DE19532979A1

DE19532979A1 - Fluidised bed system for heat exchange, used e.g. to heat, dry, or cool granular materials

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Publication number: DE19532979A1
Application number: DE19532979A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lauer
Original assignee: Kraftanlagen Energie und Umwelttechnik GmbH
Current assignee: Kraftanlagen Heidelberg GmbH
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1997-03-13

Abstract

This plant carries out thermal treatment of granular materials, esp. coal, peat, sand, filter cake and sludges. Treatment takes place in a chamber (20) with a top inlet (9) and bottom outlet (32) for the material. Means (28) produce a fluidised bed which flows around the internal heat exchanger (26). The heat exchanger (26) has a number of vertical heat exchange tubes (50). Within the chamber (20) upper (52) and lower (54) horizontal header tubes connect to the vertical tubes (50). This arrangement carries a gaseous or fluid, cooling or heating medium, supplied by upper flow- and lower return manifolds (56', 56'').

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Be handeln von körnigen Gütern, insbesondere von Kohle, Torf, Sand, Filterkuchen und Schlämmen, in einer Behandlungskam mer mit einem oberen Einlaß und einem unteren Auslaß für das Gut, Mitteln zum Erzeugen einer Wirbelschicht in dem in der Kammer befindlichen Gut sowie einem Wärmeübertrager, der im Betriebszustand zumindest zum Teil von der sich bil denden Wirbelschicht umströmt wird.The invention relates to a device for thermal loading trade granular goods, especially coal, peat, Sand, filter cake and sludge in one treatment with an upper inlet and a lower outlet for the good means for producing a fluidized bed in the in the goods in the chamber and a heat exchanger, in the operating state at least partially from the bil is flowing around the fluidized bed.

Solche Vorrichtungen sind bekannt, z. B. aus dem deutschen Patent Nr. 44 04 813. Sie dienen dazu, körnigen Gütern Feuchtigkeit (Wirbelschichttrocknung) oder Wärme (Wirbelschichtkühlung) zu entziehen. Dazu werden die Güter - ggf. nach einer vorangehenden Granulierung und einem eventuellen Zumischen bereits getrockneten oder gekühlten Gutes - einer Behandlungskammer zugeleitet und dort durch in der Regel vom Boden der Kammer aus erfolgendes starkes Anblasen mit Luft o. dgl. verwirbelt, so daß sich eine Wir belschicht aus kontinuierlich oder periodisch nachströmen dem Gut in der Kammer bildet. In der Zone der Kammer, in der sich die Wirbelschicht bildet, ist ein Wärmeübertrager, z. B. in Form eines Rohrschlangenbündels, vorgesehen, über welchen entweder - zur Trocknung - Wärme von einem in ihm strömenden Heizmedium, z. B. Wasserdampf oder Thermalöl, an das Gut oder - zur Kühlung - Wärme von dem ihn umströmenden Gut an ein in ihm fließendes Kühlmittel übertragen wird.Such devices are known, e.g. B. from German Patent No. 44 04 813. They are used for granular goods Moisture (fluidized bed drying) or heat (Fluidized bed cooling). To do this, the goods - if necessary after a previous granulation and a any admixtures that have already been dried or cooled Good - sent to a treatment chamber and through there usually strong from the bottom of the chamber Blown with air or the like. Swirled so that a we Flow layer from continuous or periodic flow the good in the chamber. In the zone of the chamber, in which forms the fluidized bed is a heat exchanger, e.g. B. in the form of a coil of tubes provided which either - for drying - heat from one in it flowing heating medium, e.g. B. steam or thermal oil the good or - for cooling - heat from the flow around it Is well transferred to a coolant flowing in it.

Vor allem dann, wenn das zu behandelnde granulöse Gut eine bekannte, i m wesentlichen konstante Korngröße besitzt, las sen sich mit an diese spezielle Korngröße angepaßten Vor richtungen hohe Wärmeübertragungsraten erzielen. Dazu wer den die Rohrschlangenbündel, die meist spiral- oder U-för mig ausgebildet sind, so dicht in der Behandlungskammer ge packt, daß nur der zur Aufrechterhaltung der Strömung des granulösen Gutes zwischen den Rohrschlangen minimal notwen dige freie Querschnitt verbleibt. Dabei werden aus ferti gungstechnischen Gründen bevorzugt Heiz- bzw. Kühlrohre mit geringem Durchmesser verwendet und meist horizontal, gele gentlich auch vertikal in der Behandlungskammer angeordnet.Especially when the granular material to be treated is a known, i m essentially constant grain size, read adapt to this special grain size achieve high heat transfer rates. About who which the coil of coils, usually spiral or U-shaped mig are formed so close in the treatment chamber ge grabs that only the one to maintain the flow of the granular goods between the coils minimally necessary The free cross section remains. Ferti For technical reasons, preference is given to heating or cooling pipes small diameter used and mostly horizontal, gel occasionally also arranged vertically in the treatment chamber.

Nun ist aber bei der Trocknung von körnigen Gütern mit wechselnder Qualität (z. B. Klärschlamm) eine dem Trockner vorgeschaltete Granulierung oft nicht in der Lage, ein für die Wirbelung ideales und gleichbleibendes Granulat zu er zeugen. Dabei neigt ein zu feuchtes Granulat zu Verklumpun gen, während ein zu trockenes Granulat insbesondere bei ho hen Faseranteilen schlecht wirbelfähig ist, weil die Fasern unvollständig eingebunden sind und die Granulatteilchen sich deshalb miteinander verhaken können. Qualitätsschwan kungen des Einlaßstoffes haben außerdem erhebliche Verände rungen der mittleren Korngröße des Granulates zur Folge, so daß in der Praxis oftmals die Intensität der Wirbelung nicht optimal auf die vorliegende Korngröße eingestellt werden kann. Dies führt bei dichtbepackten horizontalen Rohrbündeln häufig zu Ablagerungen von Klumpen im Bündel und Ablagerung von schlecht wirbelfähigem Granulat auf oder im Bündel. Diese Ablagerungen stören die Wirbelschicht zwar zunächst nur lokal, jedoch lagern sich an diesen den freien Durchgang zwischen den Rohren verstopfenden Ablagerungen schnell weitere Granulatteilchen und Klumpen an, so daß schließlich eine Reinigung des Bündels erforderlich ist.Now, however, is involved in the drying of granular goods changing quality (e.g. sewage sludge) the dryer upstream pelletizing often unable to provide one for the swirling ideal and constant granules testify. Granules that are too moist tend to clump gene, while a too dry granulate, especially with ho hen fiber is poorly swirlable because the fibers are incompletely involved and the granules can therefore get caught together. Quality swan Entrance substance changes also have significant changes ent of the average grain size of the granules, so that in practice often the intensity of the swirl not optimally adjusted to the existing grain size can be. This leads to tightly packed horizontal ones Pipe bundles often lead to deposits of lumps in the bundle and deposition of poorly swirlable granules on or in a bundle. These deposits disturb the fluidized bed Initially only locally, but the free ones settle there Passage between the pipes clogging deposits quickly add more granules and lumps so that finally cleaning the bundle is required.

Zur Lösung dieses Problems wurde sowohl vorgeschlagen, die Heiz- bzw. Kühlschlangen vertikal in der Kammer anzuordnen, als auch anstelle der Rohrschlangen vertikal in der Wirbel schicht stehende plattenförmige Heiz- bzw. Kühlkörper zu verwenden. Beide Lösungsvorschläge sind jedoch unbefriedi gend, da sie neue Probleme mit sich bringen. So kann bei vertikalen Kühlschlangen das aufgrund seiner Vorteile, wie z. B. leichte Herstellbarkeit, gute Umweltverträglichkeit etc., ansonsten am häufigsten verwendete Heizmedium, Was serdampf, nicht eingesetzt werden, da sich bildendes Kon densat nicht kontrolliert abfließen kann. Außerdem wird im Bereich der 180°-Rohrumlenkungen der freie Querschnitt der Wirbelschicht erheblich eingeschränkt. Bei den vertikalen plattenförmigen Heiz- bzw. Kühlkörpern zeigte sich zudem, daß der horizontale Wärmeaustausch in der Wirbelschicht nicht ausreichend war, so daß mit diesen stehenden Platten keine wirtschaftliche Wärmeübertragungsrate erreicht werden konnte.To solve this problem, both the Arrange heating or cooling coils vertically in the chamber, as well instead of the coils vertically in the vortex layered plate-shaped heating or cooling elements use. However, both proposed solutions are unsatisfied because they pose new problems. So at vertical cooling coils because of its advantages, such as e.g. B. easy manufacture, good environmental compatibility etc., otherwise most commonly used heating medium, what steam, should not be used, because con densat cannot flow out in a controlled manner. In addition, in Area of the 180 ° pipe deflections of the free cross section of the Fluid bed significantly restricted. With the vertical plate-shaped radiators or heat sinks also showed that the horizontal heat exchange in the fluidized bed was not sufficient, so with these standing plates no economical heat transfer rate can be achieved could.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln körniger Güter anzugeben, welche die genannten Probleme vermeidet, welche für alle Heiz- und Kühlmedien gleichermaßen geeignet ist und bei welcher die Gefahr von Verstopfungen und Ablagerun gen an den Flächen des Wärmeübertragers auf ein Minimum re duziert ist.Proceeding from this, the object of the invention is a device for the thermal treatment of granular goods indicate which avoids the problems mentioned, which is equally suitable for all heating and cooling media and in which there is a risk of blockages and deposits on the surfaces of the heat exchanger to a minimum is induced.

Diese Aufgabe wird gelöst von einer Vorrichtung der ein gangs genannten Art, bei welcher der Wärmeübertrager eine Vielzahl von lotrechten Wärmetauschrohren aufweist, die im Betriebszustand zumindest abschnittsweise in der Wirbel schicht stehen, und bei welcher in der Kammer obere und un tere horizontale Querrohre vorgesehen sind. An jedem oberen horizontalen Querrohr sind die oberen Enden mehrerer lotrechter Wärmetauschrohre und an jedem unteren horizontalen Querrohr die unteren Enden mehrerer lotrechter Wärmetausch rohre angeschlossen. Die Querrohre sind jeweils an wenig stens einem Ende an eine mit einer ein flüssiges oder gas förmiges Kühl- oder Heizmedium liefernden Strömungsquelle verbundene Zuströmleitung bzw. an eine das Medium abfüh rende Abströmleitung derart angeschlossen, daß Zuströmlei tung, Abströmleitung, Querrohre und Wärmetauschrohre ein von dem Kühl- oder Heizmedium durchströmbares Rohrleitungs system bilden.This object is achieved by a device gangs mentioned type, in which the heat exchanger a Variety of vertical heat exchange tubes, which in Operating state at least in sections in the vortex stand layer, and in which in the chamber upper and un tere horizontal cross tubes are provided. On every top horizontal cross tube are the upper ends of several plumb Heat exchange tubes and at each lower horizontal Cross tube the lower ends of several vertical heat exchanges pipes connected. The cross tubes are each on little At least one end to one with a liquid or gas shaped cooling or heating medium supplying flow source connected inflow line or to a the medium rende discharge line connected in such a way that inflow device, discharge line, cross tubes and heat exchange tubes pipeline through which the cooling or heating medium can flow form a system.

Die Erfindung hat den Vorteil, bei gleicher Heiz- bzw. Kühlflächendichte größere freie Durchgänge für das zu be handelnde körnige Gut aufzuweisen als die konventionellen Vorrichtungen mit horizontalen Rohrbündeln. Da die freien Durchgänge vertikal gerichtet sind, ist die Gefahr von Ver stopfungen und Ablagerungen gegenüber einer horizontalen Rohranordnung deutlich geringer. Zudem ist das erfindungs gemäße Rohrleitungssystem für alle üblichen Heiz- bzw. Kühlmedien geeignet. Bei ersten Versuchen mit einer erfin dungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung im Trocknungsbetrieb, bei dem also das Rohrleitungssystem von einem Heizmedium durchströmt wurde, hat sich zudem gezeigt, daß die Erfin dung nicht nur erwartungsgemäß die Verstopfungsanfälligkeit so weit verringert, daß selbst bei extrem faseriger Granu latstruktur oder sehr feuchtem Granulat ein störungsfreier Trocknungsbetrieb erreicht wird, sondern daß auch die Wär meübertragungswerte der Heizflächen vorteilhaft gegenüber konventionellen Rohrbündelanordnungen verbessert ist, so daß bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung insgesamt weniger Wirbelenergie zur Erzielung des gleichen Trocknungsergebnisses wie bei konventioneller Rohrbündel anordnung zugeführt werden muß. The invention has the advantage, with the same heating or Cooling surface density larger free passages for that to be acting granular goods than the conventional ones Devices with horizontal tube bundles. Because the free Passages directed vertically are the danger of ver blockages and deposits in relation to a horizontal one Pipe arrangement significantly lower. It is also a fiction appropriate piping system for all common heating or Suitable cooling media. At first attempts with an invent appropriately designed device in drying operation, in which the piping system from a heating medium was flowed through, it has also been shown that the Erfin not only as expected the susceptibility to constipation so far reduced that even with extremely fibrous granules lat structure or very moist granules a trouble-free Drying operation is achieved, but that the heat transfer values of the heating surfaces advantageous compared conventional tube bundle arrangements is improved, so that in a device designed according to the invention overall less eddy energy to achieve the same Drying result as with conventional tube bundles arrangement must be supplied.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind alle je weils mit ihren oberen Enden an einem gemeinsamen horizon talen Querrohr angeschlossenen Wärmetauschrohre auch mit ihren unteren Enden an ein und demselben gemeinsamen unte ren horizontalen Querrohr angeschlossen. Auf diese Weise ergeben sich Rohrreihen aus jeweils an einem gemeinsamen oberen und einem gemeinsamen unteren Querrohr angeschlosse nen Wärmetauschrohren, die eine derart stabile Rahmenkon struktion bilden, daß in der Behandlungskammer keine inter nen Rohrhalterungen für die Wärmetauschrohre notwendig sind. Der sich gegenüber herkömmlichen Rohrbündeln bei der Fertigung ergebende höhere Schweißaufwand wird kostenmäßig durch die Einsparung der Rohrhalterungen ausgeglichen. Zu dem können die Schweißnähte überwiegend auf Automaten her gestellt werden und sind im Fertigzustand vorteilhaft leicht zugänglich.In an advantageous development of the invention, all are each because with their upper ends on a common horizon talen cross tube connected with heat exchange tubes their lower ends at the same common bottom horizontal cross tube connected. In this way rows of pipes result from a common one upper and a common lower cross tube connected NEN heat exchange tubes that have such a stable frame con structure that no inter Pipe brackets for the heat exchange pipes necessary are. Compared to conventional tube bundles at Manufacturing resulting higher welding effort becomes costly compensated for by saving the pipe supports. To the weld seams can mostly be done on machines be put and are advantageous in the finished state easily accessible.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die unteren und/oder die oberen horizontalen Querrohre der art in der Behandlungskammer angeordnet, daß sie im Be triebszustand in der sich bildenden Wirbelschicht liegen. Dies hat den Vorteil, daß auch die Außenflächen der Quer rohre als in thermische Wechselwirkung mit den Teilchen der Wirbelschicht tretende Flächen zur Verfügung stehen.In a preferred embodiment of the invention the lower and / or the upper horizontal cross tubes of the Art arranged in the treatment chamber that they in the loading drive state in the fluidized bed. This has the advantage that the outer surfaces of the cross tubes than in thermal interaction with the particles of the Fluidized bed surfaces are available.

Jedes der beiden Enden eines jeden lotrechten Wärmetausch rohres kann über jeweils einen im Vergleich zur Länge des Wärmetauschrohres kurzen Stutzen, dessen Nennweite kleiner ist als die Nennweite des jeweiligen Wärmetauschrohres, mit dem zugeordneten horizontalen Querrohr verbunden sein. Aus strömungstechnischen Gründen, insbesondere zum Erhalt einer laminaren Strömung, kann es dabei sinnvoll sein, den An schluß der Enden der Wärmetauschrohre und den jeweiligen Stutzen geringerer Nennweite über je ein sich kegelstumpf förmig oder konisch verengendes Zwischenstück vorzunehmen. Each of the two ends of each vertical heat exchange tube can have one each compared to the length of the Heat exchange tube short nozzle, the nominal size smaller is the nominal width of the respective heat exchange tube, with the associated horizontal cross tube. Out fluidic reasons, in particular to obtain a laminar flow, it can be useful to close the ends of the heat exchange tubes and the respective Nipples with a smaller nominal diameter each have a truncated cone form or conically narrowing intermediate piece.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die lot rechten Wärmetauschrohre derart in der Kammer angeordnet, daß die zwischen allen benachbarten Wärmetauschrohren ge bildeten freien Querschnitte jeweils im wesentlichen die gleiche Form und Größe haben. Auf diese Weise wird sicher gestellt, daß die thermische Behandlung an jeder Stelle der Wirbelschicht die gleiche Qualität besitzt, da das zu be handelnde Gut unabhängig davon, zwischen welchen Wärme tauschrohren es die Behandlungskammer durchtritt, immer im wesentlichen im gleichen Maße Gelegenheit hat, in thermi schen Kontakt mit den Außenflächen der Wärmetauschrohre zu treten.In an advantageous development of the invention, the lot right heat exchange tubes arranged in the chamber in such a way that between all adjacent heat exchange tubes formed free cross-sections essentially each have the same shape and size. This way it becomes safe posed that the thermal treatment at every point of the Fluidized bed has the same quality, because that be acting good regardless of what heat exchange tubes it passes through the treatment chamber, always in the has essentially the same opportunity in thermi contact with the outer surfaces of the heat exchange tubes to step.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das von der Zuströmleitung, der Abströmleitung, den Querrohren und den Wärmetauschrohren gebildete Rohrleitungssystem ein für ein in ihm strömendes Medium geschlossenes Kreislauf system.In a preferred embodiment of the invention that is of the inflow line, the outflow line, the cross tubes and a pipe system formed in the heat exchange pipes for a closed circuit flowing in it system.

Je nach Art und Ausgestaltung der Gesamtanlage kann es vor teilhaft sein, einen Abschnitt der Zuströmleitung oder der Abströmleitung, vorzugsweise je einen Abschnitt beider Leitungen bis in die Behandlungskammer zu führen und die oberen oder die unteren Querrohre, vorzugsweise die oberen und die unteren Querrohre innerhalb der Kammer an je einen dieser Abschnitte anzuschließen oder aber die oberen und/oder die unteren Querrohre durch eine die Behandlungskammer begrenzende Wand zu führen und außerhalb der Behandlungskammer an die Zuström- bzw. Abströmleitung anzuschließen.Depending on the type and design of the overall system, it can be done be partaking of a section of the inflow pipe or the Outflow line, preferably a section of each Lead lines into the treatment chamber and the upper or the lower cross tubes, preferably the upper and the lower cross tubes within the chamber to one each to connect these sections or the upper ones and / or the lower cross tubes through a die To guide treatment chamber delimiting wall and outside the treatment chamber to the inflow or outflow line to connect.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Nenn weite der oberen und/oder der unteren horizontalen Quer rohre so gewählt, daß die Gesamtflächengröße der zwischen den oberen bzw. den unteren Querrohren gebildeten freien Querschnitte in etwa identisch ist mit der Gesamtflächen größe aller zwischen den Wärmetauschrohren gebildeten freien Querschnitte.In an advantageous development of the invention, the nominal width of the upper and / or lower horizontal cross Pipes selected so that the total area of between the upper and lower cross tubes formed free Cross sections are approximately identical to the total areas size of all formed between the heat exchange tubes free cross sections.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Nennweite der horizontalen Querrohre nicht größer als die Nennweite der lotrechten Wärmetauschrohre. Die Nennweite eines jeden Wärmetauschrohres ist vorzugsweise größer als 50 mm.In a preferred embodiment of the invention, the Nominal width of the horizontal cross tubes not larger than that Nominal width of the vertical heat exchange tubes. The nominal size of each heat exchange tube is preferably larger than 50 mm.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den rein beispielhaft eine der möglichen Ausfüh rungsformen der Erfindung zeigenden Zeichnungen und deren nachfolgender Beschreibung. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the purely exemplary one of the possible designs tion forms of the invention and their drawings following description. Show it:

Fig. 1 ein Schema einer Anlage zur Wirbel schichttrocknung körniger Güter mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 1 is a diagram of a system for fluidized bed drying of granular goods with a device according to the invention and

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1, nämlich eine Reihe von an einem ge meinsamen oberen und einem gemeinsamen unteren Querrohr angeschlossenen Wär metauschrohren. Fig. 2 shows a part of the device of FIG. 1, namely a series of heat exchange tubes connected to a common upper and a common lower cross tube.

In der Fig. 1 ist ein Schema einer Anlage zur Wirbel schichttrocknung körniger Güter gezeigt, wobei über eine Leitung 1 das zu trocknende Gut, z. B. Klärschlamm, und über eine Leitung 3 bereits getrocknetes Gut zunächst einem Mi scher 5 zugeführt wird. Dabei wird das getrocknete Gut aus einer Behandlungskammer 20, in welcher die Wirbelschicht erzeugt wird und in welcher die eigentliche Trocknung er folgt, abgezogen. Das Gemisch aus bereits getrocknetem Gut und Schlamm wird über eine Leitung 7 und ein einen oberen Einlaß in die Behandlungskammer bildendes Zellenrad 9 von oben in die Behandlungskammer 20 als Rohgranulat eingelei tet. Das Rohgranulat gelangt zunächst auf einen siebboden artigen Träger 22 im oberen Bereich der Behandlungskammer 20. Dieser Träger 22 ist über federnde Zwischenglieder schwingungsfähig an der Innenseite der Behandlungskammer 20 gehaltert, so daß er im Betriebszustand der Vorrichtung von aus der sich unterhalb des Trägers 22 bildenden Wirbel schicht übertragener Energie zu Schwingungen anregbar ist. Das auf den siebbodenartigen Träger 22 gegebene Rohgranulat wird so lange auf diesem umgeschichtet und zurückgehalten, bis die Korngröße der Größe der Sieböffnungen entspricht. Nachfolgend wird dieses so gebildete Vorgranulat durch den siebbodenartigen Träger 22 in den darunterliegenden Ab schnitt der Behandlungskammer 20 übertragen, in welchem ein Wärmeübertrager 26 angeordnet ist, der durch ein Wärmeträ germedium fremdbeheizt wird. Auf diesen Wärmeübertrager 26 wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 2 noch näher eingegangen.In Fig. 1 is a diagram of a system for fluidized bed drying of granular goods is shown, via a line 1, the material to be dried, eg. B. sewage sludge, and a line 3 already dried material is initially fed to a Mi shear 5 . The dried material is drawn off from a treatment chamber 20 in which the fluidized bed is generated and in which the actual drying takes place. The mixture of already dried material and sludge is introduced via a line 7 and a cell wheel 9 forming an upper inlet into the treatment chamber from above into the treatment chamber 20 as raw granules. The raw granules first go to a sieve tray-like carrier 22 in the upper region of the treatment chamber 20 . This carrier 22 is supported by resilient intermediate members such that it can vibrate on the inside of the treatment chamber 20 , so that it can be excited to vibrate in the operating state of the device by the energy transmitted from the vortex layer forming below the carrier 22 . The raw granules placed on the sieve tray-like carrier 22 are layered and retained thereon until the grain size corresponds to the size of the sieve openings. This pre-granulate thus formed is transferred through the sieve-bottom carrier 22 into the underlying section of the treatment chamber 20 , in which a heat exchanger 26 is arranged, which is externally heated by a heat transfer medium. This heat exchanger 26 is discussed in more detail in connection with the description of FIG. 2.

