DE1558059A1 - Countercurrent fluidized bed heat exchanger - Google Patents
Countercurrent fluidized bed heat exchangerInfo
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Description
Anlage zum Patentgesuch derAnnex to the patent application by
Klöokner-Humboldt-Deutz · LJji'Hi-^Ji-iÜJi^—'-i H 67/16Klöokner-Humboldt-Deutz · LJji'Hi- ^ Ji-iÜJi ^ --'- i H 67/16
Aktiengesellschaft .Corporation.
vom 31. März 1967 . Ka/Andated March 31, 1967. Ka / An
Gegenstromwirbelsohlcht WärmetauscherCountercurrent vortex heat exchanger
Die Erfindung betrifft einen Gegenstromwirbelsohioht-Wärmetauacher zum Trocknen, Kalzinieren, Brennen oder Kühlen von staubförmigem bis feinkörnigem Gut duroh Gase, die einen duroh Queraohnittaverengungen in mehrere Abschnitte unterteilten, etwa vertikalen Schacht .in aufsteigender Richtung durchströmen«The invention relates to a countercurrent vortex heat exchanger for drying, calcining, burning or cooling dusty to fine-grained goods using gases that flow through a duroh Queraohnittaver constrictions into several sections, for example vertical shaft.
Beim Trocknen und Kalzinieren werden meist Abgase aua einem naohfolgenden Brennprozeß ala Heizmedium benutzt» während bei Verwen dung des Wärmetauschers zum Brennen «Ines Gute·» heiße 0a·· in einem dem Schacht vorgeschalteten Brenner auf bekannt· Art und Weise erzeugt werden können» Bei Verwendung des Wärmetauschers zum Kühlen eines Gutes» z.B. des Produktes eines voraufgehenden Brennprozesses wird als Kühlmedium im allgemeinen Luft aua der Atmosphäre entnommen. Die austretende erhitzte Kühlluft kann vor teilhaft als Verbrennungeluft dem voraufgehenden Brennprozeß zügeführt werden.When drying and calcining, exhaust gases from a subsequent burning process are mostly used as a heating medium »while when using the heat exchanger for burning« Ines Gute »« hot 0a ·· can be generated in a known way in a burner upstream of the shaft » When using of the heat exchanger for cooling a good, eg the product of a preceding firing process, air is generally taken from the atmosphere as the cooling medium. The exiting heated cooling air can be used as combustion air in front of the preceding combustion process trains .
Es ist ein Wärmetauscher der bezeichneten Art zum Vorwärmen von Eohmehl vor dem Brennprozeß bekannt geworden (Zement-Kalk-Gips-Zeitschrift XTr. 5, 1966), bei dem sich das Gut im Gegenstrom zu ' den Gasen durch den Schacht bewegt« Dabei wird das Gut im Bereich ' der ^uerschnittsverengungen stark durohwirbelt und soll entgegen j dem Gasstrom die Engpässe unter Schwerkrafteinfluß passleren· There is known a heat exchanger of the kind specified for preheating Eohmehl prior to the firing process (Zement-Kalk-Gips magazine XTR. 5, 1966), in which the material in counterflow to 'the gases through the shaft "moves Here, the Well in the area of the cross-sectional constrictions, it is strongly swirled and is intended to pass through the bottlenecks under the influence of gravity against the gas flow.
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Es ist dabei die üöglichkelf nicht auszuschließen, daß das Druokgefälle der Gase infolge ungleichmäßiger Gutsverteilung auf die einzelnen Abschnitte an den Querschnittsverengungen unterschiedlich ictt Dadurch kann es zu Schwingungen der Gassäule und zum Durohschießcn dos Gutes vor Ablauf der für den Y/ärmetausoh vorgesehenen Verweilzeit kommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den ilaterialstrom an Jeder Quersohnittsverengung des Schachtes unter Kontrolle zu bringen und eine ausreichende und den Prozeßbedingungen anpaßbare Verweilzeit dee Gutes im Wärmetauscher zu gewährleisten.The possibility cannot be ruled out that the pressure gradient of the gases due to uneven distribution of the material to the individual sections at the cross-sectional constrictions may differ.This can lead to vibrations in the gas column and to Durohschießcn the material before the end of the dwell time provided for the Y / armetausoh. The invention is based on the object of bringing the flow of material at each cross-section narrowing of the shaft under control and of ensuring a sufficient residence time of the material in the heat exchanger, which can be adapted to the process conditions.
