DE1508564B1

DE1508564B1 - Verfahren und Einrichtung zum Kuehlen von Granulat insbesondere Kalkgranulat

Info

Publication number: DE1508564B1
Application number: DE19661508564
Authority: DE
Inventors: Richard Terry Hall
Original assignee: INTERNAT PROCESSES Ltd
Current assignee: INTERNAT PROCESSES Ltd
Priority date: 1965-10-12
Filing date: 1966-09-23
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1106399A; US3397460A; NL139023B; NL6613781A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen bindungskästen miteinander verbunden sind. Hierbei von Granulat, insbesondere Kalkgranulat, mit Hilfe ist es besonders zweckmäßig, wenn nach einem weivon direktem und indirektem Wärmeaustausch, Aus- teren Erfindungsmerkmal im indirekten Wärmenutzung der dabei frei werdenden Wärme und Ab- tauscher der Kühllufteintritt am untersten Stockwerk scheidung des anfallenden Staubes. Sie bezieht sich 5 und der Kühlluftaustritt am obersten Stockwerk liegt, ferner noch auf eine Einrichtung zur Durchführung Für die Ausbildung des indirekten Wärmetauschers

eines solchen Verfahrens. wird weiter noch vorgeschlagen, daß oberhalb seiner

Durch die deutsche Patentschrift 1106 238 ist eine Kanäle eine Zufuhrkammer vorhanden ist, die nach Vorrichtung zum stufenweisen Kühlen von Granulat oben konisch oder pyramidenförmig in die Einlaßbekanntgeworden, bei der sowohl ein direkter als io kammer übergeht, und daß um den konischen Überauch ein indirekter Wärmeaustausch vorgenommen gangsteil eine Luftleitung ringförmig angeordnet ist, wird. Dabei ist die erste Stufe als ein direkter Luft- die vom obersten Verbindungskasten zum Kühlluftkühler nach dem Wirbelkammersystem und die zweite abfluß führt. Ferner ist noch vorgesehen, daß im inStufe als ein indirekt wirkender Wasserkühler ausge- direkten Wärmetauscher die Kühlluftkanäle einen bildet. Diese bekannte Vorrichtung ist allein schon 15 aufrecht stehenden Rechteckquerschnitt aufweisen wegen der dort verwendeten zwei verschiedenen und daß ihre Wandungen durch Platten gebildet sind, Kühlmittel nachteilig. Ferner kann die Kühlluft der die mit Flanschen versehen und von Stangen quer ersten Stufe nicht ohne weiteres dem Brennofen durchsetzt sind und die mittels Abstandsstücken auf wieder zugeführt werden. diesen Stangen gehalten sind. Auf diese Weise läßt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, so _si_ch ein einfacher Aufbau erreichen, und die einzeldie geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein nen Teile lassen sich gut und schnell montieren. Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit Hinsichtlich des direkten Wärmetauschers ist ein

deren Hilfe in Verbindung mit der Weiterverwendung weiteres Erfindungsmerkmal darin zu sehen, daß von erwärmter Luft ein Wärmetausch mit hohem dieser eine sich von oben nach unten kegel- oder Gesamtwirkungsgrad bei rascher Abkühlung mög- 35 pyramidenförmig verjüngende Kühlkammer aufweist, lieh ist. die unten in den Granulatauslaß übergeht und in der

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ein Prallglied für die Zufuhr der Kühlluft angeordnet gelöst, daß dem Kühlgut die Wärme in der ersten ist. Ferner wird vorgeschlagen, daß dieses Prallglied Stufe durch indirekte und in der zweiten Stufe durch als ein sich entgegengesetzt zur Kühlkammer verdirekte Luftkühlung entzogen wird, daß die in der 30 jungender, unten offener Kegel- oder Pyramidenersten Kühlstufe anfallende, erwärmte Luft einem körper ausgebildet ist und Leitungen für die Kühlluft-Brennofen, insbesondere einem Kalkbrennofen, zu- zufuhr aufweist, die sich quer durch die Kühlkammer geführt wird und daß die Kühlluft der zweiten Stufe erstrecken. Und schließlich ist es noch zweckmäßig, vom Staub gereinigt wird. Hierdurch ergibt sich zu- wenn der direkte Wärmetauscher oben — über dem nächst der Vorteil, daß nur ein Kühlmedium ver- 35 Prallglied — eine Sammelkammer aufweist, die sich wendet wird. Außerdem kann die vorgewärmte, reine vorzugsweise ringförmig um die Kühlkammer herum und verhältnismäßig heiße Luft aus dieser ersten erstreckt und deren Auslaß an den Staubabscheider Stufe ohne Entstaubung dem Prozeß mit mehr Effekt angeschlossen ist. Hierdurch ist ein gut verteiltes wieder zugeführt werden wie die erst zu reinigende Einströmen der Kühlluft in den direkten Wärme-Luft nach dem bekannten Verfahren. 4° tauscher zu erzielen, und der Wärmetauscher selbst Erfindungsgemäß wird weiter eine Einrichtung vor- dient gewissermaßen zugleich als ein Sammler für geschlagen, bei der ein indirekter Wärmetauscher das Granulat, welches so ohne besondere Maßnahmen vorgesehen und an seinem unteren Ende unmittelbar dem Auslaß zugeleitet wird.

ein direkter Wärmetauscher angeschlossen ist und Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

daß die Kühlluftabführung des indirekten Wärme- 45 Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt tauschers mit dem Brennofen in Verbindung steht, F i g. 1 eine Kühleinrichtung für einen Brennofen

während die Kühlluftabführung des direkten Wärme- in auseinandergezogener, schaubildlicher Darstellung, tauschers an einen Staubabscheider angeschlossen ist. Fig. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu Fig. 1,

sehen, daß die beiden Wärmetauscher durch ein 5° F i g. 3 einen Teilschnitt durch das Oberteil der Gestell oder Gehäuse baulich zusammengefaßt sind Einrichtung nach F i g. 2,

und oben eine Einlaßkammer zum Anschluß an eine F i g. 4 einen Teilschnitt des mittleren und unteren

vom Brennofen kommende Schüttrinne und unten Teils der Einrichtung nach F i g. 2, einen Auslaß aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich F i g. 5 einen Teilschnitt durch die Plattenbefesti-

eine vorteilhafte Zusammenfassung des gesamten 55 gung im indirekten Wärmetauscher, Kühlers zu einem einheitlichen Aggregat gegenüber F i g. 6 eine Ausführungsform des Luftzufuhr- und

der aus mehreren Einzelaggregaten bestehenden be- Auslaßsystems im Zusammenhang mit einer Kühlkannten Einrichtung. Dies kann noch dadurch vor- einrichtung in schematischer Darstellung und teilhaft ergänzt werden, daß unter dem Auslaß des F i g. 7 den Durchflußweg der Kühlluft durch

direkten Kühlers ein Transportband od. dgl. zum ^6o Kühler und Brennofen in schematischer Darstellung. Weitertransport des austretenden Granulates ange- Nach den F i g. 1 bis 4 ruht die ganze Kühleinrich-

ordnet ist. tung auf vier senkrechten Füßen 10. Sie besteht aus

Im einzelnen wird noch weiter vorgeschlagen, daß einem indirekten Wärmetauscher 20 und einem direkder indirekte Wärmetauscher eine Vielzahl von oben ten Wärmetauscher 58, der unter dem erstgenannten nach unten verlaufenden Kanälen für das Granulat ⁶5 unmittelbar anschließt. Durch eine Schüttrinne 12 und eine Vielzahl von querverlaufenden Kanälen für gelangt heißer Kalk aus einem nicht dargestellten die Kühlluft aufweist, die stockwerkartig überein- Brennofen von oben in eine Einlaßkammer 14 der ander angeordnet und jeweils durch seitliche Ver- ganzen Kühleinrichtung. Der Kalk tritt dann durch

