittsform und Gasdurchtrittsspalten (17) entlang der unteren Längskanten aufweisen.

2. Querstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen durch parallel zu den Böden (2) angeordnete Leitkörper (7) gebildet sind, die zwischeneinander Rinnen mit sich nach oben erweiterndem trapezförmigem Querschnitt einschließen.

3. Querstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) als Hohlkörper ausgebildet sind.

4. Querstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper (7) an einer Stirnseite mit Gaseintrittsöffnungen (18) versehen sind.

5. Querstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas über Durchbrechungen (8) in den geneigten Böden (2) in den von den Leitkörpern (7) begrenzten Hohlraum (9) und von dort in das Korngemisch einströmt.

6. Querstrom-Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch Gasdüsen (15) am oberen Rand der geneigten Böden zum Einblasen von Spülgas in das Korngemisch in dessen Fließrichtung.

7. Querstrom-Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Stellorgan (13) am oberen oder unteren Rand der geneigten Böden (2) zur Veränderung des Durchtrittsquerschnittes für das Korngemisch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen