DE1558606C3

DE1558606C3 - Heat exchanger for powdery goods suspended in gases

Info

Publication number: DE1558606C3
Application number: DE19671558606
Authority: DE
Inventors: Anatoly A. Cherwinsky; Efgeny I. Chodorow; Anatoly A. Ewtjutow; Nina M. Kasantsewa; Alexandr W. Schilow; Denis D. Skopa; Garry W. Telyatnikow
Original assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ I PROJEKTNYJ INSTITUT ALJUMINIJEWOJ MAGNIJEWOJ I ELEKTRODNOJ PROMYSCHLENNOSTI LENINGRAD (SOWJETUNION)
Current assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ I PROJEKTNYJ INSTITUT ALJUMINIJEWOJ MAGNIJEWOJ I ELEKTRODNOJ PROMYSCHLENNOSTI LENINGRAD (SOWJETUNION)
Priority date: 1967-04-12
Filing date: 1967-04-12
Publication date: 1975-11-27
Also published as: DE1558606A1; DE1558606B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher für in Gasen schwebendes pulverförmiges Gut, der mindestens eine senkrechte Gleichstromwärmeaustauschkolonne mit einem Zyklon und einem Austrag für den Zyklon enthält, die mit der Kolonne in Reihe geschaltet sind, wobei'als Austrag eine mjt einem Austragsstutzen versehene und unter dem Zyklon angeordnete Austragskammer dient.The invention relates to a heat exchanger for powdery material suspended in gases, the at least one vertical direct current heat exchange column with a cyclone and an outlet for the cyclone, which are connected in series with the column, whereby a discharge with a discharge nozzle provided and arranged under the cyclone discharge chamber is used.

Aus der US-PS 27 50 182 ist ein Wärmeaustauscher dieser Art für die Vorwärmung von Zementrohmehl bekannt, bei dem zwischen Zyklon und Austragskammer eine gewichtsbelastete Klappe vorgesehen ist, die sich jedesmal öffnen soll, wenn eine bestimmte Menge Rohmehl im Zylon angesammelt worden ist. Derartige gewichtsbelastete Klappen gewährleisten insbesondere bei hohen, über 500°C liegenden Temperaturen keinen sicheren Verschluß, erfordern eine erhebliche Bauhöhe und gestatten es nicht, die Verweildauer des Gutes in weiten Grenzen zu ändern.From US-PS 27 50 182 a heat exchanger of this type for the preheating of cement raw meal known, in which a weight-loaded flap is provided between the cyclone and discharge chamber, which to open every time a certain amount of raw meal has been accumulated in the Cylon. Such Weight-loaded flaps do not guarantee, especially at high temperatures above 500 ° C secure closure, require a considerable height and do not allow the length of time the goods are in wide boundaries to change.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs erwähnten Art anzugeben, der es ermöglicht, die zur Beendigung der wärmephysikalischen Prozesse, z. B. der Entfernung von Hydratwasser, notwendige Verweildauer des Gutes im Austauscher zu regeln, ferner einen sicheren Verschluß für den Zyklon ohne mechanische Einrichtungen gewährleistet. The invention is based on the object of specifying a heat exchanger of the type mentioned at the beginning, which makes it possible to terminate the thermal physical processes, e.g. B. the removal of Water of hydration, to regulate the necessary retention time of the goods in the exchanger, furthermore a secure seal guaranteed for the cyclone without mechanical devices.

Dies wird bei einem Wärmeaustauscher für in Gasen schwebendes pulverförmiges Gut, der mindestens eine senkrechte Gleichstromwärmeaustauschkolonne mit einem Zyklon und einem Austrag für den Zyklon enthält, die mit der Kolonne in Reihe geschaltet sind, wobei als Austrag eine mit einem Austragsstutzen versehene und unter dem Zyklon angeordnete Austragskammer dient, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dieser Austragskammer ein weiterer Stutzen für Preßluftzufuhr zum Luftverteiler vorgesehen ist, der ein Wirbelbett erzeugt und aufrechterhält und als Verschluß für den Zyklon aus ihm ausgetragenes und in der Austragskammer befindliches Behandlungsgut dient.In the case of a heat exchanger for powdery material suspended in gases, the at least one Contains vertical direct current heat exchange column with a cyclone and an outlet for the cyclone, which are connected in series with the column, one being provided with a discharge nozzle as the discharge and the discharge chamber arranged under the cyclone is used, achieved according to the invention in that in this discharge chamber another nozzle for compressed air supply to the air distributor is provided, which is a Fluidized bed generated and maintained and discharged as a seal for the cyclone from it and in the Discharge chamber located material to be treated serves.

Vorteilhaft ragt ein Ableitungskanal des Zyklons in ίο das Innere der Austragkammer hinein, dessen Ende oberhalb deren Stutzens angeordnet ist.A discharge channel of the cyclone advantageously protrudes into the interior of the discharge chamber, its end is arranged above the nozzle.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der ErfindungAnother preferred embodiment of the invention

besteht darin, daß die Austragkammer durch eine nicht bis zum Boden reichende Zwischenwand in zwei Teile getrennt ist, von denen der erste unterhalb des Zyklons angeordnet und zur Erzeugung des Verschlusses durch eine dichte Schicht des aus dem Zyklon austretenden Gutes dient, und im /weiten Teil der Austragkammer ein Wirbelbett des zu behandelnden Gutes erzeugt und aufrechterhalten wird.consists in the fact that the discharge chamber is divided into two parts by an intermediate wall which does not extend to the bottom is separated, of which the first is arranged below the cyclone and for creating the closure by a dense layer of the material emerging from the cyclone is used, and in the / large part of the discharge chamber a fluidized bed of the material to be treated is generated and maintained.

Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert, in diesen zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment and the drawings explained in more detail, in this shows

F i g. 1 die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers mit Austragkammer,F i g. 1 shows the overall view of the heat exchanger according to the invention with discharge chamber,

F i g. 2 eine andere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Austragkammer undF i g. 2 shows another embodiment of the invention Discharge chamber and

F i g. 3 den erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher mit mehreren hintereinandergeschalteten Austausehkolönnen. ' .';■'/■.F i g. 3 the heat exchanger according to the invention with several exchange columns connected in series. '.'; ■ '/ ■.

Der Wärmeaustauscher für die Verwertung der Wärme von in Drehofen geglühtem pulverförmigem Gut, z. B. von Tonerde, besteht aus einer senkrechten Gleichstromwärmeaustauschkolonne, im folgenden Kolonne 1 genannt, einem Zyklon 2 und einer Austragkammer 3, die miteinander in Verbindung stehen. Im unteren Teil der Kolonne 1 ist eine Öffnung 4 vorgesehen, welche mit einem Stutzen 5 für die Zufuhr der Kühlluft in die Kolonne 1 in Pfeilrichtung A verbunden ist.The heat exchanger for the utilization of the heat from powdered material annealed in a rotary kiln, e.g. B. of alumina, consists of a vertical direct current heat exchange column, hereinafter referred to as column 1, a cyclone 2 and a discharge chamber 3, which are in communication with each other. In the lower part of the column 1 an opening 4 is provided which is connected to a connector 5 for the supply of cooling air into the column 1 in the direction of arrow A.

Seitlich der Kolonne 1, dem Unterboden näher, befindet sich ein Kanal 6 zur Zufuhr der durchgeglühten Tonerde in Pfeilrichtung B. To the side of the column 1, closer to the bottom, there is a channel 6 for supplying the annealed alumina in the direction of arrow B.

Der Zyklon 2 ist mit der Kolonne 1 mittels eines Kanals 7 verbunden. Der Oberteil des Zyklons 2 trägt einen Stutzen 8 zum Abführen von Warmluft. Sein Unterteil endet mit dem Kanal 9, der in die Austragkammer 3 unter dem Zyklon 2 einmündet.The cyclone 2 is connected to the column 1 by means of a channel 7. The top of the cyclone 2 carries a nozzle 8 for discharging warm air. Its lower part ends with the channel 9, which leads into the discharge chamber 3 opens under the cyclone 2.

Seitlich weist die Austragkammer 3 einen Überleitungsstutzen 10 auf, durch den die gekühlte Tonerde für die anschließende Behandlung geleitet wird. Der Boden der Austragkammer 3 weist einen Luftverteiler 11 auf, zu dem über einen Stutzen der Kammer 3 in Pfeilrichtung C Preßluft zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Wirbelbettes aus Tonerde zugeführt wird. Das untere Ende des Kanals 9, der in die Austragkammer 3 einmündet, liegt tiefer als die Einlaßöffnung des Überleitungsstutzens 10.At the side, the discharge chamber 3 has a transfer stub 10 through which the cooled alumina is passed for the subsequent treatment. The bottom of the discharge chamber 3 has an air distributor 11, to which compressed air is supplied via a nozzle of the chamber 3 in the direction of arrow C to generate and maintain a fluidized bed of alumina. The lower end of the channel 9, which opens into the discharge chamber 3, is lower than the inlet opening of the transfer nozzle 10.

Die Austragkammer kann auch in Form einer Kammer 3' ausgeführt sein, die durch eine Zwischenwand 12 in zwei Teile 13 und 14 getrennt ist, ohne daß diese Zwischenwand 12 bis zum Boden der Kammer 3' reicht.The discharge chamber can also be in the form of a chamber 3 ', which is separated by an intermediate wall 12 into two parts 13 and 14 without this Partition 12 extends to the bottom of the chamber 3 '.

Der Teil 14 der Kammer 3' enthält einen Luftvertei-,The part 14 of the chamber 3 'contains an air distributor,

ler 11' und einen Überleitungsstutzen 10'. Der Teil 13 der Kammer 3' ist unter dem Zyklon 2 angeordnet und entweder mit diesem mittels des Kanals 9' verbunden oder unmittelbar an dessen Unterteil angeschlossen.ler 11 'and a transfer nozzle 10'. Part 13 the chamber 3 'is arranged below the cyclone 2 and either connected to it by means of the channel 9' or connected directly to its lower part.

Der Wärmeaustauscher arbeitet wie folgt. Die fertig-The heat exchanger works as follows. The finished

geglühte Tonerde gelangt durch den Kanal 6 in die Wärmeaustauschkolonne 1. Die Kühlluft, welche durch den Stutzen 5 und die Öffnung 4 mit einer bestimmten Geschwindigkeit in die Kolonne 1 gelangt, fördert die zugeführte Tonerde im Schwebezustand in den Pfeilrichtungen A' und B über den Kanal 8 in denZyklon, wo die festen Tonerdeteilchen von der Luft getrennt werden. Die Wärme wird zwischen der Tonerde und der Luft bei deren Gleichstrom in der Kolonne 1 und zum Teil auch im Zyklon 2 ausgetauscht. Die gekühlte Tonerde gelangt in Pfeilrichtung B durch den Kanal 9 in die Austragkammer 3, während die erhitzte Luft in Pfeilrichtung A' über den Stutzen 8 abgesaugt wird.Annealed alumina passes through the channel 6 into the heat exchange column 1. The cooling air, which enters the column 1 through the nozzle 5 and the opening 4 at a certain speed, conveys the supplied alumina in suspension in the directions of arrows A ' and B over the channel 8 into the cyclone, where the solid alumina particles are separated from the air. The heat is exchanged between the alumina and the air with their direct current in the column 1 and partly also in the cyclone 2. The cooled alumina passes in the direction of arrow B through the channel 9 into the discharge chamber 3, while the heated air is sucked off in the direction of arrow A ' via the nozzle 8.

Der Austragkammer 3 wird durch den Stutzen der Luftverteilung 11 Preßluft zugeführt, welche die aus dem Zyklon 2 gelangende gekühlte Tonerde in ein Wirbelbett überführt. Nach Maßgabe der Entstehung des Wirbelbettes aus Tonerde füllt diese die Austragkammer 3 aus und fließt durch den Stutzen 10 in Pfeilrichtung B zum folgenden Verarbeitungsort.The discharge chamber 3 is supplied through the nozzle of the air distribution 11 compressed air, which transfers the cooled alumina coming from the cyclone 2 into a fluidized bed. Depending on the formation of the fluidized bed of alumina, it fills the discharge chamber 3 and flows through the nozzle 10 in the direction of arrow B to the following processing location.

Da das Ende des Kanals 9, das in die Austragkammer 3 mündet, unterhalb der Eintrittsöffnung des Überleitungsstutzens 10 gelegen ist, taucht es bei der Entstehung des Wirbelbettes Tonerde in der Kammer 3 in deren Schicht. Dabei wird ein sicherer hydraulischer Verschluß geschaffen, der einen Luftaustritt aus dem Zyklon verhindert.Since the end of the channel 9, which opens into the discharge chamber 3, below the inlet opening of the transfer nozzle 10 is located, it is immersed in the formation of the fluidized bed clay in chamber 3 their layer. This creates a secure hydraulic lock that allows air to escape from the Cyclone prevented.