Die Aufgabe wurde gelöst durch die Anordnung von Fallschächten für das Gut in dem Ablösungsbereich der Strömung, die je zwei benachbarte Abschnitte dee Schachtes miteinander verbinden. Die Gaegeeohwindigkeit wird so gewählt, daß ee nicht su einem Durchfall von Gut duroh die Querschnittsverengungen kommt» Dabei bildet eioh in jedem Abschnitt ein ringförmiger Wirbel aus, in dem eioh das Gut infolge der auftretenden Ablösungserscheinung in Wandnähe konzentriert. Dieser Umstand wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um das sich am Schachtumfang abwärts bewegende Gut in den Fallschacht einzuführen und dort bis zum Eintritt in den nächsttieferen Abschnitt zu stauen. Um diesen Vorgang zu steuern ist in Ausgestaltung dor Erfindung vorgesehen, den Querschnitt der Fallschachtmündungen veränderbar zu machen, beispielsweise mittels Schieber oder Klappen an sich bekannter Art. Von besonderem Einfluß auf die Führung des Gutstromes ict die Höhenlage des dem Schacht zugewandten oberen Randes der Fallschachtmündung. Sie ist erfindungsgemäß höhenverstellbar. Die Betätigung der Stellorgane kann sowohl von Hand als auch in Verbindung mit Meß- und Regelorganen automatieohThe object was achieved by the arrangement of chutes for the material in the separation area of the flow, which connect two adjacent sections of the chute to one another. The speed is chosen so that a diarrhea of good does not come through the cross-sectional constrictions. In each section a ring-shaped vortex forms in which the good is concentrated near the wall as a result of the detachment that occurs. This fact is used according to the invention in order to introduce the material moving downwards on the shaft circumference into the chute and to stow it there until it enters the next lower section. To control this process it is provided in an embodiment of the invention to make the cross section of the chute mouths changeable, for example by means of slides or flaps of a known type. According to the invention, it is adjustable in height. The actuation of the actuators can be automatieoh either by hand or in conjunction with measuring and regulating elements
erfolgen. 009815/0749 COPYtake place. 009815/0749 COPY
. BAD ORiGiNAL ' i . BAD ORiGiNAL ' i
Im IntereuBe eineo für die Bewegung des Gutes günstigen Vorlaufes des Gasv/irbels in den einseinen Abochnitten, Bollen die Abschnitte o"ben durch ein etwa kreiscymmetrisches Gewölbe, deseen Radius proScr ist als der halbe Schachtdurchmesser oder durch eine von ο ο Ich eis c:oärchton Gewölbe umhüllten Kecelstumpfflilohe begrenzt werden. Die Ausscheidung deo Gutes aus dem in jedem Abschnitt kreisenden Gaswirbel kann vorteilhaft durch eine trichterartige .Erweiterung des oberen Fallschachtendes begünstigt werden.In the intereuBe an advance favorable for the movement of the goods of the gas mist in the individual sections, Bollen the sections o "ben through an approximately circularly symmetrical vault, deseen Radius perScr is than half the manhole diameter or by one bounded by ο ο i eis c: oärchton vault enveloped truncated cone will. Eliminating deo good from the in each section circling gas vortex can be favored by a funnel-like widening of the upper end of the chute.