Im oberen Abschnitt der Behandlungskammer 20 ist eine Lei tung 10 vorgesehen, um Brüden aus der Behandlungskammer 20 abzuziehen. Diese Brüden werden in einem Zyklon 12 ent staubt. Staubfreie Gase werden aus dem Zyklon 12 über eine Leitung 11 abgezogen, durch ein Gebläse 13 im Druck erhöht und über eine Leitung 15 einem im unteren Teil der Behand lungskammer 20 vorgesehenen Düsenboden 28 zur Erzeugung der Wirbelschicht in der Behandlungskammer wieder zugeführt. Der in dem Zyklon 12 anfallende Staub wird über eine Lei tung 14 dem Mischer 5 zugeführt. Getrocknetes Gut wird in einem den Boden der Behandlungskammer 20 bildenden Aufnah metrichter 30 gesammelt und über ein einen unteren Auslaß für das Gut bildendes Zellenrad 32 ausgetragen. Ein Teil des getrockneten Gutes wird - wie bereits beschrieben - dem der Anlage zugeführten zu trocknenden Gut im Mischer 5 wie der zugesetzt. Der andere Teil des getrockneten Gutes wird über eine Leitung 17 einer Verarbeitung, beispielsweise ei ner Verbrennung oder einer Abfüllung in Transportbehälter, zugeführt. In the upper portion of the treatment chamber 20 a Lei device 10 is provided to withdraw vapors from the treatment chamber 20 . These vapors are dusted in a cyclone 12 ent. Dust-free gases are withdrawn from the cyclone 12 via a line 11 , increased in pressure by a blower 13 and fed via a line 15 to a nozzle plate 28 provided in the lower part of the treatment chamber 20 for generating the fluidized bed in the treatment chamber. The dust accumulating in the cyclone 12 is fed to the mixer 5 via a line 14 . Dried material is collected in a receptacle 30 forming the bottom of the treatment chamber 20 and discharged through a lower outlet for the material forming cell wheel 32 . As already described, part of the dried material is added to the material to be dried that is supplied to the system in mixer 5 . The other part of the dried material is fed via a line 17 to processing, for example a combustion or a filling in a transport container.

Während ein Teilstrom der Brüden aus der Behandlungskammer 20 über den Düsenboden 28 in die Behandlungskammer zurück geführt wird, gelangt ein anderer Teilstrom über eine Lei tung 41 in einen Abdampfkondensator 43. Aus diesem Abdampf kondensator 43 wird das Kondensat über eine Überlauf schleife 45 nach unten abgezogen. An den Abdampfkondensator 43 schließt eine Leitung 47 mit einem Lüfter 49 zur Entga sung des Abdampfkondensators an.While a partial flow of the vapors from the treatment chamber 20 is returned to the treatment chamber via the nozzle plate 28 , another partial flow passes through a line 41 into an exhaust steam condenser 43 . From this exhaust steam condenser 43 , the condensate is drawn down over an overflow loop 45 . A line 47 with a fan 49 connects to the evaporation condenser 43 for degassing the evaporation condenser.

In der Fig. 2 ist ein Teil des in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Wärmeübertragers 26 gezeigt, und zwar eine Reihe von im bestimmungsgemäßen Einbauzustand lotrecht in der Behandlungskammer 20 stehenden Wärmetauschrohren 50, zwei horizontale Querrohre 52 und 54 sowie je ein bis in die in dieser Figur nicht gezeigte Behandlungskammer ge führter Abschnitt einer Zuströmleitung 56′ und einer Ab strömleitung 56′′. Von der bei Ausführungsbeispiel im be stimmungsgemäßen Einbauzustand oberhalb der Abströmleitung 56′′ liegenden Zuströmleitung 56′ zweigt eine Anzahl von oberen Querrohren 52 ab, von denen aus Gründen der Über sichtlichkeit jedoch nur eines gezeigt ist. Von jedem die ser horizontalen Querrohre 52 zweigen wiederum Rohre ab, und zwar die lotrechten Wärmetauschrohre 50, von denen - ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit - nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden. Jedes der gezeigten lot rechten Wärmetauschrohre 50 ist über jeweils einen im Ver gleich zur Länge des Wärmetauschrohres kurzen Stutzen 58, von denen nur einige mit Bezugszeichen versehen wurden, mit dem Querrohr 52 verbunden. Die Nennweite dieser Stutzen 58 ist dabei kleiner als die Nennweite des jeweiligen Wärmetauschrohres 50. Aus strömungstechnischen Gründen erfolgt deshalb der Anschluß jedes Wärmetauschrohres 50 an den jeweiligen Stutzen 58 über ein sich konisch zum Stutzen hin verjüngendes Zwischenstück 60. In analoger Weise sind auch die unteren Enden der Wärmetauschrohre 50 über kurze Stutzen 62 mit einem unteren Querrohr 54 verbunden, wobei der Anschluß der Wärmetauschrohre 50 an die Stutzen 62, die eine geringere Nennweite als die Wärmetauschrohre 50 besit zen, wiederum über sich konisch verjüngende Zwischenstücke 64 erfolgt. Das untere Querrohr 54 mündet, wie auch eine Vielzahl weiterer, nicht gezeigter unterer Querrohre, in die Abströmleitung 56′′. Bei diesem Ausführungsbeispiel bil den der Abschnitt 56′ der Zuströmleitung 56, der Abschnitt 56′′ der Abströmleitung, die oberen Querrohre 52 und die unteren Querrohre 54 sowie die Wärmetauschrohre 50 nebst den Stutzen 58 und 62 und den Zwischenstücken 60 und 64 zusammen mit nicht gezeigten weiteren Abschnitten der Zuström- bzw. Abströmleitung ein geschlossenes Kreislaufsystem, in dem das jeweilige Kühl- oder Heizmedium kontinuierlich zirkulieren kann.In FIG. 2, a part of the only schematically indicated in FIG. 1, the heat exchanger 26 is shown, namely a series of predetermined installation state vertically in the treatment chamber 20 stationary heat exchange tubes 50, two horizontal cross tubes 52 and 54 as well as one to the in this figure, not shown treatment chamber ge led section of an inflow line 56 'and from a flow line 56 ''. From the exemplary embodiment in the appropriate installation state above the outflow line 56 '' lying inflow line 56 'branches off a number of upper cross tubes 52 , of which only one is shown for reasons of clarity. From each of these horizontal cross tubes 52 branches in turn tubes, namely the vertical heat exchange tubes 50 , of which - also for reasons of clarity - only a few have been provided with reference numerals. Each of the shown lot right heat exchange tubes 50 is connected to the cross tube 52 via a respective short connection 58 in comparison to the length of the heat exchange tube, only a few of which have been provided with reference numerals. The nominal width of this connection piece 58 is smaller than the nominal width of the respective heat exchange tube 50 . For fluidic reasons, therefore, the connection of each heat exchange tube 50 to the respective connection piece 58 takes place via an intermediate piece 60 that tapers conically towards the connection piece. In an analogous manner, the lower ends of the heat exchange tubes 50 are connected via short connecting pieces 62 to a lower transverse tube 54 , the connection of the heat exchange tubes 50 to the connecting pieces 62 , which have a smaller nominal width than the heat exchange tubes 50 , again via conically tapering intermediate pieces 64 takes place. The lower cross tube 54 opens, as well as a variety of other, not shown lower cross tubes, in the outflow line 56 ''. In this embodiment, bil the section 56 'of the inflow line 56 , the section 56 ''of the outflow line, the upper cross tubes 52 and the lower cross tubes 54 and the heat exchange tubes 50 together with the connecting piece 58 and 62 and the intermediate pieces 60 and 64 together with not shown further sections of the inflow or outflow line, a closed circuit system in which the respective cooling or heating medium can circulate continuously.

Der beschriebene Wärmeübertrager arbeitet im Trocknungsbe trieb wie folgt: Mittels einer nicht gezeigten an sich be kannten Vorrichtung wird ein flüssiges oder gasförmiges Heizmedium, z. B. ein Wärmeträgeröl oder Wasserdampf, er wärmt, welches dann über die Zuleitung bis in den bis in die nicht gezeigte Behandlungskammer geführten Zuleitungsabschnitt 56′ geleitet wird, wo es in die oberen Querrohre 52, von denen hier nur eines gezeigt ist, übertritt und sodann die lotrecht nach unten von den oberen Querrohren 52 abzweigenden Wärmetauschrohre 50 von oben nach unten durchquert. Das von einem oberen Querrohr 52 auf eine Reihe von Wärmetauschrohren 50 verteilte Heizmedium wird nach dem Durchströmen der Wärmetauschrohre 50 in demjenigen unteren Querrohr 54 wieder gesammelt, an dem die Wärmetauschrohre 50 gemeinsam angeschlossen sind. Das von allen unteren Querrohren 54, von denen hier nur eines ge zeigt ist, gesammelte Heizmedium tritt dann in die Abström leitung 56′′ über und strömt zu der genannten Vorrichtung zurück, wo es erneut erwärmt wird.The heat exchanger described works in the drying operation as follows: A liquid or gaseous heating medium, for. B. a heat transfer oil or water vapor, it heats, which is then fed via the feed line into the feed section 56 'which is guided into the treatment chamber (not shown), where it passes into the upper cross tubes 52 , only one of which is shown here, and then crosses the heat exchange tubes 50 branching vertically downward from the upper cross tubes 52 from top to bottom. The heating medium distributed from an upper cross tube 52 to a number of heat exchange tubes 50 is collected again after flowing through the heat exchange tubes 50 in the lower cross tube 54 to which the heat exchange tubes 50 are connected together. The heating medium collected from all the lower cross tubes 54 , of which only one is shown here, then enters the outflow line 56 '' and flows back to the device mentioned, where it is heated again.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwand lungen des gezeigten Ausführungsbeispiels möglich, die sich z. B. auf die Anordnung der Wärmetauschrohre und auf deren Anschlüsse an die oberen und unteren Querrohre beziehen. Auch ist es möglich und je nach Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung oftmals auch sinnvoll, den in der Figur gezeigten Strömungskreislauf gerade umzukehren, also das Kühl- oder Heizmedium nicht - wie gezeigt - von oben nach unten durch die lotrechten Wärmetauschrohre zu leiten, sondern es die Wärmetauschrohre von unten nach oben durchströmen zu lassen.There are numerous variations within the scope of the inventive concept Lungs of the embodiment shown possible e.g. B. on the arrangement of the heat exchange tubes and on their Make connections to the upper and lower cross tubes. It is also possible and depending on the application The device according to the invention often also makes sense, the in reverse the flow circuit shown in the figure, So the cooling or heating medium is not - as shown - from top down through the vertical heat exchange tubes conduct, but it the heat exchange tubes from the bottom up to flow through.

Claims

1. Device for the thermal treatment of granular goods, in particular coal, peat, sand, filter cake and sludge, in a treatment chamber ( 20 ) with an upper inlet ( 9 ) and a lower outlet ( 32 ) for the material, with means ( 28 ) for producing a fluidized bed in the material located in the chamber ( 20 ) and a heat exchanger ( 26 ) which is at least partially flowed around by the fluidized bed which is formed in the operating state,
that the heat exchanger ( 26 ) has a plurality of perpendicular heat exchange tubes ( 50 ), which at least in sections stand in the fluidized bed in the operating state,
that upper ( 52 ) and lower ( 54 ) ho horizontal cross tubes are provided in the chamber ( 20 ),
that at each upper horizontal cross tube ( 52 ) the upper ends of a plurality of vertical heat exchange tubes ( 50 ) and on each lower horizontal cross tube ( 54 ) the lower En the plurality of vertical heat exchange tubes ( 50 ) are connected and
that the cross tubes (52; 54) connected to at least one end to a supplying with a liquid or gaseous heating or cooling medium flow source respectively to strömleitung (56 ') or strömleitung to a medium laxative Ab (56' ') connected in such a way are that the inflow line ( 56 '), outflow line ( 56 ''), cross tubes ( 52 ; 54 ) and heat exchange tubes ( 50 ) form a piping system through which a cooling or heating medium can flow.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that all connected to a common upper cross tube ( 52 ) with their upper ends heat exchange tubes ( 50 ) are also connected with their lower ends to a common un lower cross tube ( 54 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the lower and / or the upper horizontal cross tubes ( 52 ; 54 ) are arranged in the chamber ( 20 ) in such a way that they lie in the operating state in the we forming layer.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each end of each vertical heat exchange tube ( 50 ) each have a short compared to the length of the heat exchange tube nozzle ( 58 ; 62 ), the nominal size is smaller than the nominal size of the respective heat exchange tube ( 50 ), with the associated horizontal cross tube ( 52 ; 54 ) is connected.

5. The device according to claim 4, characterized in that each end of the heat exchange tubes ( 50 ) via a frustoconical or tapered intermediate piece ( 60 ; 64 ) is connected to the respective nozzle ( 58 ; 62 ) of smaller nominal size.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the vertical heat exchange tubes ( 50 ) are arranged in the chamber ( 20 ) such that the free cross sections formed between all adjacent heat exchange tubes ( 50 ) each have essentially the same shape and Have size.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that from the inflow line ( 56 '), the outflow line ( 56 ''), the cross tubes ( 52 ; 54 ) and the heat exchange tubes ( 50 ) formed a piping system for is a closed circulatory system.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a section of the inflow line ( 56 ') or the outflow line ( 56 ''), preferably a section from both lines into the treatment chamber ( 20 ) leads and that the upper or the lower cross tubes, preferably the upper and the lower cross tubes ( 52 ; 54 ) within the treatment chamber ( 20 ) are each connected to one of these sections ( 56 '; 56 '').

9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the upper and / or the lower cross pipes through a wall delimiting the treatment chamber leads and to the inflow outside the treatment chamber line or the discharge line are connected.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the nominal width of the upper and / or the lower horizontal cross tubes ( 52 ; 54 ) is selected so that the total area size of between the upper and the lower cross tubes ( 52nd ; 54 ) formed free cross sections corresponds approximately to the total area size of all free cross sections formed between the heat exchange tubes ( 50 ).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the nominal width of the horizontal cross tubes ( 52 ; 54 ) is not greater than the nominal width of the vertical heat exchange tubes ( 50 ).

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the nominal width of each heat exchange tube ( 50 ) is greater than 50 mm.