Claims

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deren Auslaß 16 aus und gelangt in eine unmittelbar dem indirekten Wärmetauscher. Er hat eine Kühlanschließende Zufuhrkammer 18 im Oberteil des in- kammer 60 in Form einer sich nach unten verjüngendirekten Wärmetauschers 20. Diese erweitert sich den, abgestumpften Pyramide, die unten direkt den pyramidenförmig nach unten. Auslaß 62 bildet, aus dem der abgekühlte Kalk einem Der indirekte Wärmetauscher 20 umfaßt für die 5 Förderband 64 zufließt. In der Kühlkammer 60 ist Kühlluft eine Vielzahl von Luftkanälen 22, die sich ein unten offener Prallkörper 66 in Form einer aufnach F i g. 3 senkrecht zur Zeichenebene erstrecken rechten Pyramide vorgesehen. Durch die Wände der und stockwerkartig in einer Vielzahl von waage- Kühlkammer 60 erstrecken sich vier Luftrohre 68 in rechten Reihen angeordnet sind. Zwischen ihnen liegt das Innere des Prallkörpers 66, die ihn zugleich eine Vielzahl von senkrechten Kanälen 24, durch ¹⁰ tragen. Durch diese Rohre 68 tritt Kühlluft in das welche der Kalk aus der Zufuhrkammer 18 nach Innere des Prallkörpers 66 ein und am unteren Rand unten durch den indirekten Wärmetauscher fließt. desselben aus, so daß dann eine direkte Wärmeaus-Um die Wandungen der Luftkanäle in ihrer gegen- tauschberühung mit dem Kalk eintritt. Diese Luft seitigen Lage zu sichern, ist nach F i g. 5 eine Vielzahl fließt dann nach oben durch den in der Kühlkammer von Stangen 26 vorgesehen, die sich von hinten nach 15 60 befindlichen Kalk und tritt in eine Sammelkammer vorn quer durch den Wärmetauscher erstrecken und 70 ein, die über dem Prallkörper und ringförmig im mit Spannstücken 28 sowie Muttern 32 in senkrechten Raum zwischen der Kühlkammer 60 und dem unteren Trägern 30 befestigt sind. Jede Stange trägt eine Viel- Ende des indirekten Wärmetauschers 20 angeordnet zahl von Abstandsstücken 34, wodurch die Wand- ist. Von der Luftsammeikammer 70 fließt die Kühlplatten der Luftkanäle — an denen beispielsweise 20 luft durch eine Rohrleitung 72 zum nicht mehr dardurch Schweißen Flansche 36 angebracht sind — in gestellten Staubabscheider. Die zwischen dem oberen ihrer gegenseitigen Lage zueinander festgelegt sind. Ende der Kühlkammer 60 und der Luftsammel-Neben der untersten Reihe von Luftkanälen 22 ist kammer 70 vorhandene öffnung 74 ist mit einem ein Lufteinlaßkasten 38 vorgesehen, welchem durch Prallglied 76 versehen, um einen Eintritt von Kalk ein Anschlußstück 40 Kühlluft zugeleitet wird. Die ²5 in die Luftsammeikammer zu verhindern, durch die Einlaßöffnung 38 eintretende Luft durch- F i g. 6 zeigt ein Luftsystem, das im Zusammenläuft das Innere der Luftkanäle der untersten Reihe hang mit der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung gemäß F i g. 2 von rechts nach links. Ferner ist eine verwendet wird. Hier treibt ein Elektromotor 78 mit Vielzahl von Verbindungskasten 42 vorgesehen, um einem Riemen 80 od. dgl. die Antriebswelle 82 eines die Luftkanäle der einen Reihe mit denen der nächst- 3° Gebläses 84 an. Ein Verteilerkasten 86 leitet die Luft höheren Reihe an den entsprechenden Enden zu vom Gebläse 84 zu einer Leitung 88, die zum Anverbinden. Die linken Enden der Luftkanäle 22 der Schluß 40 des indirekten Wärmetauschers 20 führt, untersten Reihe nach F i g. 2 sind mit den linken Eine zweite an dem Verteilerkasten 86 angeschlos-Enden der Luftkanäle in der nächsthöheren Reihe sene Leitung 90 liefert Luft an eine Ringleitung 92, verbunden. Ein weiterer Verbindungskasten 44 ver- 35 von der vier Auslaßleitungen 94, 96, 98 und 100 in bindet die rechten Enden der Luftkanäle der zweit- die entsprechenden Luftrohre 68 und von dort ins untersten Reihe mit den rechten Enden der Luft- Innere des Prallkörpers 66 führen. Nach dem Durchkanäle in der nächtshöheren Reihe. Auf diese Weise laufen des direkten Wärmetauschers — wie beschriedurchläuft die Kühlluft treppenartig alle Luftkanäle ben — tritt die Kühlluft über das Rohr 72 in einen aller Stockwerke von unten nach oben bis zur ober- *° eine Luftauslaßöffnung 104 aufweisenden Staubsten Reihe. Dabei kommt kein Teil der durch die abscheider 102 ein.