Somit wird es durch Ausbildung eines Wirbelbettes aus Tonerde in der Austragkammer 3 möglich, das Gut aus dem Zyklon kontinuierlich auszutragen, einen Verschluß zur Sicherung eines hohen Entstaubungsgrades im Zyklon zu schaffen, sowie die Verweildauer der Tonerde in einem breiten Bereich bei denjenigen Temperaturen zu regeln, bei denen die Beendigung der wärmephysikalischen Prozesse, z. B. die Entfernung des Hydratwassers gesichert ist, was sowohl durch die Veränderung der Höhe der Wirbelschicht als auch durch die Menge der der Kammer für die Erzeugung dieser Schicht zugeführten Luft erfolgen kann.Thus, by forming a fluidized bed of alumina in the discharge chamber 3, it is possible to remove the material Discharge continuously from the cyclone, a closure to ensure a high degree of dust removal to create in the cyclone, as well as the residence time of the clay in a wide range at those temperatures to regulate, in which the termination of the thermal physical processes, z. B. the removal of the Hydrate water is secured, which both by changing the height of the fluidized bed and by the amount of air supplied to the chamber for the generation of this layer can be determined.

Dies läßt sich auch bei der anderen Ausführung der Austragkammer 3' erreichen. Bei dieser ist der Teil 13 der Kammer 3' ein Sammler für das abgeschiedene Gut, z. B. für die Tonerde, welche als Verschluß für den Zyklon dient, während in dem Teil 14 der Kammer das Wirbelbett aus diesem Gut erzeugt und aufrechterhalten wird, durch das es möglich wird, das Gut aus der Kammer 3' auszutragen.This can also be achieved with the other embodiment of the discharge chamber 3 '. This is part 13 the chamber 3 'a collector for the separated material, for. B. for the clay, which as a closure for the Cyclone is used, while the fluidized bed from this material is generated and maintained in part 14 of the chamber through which it is possible to discharge the material from the chamber 3 '.

Da in der Kolonne die Wärme im Gleichstrom zwischen Gas und behandeltem Gut übertragen wird, besteht der Wärmeaustauscher zwecks Erhöhung eines thermischen Wirkungsgrades aus mehreren hintereinandergeschalteten Kolonnen, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist. In diesem Falle werden die einzelnen im Gleichstrom betriebenen Wärmeaustauschkolonnen 1 im Gegenstrom der Luft (des Gases) miteinander verbunden, welche in ein Wärmeaustauscher in Pfeilrichtung A ein- und aus diesem in Pfeilrichtung A'" austritt, während das zu behandelnde Gut in den Austauscher in Pfeilrichtung Sein- und aus diesem in Pfeilrichtung B" austritt. Dazu wird der Überleitungsstutzen 10' der Kammer 3' mit der Kolonne 1 der folgenden Behandlungsstufe des Gutes und der Stutzen 5 für die Luft- bzw. Gaszufuhr in diese Kolonne 1 mit dem Stutzen 8 für die Ableitung des Gases aus dem Zyklon 2 der vorhergehenden Stufe verbunden.Since the heat is transferred in cocurrent between the gas and the treated material in the column, the heat exchanger consists of several columns connected in series in order to increase thermal efficiency, as shown in FIG. 3 is shown. In this case, the individual heat exchange columns 1 operated in cocurrent are connected to one another in countercurrent to the air (the gas), which enters a heat exchanger in the direction of arrow A and exits it in the direction of arrow A '" , while the material to be treated enters the exchanger in Direction of the arrow being and exiting from this in the direction of arrow B ″ . For this purpose, the transfer nozzle 10 'of the chamber 3' with the column 1 of the following treatment stage of the goods and the nozzle 5 for the air or gas supply in this column 1 with the nozzle 8 for the discharge of the gas from the cyclone 2 of the previous stage tied together.

Je nach der Temperatur der in die Kolonne 1 eingeführten Luft bzw. der des Gases und des Gutes kann der Wärmeaustauscher sowohl zur Erwärmung des Gutes als auch zu dessen Kühlung dienen.Depending on the temperature of the air introduced into the column 1 or that of the gas and the material the heat exchanger is used both to heat the goods and to cool them.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

15 bö öUb patent claims:

1. Heat exchanger for powdery material suspended in gases, which has at least one vertical Contains cocurrent heat exchange column with a cyclone and a discharge for the cyclone, the are connected in series with the column, the discharge being provided with a discharge nozzle and discharge chamber arranged under the cyclone, characterized in that In this discharge chamber (3) a further nozzle for supplying compressed air to the air distributor (11) is provided is, which creates and maintains a fluidized bed and as a seal for the cyclone (2) from it The material to be treated is discharged and located in the discharge chamber (3).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that a discharge channel (9) of the cyclone (2) protrudes into the interior of the discharge chamber (3), the end of which is below its nozzle (10) is arranged.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the discharge chamber (3) through a partition wall that does not reach the floor

(12) is separated into two parts, the first of which

(13) arranged below the cyclone (2) and to create the closure by a dense Layer of the material emerging from the cyclone is used, and in the second part (14) of the discharge chamber a fluidized bed of the material to be treated is generated and maintained.