Die Anzahl der vorzusehenden Pallschächte richtet sich nach dem Umfanc des Hauptschaohtes. Die wuerschnittsverengungen zwischen den einzelnen Abochnitten können durch eine zentrale öffnung von entsprechenden Abmessungen gebildet werden. Es können aber stattdessen auch mehrere gitter- oder rostartig angeordnet« öffnungen mit einem entsprechenden Geoamtquerschnitt versehen werden. Als günstigste Lösung erscheint ein runder Hauptschacht mit konzentrischen Verengungen und am Schachtumfang verteilten Fallschäohten für das Gut. Andere <.vuerschnittsformen sind denkbar, z.B. ein rechteckiger iiauptschacht mit einseitig angeordneten Verengungen, denen die Fallschächte für das Gut gegenüber liegen. Bei allen Anordnungen Bind erforderlichenfalls Leit- oder Prallfläohen anwendbar., cie den Sin- und Auslauf des Gutes am Fallschacht begünstigen oder Ansammlungen von Gut im Inneren des Wärmetauschers verhindernThe number of pall shafts to be provided depends on the size of the main shaft. The constrictions between the individual sections can be formed by a central opening of corresponding dimensions. Instead, however, several openings arranged like a grid or grate can be provided with a corresponding overall cross-section. A round main shaft with concentric constrictions and drop shafts distributed around the circumference of the shaft appears to be the most favorable solution for the goods. Others <. uerschnittsformen v are conceivable, for example, a rectangular iiauptschacht with constrictions arranged on one side, where the chutes for the material are opposite. Guide or impact surfaces can be used for all arrangements, if necessary, which promote the flow of goods in and out of the chute or prevent the accumulation of goods inside the heat exchanger
Die Zeichnung zei^t am Beispiel eines V.'iirmetauschers mit rundem Schacht einen vertikalen Längsschnitt in vereinfachter Darstellung.The drawing shows an example of an air exchanger with a round Manhole a vertical longitudinal section in a simplified representation.
Der Schacht ist durch wuerschnittBVerengungen. 1 in mehrere Abschnitte 2 unterteilt. Das Gas, im gezeigten Beispiel heißes' AbgasThe shaft is cut through narrowing. 1 into several sections 2 divided. The gas, in the example shown, hot 'exhaust gas
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aus dem Drehofen 3, strömt durch den Schacht aufwärts. Dabei bilden sich in den Abschnitten 2 Wirbelströme in Pfeilrichtung aus. Am oberen Sohachtende wird das Gas mittels eines öebläsee 4 abgesaugt naohdem es in vorgeschalteten Zyklonen 5 entstaubt worden ist.from the rotary kiln 3, flows up through the shaft. Form thereby eddy currents can be seen in sections 2 in the direction of the arrow. At the upper end of the shaft, the gas is sucked off by means of an air blower 4 after it has been dedusted in upstream cyclones 5.
Das vorzuwärmende Gut wird in bekannter V/eise dem aus dem Schacht austretenden Gas Über die Aufgabe 6 beigemengt, folgt dem Gasstrom und gelangt in den Zyklon 5 zur Ausscheidung und weiter über Stellorgane 7 und Füllschächte 8 in den oberen Abschnitt 2. Duron die im Wirbel auf die Gutsteile einwirkenden Zentrifugalkräfte wird beständig ein Teil der Partikel in eine der oberen Fallechaohtmündungon 9 geschleudert und dem zugehörigen Fallschacht 10 zugeführt. Der obere Rand der FallschachtmUndung wird im gezeigten Beispiel durch einen höhenverstellbaren Sohieber 11 gebildet» Stellorgane zur Veränderung des Querschnittes der oberen und unteren Zündung der Fallsohächte 10, z.B. Klappen oder Schieber sind der Einfaohheit halber nicht zeichnerisch dargestellt, desgleichen eine trichterförmige Erweiterung der oberen Fallschachtmündung. The material to be preheated is removed from the shaft in the known manner escaping gas Added via task 6, follows the gas flow and arrives in the cyclone 5 for separation and further over Control elements 7 and feed chutes 8 in the upper section 2. Duron the centrifugal forces acting on the good parts in the vortex are constantly part of the particles in one of the upper trap chaoht mouths 9 thrown and fed to the associated chute 10. The upper edge of the chute mouth is shown in the Example formed by a height-adjustable slider 11 » Control elements for changing the cross-section of the upper and lower ignition of the fall-out wells 10, e.g. flaps or slides are not shown in the drawing for the sake of simplicity, as is a funnel-shaped widening of the upper chute mouth.
Die Absohnitte 2 sind oben durch ein flaches, kreissymmetrisches Gewölbe begrenzt. Der Gewölberadius ist größer als der halbe Innendurchmesser des Schachtes. Daduroh ergeben sich für den Einlauf des Gufes in die Fallschachtmündung günstige Verhältnisse, weil der Wirbel oben etwa parallel zu der Gewölbetangente verläuft und sociit die Flugbahn der Partikel des Behändlungsgutee nach der oberen Fallsohachtmündung 9 hin gerichtet ist.The Absohnitte 2 are at the top by a flat, circular symmetry Vault limited. The arch radius is larger than half the inner diameter of the shaft. Daduroh there are favorable conditions for the inlet of the Guf in the manhole mouth, because the vortex at the top runs roughly parallel to the tangent of the vault, and thus the trajectory of the particles of the material to be treated towards the upper one Fallsohacht mouth 9 is directed towards.
Meßgeräte für Druck, Wichte, Feuchtigkeit und Temperatur der GaseMeasuring devices for pressure, weight, humidity and temperature of the gases
009815/0749009815/0749
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a. 5 ·»a. 5 · »
können an geeigneten Stellen vorgesehen und mit den verschiedenen Stellorganen in Wirkungsverbindunggebracht werden, so daß außer ■ einer manuellen Betriebsüberwachung auch eine automatische Regelung erfolgen kann. In jedem Fall kann die Materialfüllung jedes Ab30hnittes 2 unbeeinflußt von den anderen Abschnitten auf einen optimalen Zustand eingestellt werden, was für die V/ärmewirtschaftlichkeit der Anlage und die gleichmäßige Qualität des ausgetragenen Gutes von großer Wichtigkeit ist. Durchschießen von Behandlungsgut durch den Schacht und Schwingungen der Gassäule sind mit Sicherheit zu vermeiden. Sehr vorteilhaft wirkt sich auch die Anpassungsfähigkeit der Anzahl und Abmessungen der Abschnitte 2, sowie die Anzahl der jedem Abschnitt zugeordneten Pallsohäohte 10 an die geforderten Betriebsbedingungen aus.can be provided in suitable places and brought into operative connection with the various actuating elements, so that besides ■ manual operational monitoring also includes automatic control can be done. In any case, the material filling of each section 2 can be unaffected by the other sections on one optimal condition can be set, which for the V / ärmewirtschaftlichkeit the system and the uniform quality of the discharged goods are of great importance. Shooting through the material to be treated through the shaft and vibrations of the gas column are with Avoid security. Adaptability is also very beneficial the number and dimensions of the sections 2, as well as the number of the Pallsohäohte 10 assigned to each section the required operating conditions.
PatentansprücheClaims .0-0 9815/0749 - 6 -.0-0 9815/0749 - 6 -
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3417445A1 (en) * | 1984-05-11 | 1985-11-14 | Günther Dipl.-Ing. 6300 Gießen Förster | Fluidised-bed furnace |
Families Citing this family (3)
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DE2446926C2 (en) * | 1974-10-01 | 1983-02-24 | Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum | Suspended gas heat exchanger |
DE2822215C2 (en) * | 1978-05-22 | 1987-04-16 | Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum | Shaft-shaped counterflow heat exchanger |
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1967
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1968
- 1968-03-08 GB GB1129568A patent/GB1214375A/en not_active Expired
- 1968-03-26 FR FR1559407D patent/FR1559407A/fr not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3417445A1 (en) * | 1984-05-11 | 1985-11-14 | Günther Dipl.-Ing. 6300 Gießen Förster | Fluidised-bed furnace |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR1559407A (en) | 1969-03-07 |
GB1214375A (en) | 1970-12-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |