DE19635441A1 - Anlage und Verfahren zum Erwärmen oder Kühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Erwärmen oder Kühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial.

In der Verfahrenstechnik kommt es vor, daß Festkörpergemische, die sich aus grobkörnigem und feinkörnigem Material zusammensetzen, entweder erwärmt oder abgekühlt werden müssen. Eine solche Erwärmung beziehungsweise Abkühlung soll üblicherweise möglichst schnell vonstatten gehen. Außerdem soll das gesamte Material möglichst gleichmäßig erwärmt beziehungsweise abgekühlt werden, damit es homogene Eigenschaften hat und anschließend direkt weiterverarbeitet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial bereitzustellen, bei dem das gesamte Feststoffgemisch möglichst rasch und gleichmäßig erwärmt bzw. gekühlt wird. Außerdem soll eine Anlage geschaffen werden, mit Hilfe derer ein solches Verfahren durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Anlage nach Anspruch 9 gelöst.

Durch die Aufteilung des Feststoffgemisches in Grob- und Feinmaterial kann für jede der beiden Fraktionen - unabhängig voneinander - das optimale Verfahren zum Erwärmen bzw. Abkühlen durchgeführt werden.

Besonders vorteilhaft kann dieses Verfahren dann sein, wenn der Anteil des Feinmaterials am Feststoffgemisch leicht entzündlich ist (z. B. Kohlenstoffpulver) und im heißen Zustand nicht mit Sauerstoff in Berührung kommen darf. In einem solchen Fall kann das (heiße) Grobmaterial zur Kühlung einer starken Luftströmung ausgesetzt werden, während das Feinmaterial, davon getrennt, in einer Schutzgasatmosphäre (ohne Sauerstoffanteil, gekühlt wird. Durch die Trennung wird erreicht, daß nur ein kleiner Anteil das aufwendige Verfahren der Kühlung unter Schutzgas durchläuft, nämlich nur der feinkörnige Anteil, für den es unbedingt erforderlich ist.

Für eine Erwärmung bzw. Abkühlung von Feinmaterial eignet sich vielfach besonders gut ein Verfahren mit indirekter Wärmeübertragung. Dabei wird das Medium, das Wärme an das Feinmaterial abgeben bzw. Wärme von diesem aufnehmen soll, nicht direkt dem Feinmaterial ausgesetzt. Vielmehr wird es beispielsweise durch einen Kanal geleitet, der direkt unterhalb eines Förderbodens angebracht sein kann.

Bei einem Verfahren mit direkter Wärmeübertragung, beispielsweise mit einem Gas oder Gasgemisch, das unmittelbar über das Feinmaterial geleitet wird, kann es vorkommen, daß sehr feine Anteile fortgeblasen werden oder daß bei leicht entzündlichem Material durch eine starke Strömung mit sauerstoffhaltigem Gas ein Brand oder gar eine Explosion ausgelöst wird.

Im Falle von Grobmaterial mit großen Korngrößen und großflächigen nichtebenen Teilen ist ein Verfahren mit direkter Wärmeübertragung günstiger. Das Grobmaterial wird vorzugsweise von Luft oder Gas umströmt und hat dadurch einen optimalen (großflächigen) Kontakt mit dem Wärmeträger bzw. dem Kühlmedium. Das indirekte Verfähren wahre bei Grobmaterial von Nachteil, da bei großen Korngrößen und nichtebenen Teilen im Verhältnis zur Masse und Oberfläche nur eine kleine Berührungsfläche zu dem Boden besteht, über den die Wärmeübertragung vonstatten gehen soll.

Zum Erwärmen von Feinmaterial eignet sich eine Bestrahlung des Materials mit Wärmestrahlen.

Wenn das Feinmaterial leicht brennbar ist, sollte es nur in einer Atmosphäre, die keinen Sauerstoff enthält, erwärmt oder abgekühlt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine Anordnung zum Erwärmen oder Abkühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial geht aus dem Anspruch 9 hervor.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung, aus der sich weitere Einzelheiten und Vorteile ergibt, näher beschrieben.

Es zeigt die Figur in einer vereinfachenden Schnittdarstellung eine Anlage zum Abkühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial.

Über einen Trichter 1 wird heißes Feststoffgemisch auf ein Rüttelsieb 2 geworfen. Dieses Rüttelsieb 2 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb derart in Schwingungen versetzt, daß der auf ihm befindliche Anteil aus grobkörnigem Material - von dem Trichter 1 fort - nach rechts auf eine Schwingförderrinne 3 bewegt wird. Der feinkörnige Anteil des Feststoffgemisches fällt durch die Maschen des Rüttelsiebes 2 auf eine zweite, unter dem Rüttelsieb 2 befindliche Schwingförderrinne 4. Diese Schwingförderrinne 4 weist einen ersten, mit 4a bezeichneten und einen - darunter angeordneten - zweiten, mit 4b bezeichneten Boden auf. Zwischen den Böden 4a und 4b strömt eine Kühlflüssigkeit 5, die dem auf dem Boden 4a transportierten Feinmaterial Wärme entzieht (indirekte Wärmeübertragung durch den Boden 4a auf die Kühlflüssigkeit). Die Schwingförderrinne 4 wird in an sich bekannter Weise mittels zweier unter ihr angebrachter, gegenläufig sich drehender Unwuchtmotoren 6 in eine gerichtete Schwingbewegung versetzt. Auf diese Weise wird das auf dem Boden 4a befindliche Feinmaterial durch Mikrowürfe - vom Rüttelsieb 2 fort - nach rechts transportiert.

Über dieser Schwingförderrinne 4 ist die erste Schwingförderrinne 3 für das Grobmaterial angeordnet. Auch diese Schwingförderrinne 3 wird in eine gerichtete Schwingbewegung versetzt, und zwar - in an sich bekannter Weise - durch einen unter ihr angebrachten Magnetantrieb 7.

Das Grobmaterial gelangt von dem Rüttelsieb 2 auf diese Schwingförderrinne 3 und wird durch Mikrowürfe - von dem Rüttelsieb 2 fort - nach rechts transportiert. Dabei wird es durch eine Luftströmung gekühlt, die von einem Gebläse 8 erzeugt wird und von oben auf die Schwingförderrinne gerichtet ist. Es handelt sich hier um ein Verfahren mit direkter Wärmeübertragung von dem Grobmaterial an die Luftströmung.

Es ist auch denkbar, daß bei einer der Fraktionen (Grob- bzw. Feinmaterial) die Wärmeübertragung im Batchverfahren - d. h. diskontinuierlich - durchgeführt wird.

Die Schwingförderrinnen 3 und 4 enden ungefähr auf gleicher Höhe mit jeweils einer Austrittsöffnung für das Grob- bzw. das Feinmaterial. Unter den beiden Austrittsöffnungen ist ein weiterer Trichter 9 angeordnet, der das - gekühlte - Grob- und das Feinmaterial zusammen aufnimmt und zur Weiterverarbeitung sammelt.

Claims (13)

1. Verfahren zum Erwärmen oder Abkühlen eines Feststoffgemisches mit Grob- und Feinmaterial, bei dem zunächst das Feststoffgemisch in eine Fraktion aus Grobmaterial und eine Fraktion aus Feinmaterial aufgeteilt wird und anschließend beide Fraktionen getrennt voneinander jeweils einem eigenen Verfahren zum Erwärmen bzw. Abkühlen unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Fraktion aus Feinmaterial ein Verfahren zum Kühlen bzw. Erwärmen mit indirektem Wärmeübergang angewandt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Fraktion aus Grobmaterial ein Verfahren zum Kühlen bzw. Erwärmen mit direktem Wärmeübergang angewandt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verfahren zum Erwärmen der Fraktion aus Feinmaterial eine wärmende Bestrahlung angewandt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion aus Feinmaterial in einer Atmosphäre aus reaktionsträgem Gas oder einem reaktionsträgen Gasgemisch erwärmt oder abgekühlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion aus Feinmaterial leicht entzündlich ist und daß das reaktionsträge Gas oder Gasgemisch keinen Sauerstoff enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinmaterial Kohlenstoff enthält.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf mindestens einem Schwingfördergerät durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoffgemisch zunächst zur Trennung der Fraktionen auf ein Schwingsieb gebracht wird.

9. Anlage zum Erwärmen und Kühlen eines Feststoffgemisches, insbesondere zur Durchführung eine Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anlage ein Schwingsieb aufweist, auf das das Feststoffgemisch aufgebracht wird, und daß zwei Förderstrecken vorhanden sind, von denen die eine das Grobmaterial transportiert und die andere das Feinmaterial.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Förderstrecken ein Schwingförderer ist.

11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderstrecke, auf der das Feinmaterial transportiert wird einen Boden aufweist mit mindestens einem Kanal auf seiner Unterseite, der zum Erwärmen bzw. Abkühlen des Feinmaterials von einem Gas, einem Gasgemisch oder einer Flüssigkeit durchströmt wird.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Förderstrecke für das Grobmaterial eine Einrichtung gerichtet ist, die eine Gasströmung zur Erwärmung bzw. Abkühlung des Grobmaterials hervorruft.