DE1508564C - - Google Patents

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, »o sich ein einfacher Aufbau erreichen, und die einzel-

die 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- as 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 3° 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. F i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach

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

sehen, daß die beiden Wärmetauscher durch ein 5° Fig.-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 ϊ 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 Plattenbefestieine 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 Fig. 1 bis 4 ruht die ganze Kühleinrichordnet ist. tung auf vier senkrechten Füßen 10. Sie besteht aus

Im einzelnen wird noch weiter vorgeschlagen, daß einem indirekten Wärmetauscher 20 und einem direk-

der 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

deren Auslaß 16 aus und gelangt in eine unmittelbar anschließende Zufuhrkammer 18 im Oberteil des indirekten Wärmetauschers 20. Diese erweitert sich pyramidenförmig nach unten.

Der indirekte Wärmetauscher 20 umfaßt für die Kühlluft eine Vielzahl von Luftkanälen 22, die sich nach F i g. 3 senkrecht zur Zeichenebene erstrecken und stockwerkartig in einer Vielzahl von waagerechten Reihen angeordnet sind. Zwischen ihnen liegt eine Vielzahl von senkrechten Kanälen 24, durch welche der Kalk aus der Zufuhrkammer 18 nach unten durch den indirekten Wärmetauscher fließt. Um die Wandungen der Luftkanäle in ihrer gegenseitigen Lage zu sichern, ist nach F i g. 5 eine Vielzahl von Stangen 26 vorgesehen, die sich von hinten nach vorn quer durch den Wärmetauscher erstrecken und mit Spannstücken 28 sowie Muttern 32 in senkrechten Trägern 30 befestigt sind. Jede Stange trägt eine Vielzahl von Abstaridsstücken 34, wodurch die Wandplatten der Luftkanäle — an denen beispielsweise durch Schweißen Flansche 36 angebracht sind — in ihrer gegenseitigen Lage zueinander festgelegt sind.

Neben der untersten Reihe von Luftkanälen 22 ist ein Lufteinlaßkasten 38 vorgesehen, welchem durch ein Anschlußstück 40 Kühlluft zugeleitet wird. Die durch die Einlaßöffnung 38 eintretende Luft durchläuft das Innere der Luftkanäle der untersten Reihe gemäß Fig. 2 von rechts nach links. Ferner ist eine Vielzahl von Verbindungskästen 42 vorgesehen, um die Luftkanäle der einen Reihe mit denen der nächsthöheren Reihe an den entsprechenden Enden zu verbinden. Die linken Enden der Luftkanäle 22 der untersten Reihe nach F i g. 2 sind mit den linken Enden der Luftkanäle in der nächsthöheren Reihe verbunden. Ein weiterer Verbindungskasten 44 verbindet die rechten Enden der Luftkanäle der zweituntersten Reihe mit den rechten Enden der Luftkanäle in der nächtshöheren Reihe. Auf diese Weise durchläuft die Kühlluft treppenartig alle Luftkanäle aller Stockwerke von unten nach oben bis' zur obersten Reihe. Dabei kommt kein Teil der durch die Luftkanäle des indirekten Wärmetauschers strömenden Kühlluft mit dem durch die Kanäle 24 nach unten rieselnden Kalk in Berührung. Dabei findet ein indirekter Wärmeaustausch zwischen dem Kalk und der Kühlluft und infolge des verhältnismäßig langen Weges der Kühlluft eine beträchtliche Abkühlung statt. Am obersten Stockwerk ist ein Verbindungskasten 46 vorgesehen, der die Luftkanäle 22 mit einer Luftleitung 48 verbindet, die sich ringförmig um den pyramidenförmigen Teil der Zufuhrkammer 18 erstreckt.

Nachdem die relativ hoch erwärmte und reine Luft von dem indirekten Wärmetauscher durch die Luftleitung 48 um die Zufuhrkammer herumgeströmt ist, fließt sie einem Auslaß 50 zu, von welchem sie als vorgewärmte Verbrennungsluft dem Brennofen zugeführt wird. Zwischen dem Auslaß 50 und dem obersten Verbindungskasten 46 ist ein Prallglied 52 vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die Luft durch die Leitung 48 fließt, ehe sie aus dem Auslaß 50 austritt. Eine Vielzahl von Kontrollrohren 54, die normalerweise mit Kappen 56 verschlossen sind, führen in die Zufuhrkammer 18 und gestatten einen Einblick in diese.

Nach seinem Durchgang durch den indirekten Wärmetauscher 20 tritt der Kalk in einen direkten Wärmetauscher 58 ein. Dieser liegt unmittelbar unter dem indirekten Wärmetauscher. Er hat eine Kühlkammer 60 in Form einer sich nach unten verjüngenden, abgestumpften Pyramide, die unten direkt den Auslaß 62 bildet, aus dem der abgekühlte Kalk einem Förderband 64 zufließt. In der Kühlkammer 60 ist ein unten offener Prallkörper 66 in Form einer aufrechten Pyramide vorgesehen. Durch die Wände der Kühlkammer 60 erstrecken sich vier Luftrohre 68 in das Innere des Prallkörpers 66, die ihn zugleich

ίο tragen. Durch diese Rohre 68 tritt Kühlluft in das Innere des Prallkörpers 66 ein und am unteren Rand desselben aus, so daß dann eine direkte Wärmeaustauschberühung mit dem Kalk eintritt. Diese Luft fließt dann nach oben durch den in der Kühlkammer 60 befindlichen Kalk und tritt in eine Sammelkammer 70 ein, die über dem Prallkörper und ringförmig im Raum zwischen der Kühlkammer 60 und dem unteren Ende des indirekten Wärmetauschers 20 angeordnet ist. Von der Luftsammeikammer 70 fließt die Kühiao luft durch eine Rohrleitung 72 zum nicht mehr dargestellten Staubabscheider. Die zwischen dem oberen Ende der Kühlkammer 60 und der Luftsammeikammer 70 vorhandene öffnung 74 ist mit einem Prallglied 76 versehen, um einen Eintritt von Kalk in die Luftsammeikammer zu verhindern.

Fig. 6 zeigt ein Luftsystem, das im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung verwendet wird. Hier treibt ein Elektromotor 78 mit einem Riemen 80 od. dgl. die Antriebswelle 82 eines Gebläses 84 an. Ein Verteilerkasten 86 leitet die Luft vom Gebläse 84 zu einer Leitung 88, die zum Anschluß 40 des indirekten Wärmetauschers 20 führt. Eine zweite an dem Verteilerkasten 86 angeschlossene Leitung 90 liefert Luft an eine Ringleitung 92, von der vier Auslaßleitungen 94, 96, 98 und 100 in die entsprechenden Luftrohre 68 und von dort ins Innere des Prallkörpers 66 führen. Nach dem Durchlaufen des direkten Wärmetauschers — wie beschrieben — tritt die Kühlluft über das Rohr 72 in einen eine Luftauslaßöffnung 104 aufweisenden Staubabscheider 102 ein.

F i g. 7 zeigt schematisch den Luftdurchlauf in einem System aus der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung mit einem Brennofen 106, der mit vorgewärmter Verbrennungsluft beschickt wird. Durch einen Einlaß 108 wird dem Brennofen 106 Kalkstein zugeführt, der dort geröstet wird. Der heiße granulierte Kalk gelangt in den indirekten Wärmetauscher 20 und nach Durchgang desselben in den direkten Wärmetauscher 58. Vom indirekten Wärmetauscher 20 wird dem Brennofen 106 reine, hoch vorgewärmte Luft zugeführt. Die von dem direkten Wärmetauscher 58 kommende, verstaubte Luft durchläuft den Staubabscheider 102 in der vorbeschriebenen Art.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Brennofen erfolgt der Durchlauf des heißen Kalks in der bereits beschriebenen Art. Die langen Wege der durchströmenden Luft ergeben bei der großen Berührungsoberfläche eine wesentliche

Abkühlung des Kalks. Zugleich wird reine hoch vorgewärmte Luft für den Brennofen erzeugt. Daher hat diese Kühleinrichtung einen höheren Wirkungsgrad als die bekannten.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen von Granulat, insbesondere Kalkgranulat, mit Hilfe von direktem 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. ao

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 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 Zuführkamin er (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