Luftkanäle des indirekten Wärmetauschers strömen- F i g. 7 zeigt schematisch den Luftdurchlauf in

den Kühlluft mit dem durch die Kanäle 24 nach unten einem System aus der erfindungsgemäßen Kühlein-

rieselnden Kalk in Berührung. Dabei findet ein in- richtung mit einem Brennofen 106, der mit vorge-

direkter Wärmeaustausch zwischen dem Kalk und 45 wärmter Verbrennungsluft beschickt wird. Durch

der Kühlluft und infolge des verhältnismäßig langen einen Einlaß 108 wird dem Brennofen 106 Kalkstein

Weges der Kühlluft eine beträchtliche Abkühlung zugeführt, der dort geröstet wird. Der heiße granu-

statt. Am obersten Stockwerk ist ein Verbindungs- lierte Kalk gelangt in den indirekten Wärmetauscher

kasten 46 vorgesehen, der die Luftkanäle 22 mit einer 20 und nach Durchgang desselben in den direkten

Luftleitung 48 verbindet, die sich ringförmig um den 5° Wärmetauscher 58. Vom indirekten Wärmetauscher

pyramidenförmigen Teil der Zufuhrkammer 18 er- 20 wird dem Brennofen 106 reine, hoch vorgewärmte

streckt. Luft zugeführt. Die von dem direkten Wärmetauscher

Nachdem die relativ hoch erwärmte und reine Luft 58 kommende, verstaubte Luft durchläuft den Staub-

von dem indirekten Wärmetauscher durch die Luft- abscheider 102 in der vorbeschriebenen Art.

leitung 48 um die Zufuhrkammer herumgeströmt ist, 55 Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrich-

fließt sie einem Auslaß 50 zu, von welchem sie als tung mit einem Brennofen erfolgt der Durchlauf des

vorgewärmte Verbrennungsluft dem Brennofen zu- heißen Kalks in der bereits beschriebenen Art. Die

geführt wird. Zwischen dem Auslaß 50 und dem langen Wege der durchströmenden Luft ergeben bei

obersten Verbindungskasten 46 ist ein Prallglied 52 der großen Berührungsoberfläche eine wesentliche

vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Luft durch ^6o Abkühlung des Kalks. Zugleich wird reine hoch vor-

die Leitung 48 fließt, ehe sie aus dem Auslaß 50 gewärmte Luft für den Brennofen erzeugt. Daher hat

austritt. Eine Vielzahl von Kontrollrohren 54, die diese Kühleinrichtung einen höheren Wirkungsgrad

normalerweise mit Kappen 56 verschlossen sind, als die bekannten, führen in die Zufuhrkammer 18 und gestatten einen

Einblick in diese. 65 Patentansprüche:

Nach seinem Durchgang durch den indirekten 1. Verfahren zum Kühlen von Granulat, ins-

Wärmetauscher 20 tritt der Kalk in einen direkten besondere Kalkgranulat, mit Hilfe von direktem

Wärmetauscher 58 ein. Dieser liegt unmittelbar unter und indirektem Wärmeaustausch, Ausnutzung der

dabei frei werdenden Wärme und Abscheidung des anfallenden Staubes, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlgut die Wärme in der ersten Stufe durch indirekte und in der zweiten Stufe durch direkte Luftkühlung entzogen wird, daß die in der ersten Kühlstufe anfallende, erwärmte Luft einem Brennofen, insbesondere einem Kalkbrennofen, zugeführt wird und daß die Kühlluft der zweiten Stufe vom Staub gereinigt wird. ίο
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein indirekter Wärmetauscher (20) vorgesehen und an seinem unteren Ende unmittelbar ein direkter Wärmetauscher (58) angeschlossen ist und daß die Kühlluftabführung (50) des indirekten Wärmetauschers (20) mit dem Brennofen (106) in Verbindung steht, während die Kühlluftabführung (72) des direkten Wärmetauschers (58) an einen Staubabscheider (102) angeschlossen ist. so
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wärmetauscher (20, 58) durch ein Gestell (10) oder Gehäuse baulich zusammengefaßt sind und oben eine Einlaßkammer (14) zum Anschluß an eine vom «5 Brennofen kommende Schüttrinne (12) und unten ein Auslaß (62) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekte Wärmetauscher (20) eine Vielzahl von oben nach unten verlaufenden Kanälen (24) für das Granulat und eine Vielzahl von querverlaufenden Kanälen (22) für die Kühlluft aufweist, die stockwerkartig übereinander angeordnet und jeweils durch seitliche Verbindungskästen (42, 44, 46) miteinander verbunden sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im indirekten Wärmetauscher (20) der Kühllufteintritt am untersten Stockwerk und der Kühlluftaustritt am obersten Stockwerk liegt.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekte Wärmetauscher (20) oberhalb seiner Kanäle (22, 24) eine Zuführkammer (18) aufweist, die nach oben konisch oder pyramidenförmig in eine Einlaßkammer (14) übergeht, und daß um den konischen Übergangsteil eine Luftleitung (48) ringförmig angeordnet ist, die vom obersten Verbindungskasten (46) zum Kühlluftabfluß (50) führt.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im indirekten Wärmetauscher (20) die Kühlluftkanäle (22) einen aufrecht stehenden Rechteckquerschnitt aufweisen und daß ihre Wandungen durch Platten gebildet werden, die mit Flanschen (36) versehen und von Stangen (26) quer durchsetzt sind und die mittels Abstandsstücken (34) auf diesen Stangen gehalten sind.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Wärmetauscher (58) eine sich von oben nach unten kegel- oder pyramidenförmig verjüngende Kühlkammer (60) aufweist, die unten in den Granulatauslaß (62) übergeht und in der ein Prallglied (66) für die Zufuhr der Kühlluft angeordnet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallglied (66) als ein sich entgegengesetzt zur Kühlkammer (60) verjüngender, unten offener Kegel- oder Pyramidenkörper ausgebildet ist und Leitungen (68) für die Kühlluftzufuhr aufweist, die sich quer durch die Kühlkammer (60) erstrecken.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Wärmetauscher (58) oben — über dem Prallglied 66 — eine Sammelkammer (70) aufweist, die sich vorzugsweise ringförmig um die Kühlkammer (60) herumerstreckt und deren Auslaß (72) an den Staubabscheider (102) angeschlossen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen