DE2427932B2 - Flugstromtrockner mit eine diffusorartige engstelle aufweisendem trocknungsrohr - Google Patents

Description

Gegenstand der Anmeldung ist ein Flugstromtrockner mit über 1 m Rohrdurchmesser für feinkörniges, feuchtes Schüttgut, besonders für feuchte Feinkohle mit lotrechtem, eine venturiartige Engstelle aufweisendem Trocknungsrohr, in die das Gut aufgegeben wird und deren Querschnitt nach der Erweiterung dem vor ihrer Einengung entspricht.

Flugstromtrockner werden seit langem zum Trocknen und gegebenenfalls Erhitzen von feinkörnigen feuchten Schüttgütern verwendet. Im allgemeinen bestehen sie aus einem lotrecht stehenden Rohr, in dem ein heißes Gas mit relativ hoher Geschwindigkeit von unten nach oben strömt. Das zu trocknende Gut wird in den unteren Teil des Rohres eingespeist, vom Gasstrom erfaßt und, während es nach oben getragen wird, getrocknet. Die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Gases muß deshalb wesentlich über der Schwebegeschwindigkeit des Grobkorns im Schüttgut liegen. Die Trocknung erfolgt daher hauptsächlich im unteren und im mittleren Rohrabschnitt. Der obere Rohrabschnitt mündet in der Regel in einen Zyklon zur Abtrennung des heißen Schüttgutes vom Gasstrom.

Solche Flugstromtrockner werden auch zwei- oder mehrstufig gebaut. Zweistufige Flugstromtrockner werden beispielsweise zur thermischen Behandlung von nasser Kokskohle verwendet. Dabei werden bisher Durchsätze von etwa 50 t/h erreicht. Das Gaseintrittsende des lotrecht stehenden Trocknungsrohres wird im allgemeinen als 90°- oder als 80°-Rohrkrümmer ausgebildet. Das Einspeisen des Schüttgutes in den unteren lotrechten Rohrtei! unmittelbar nach dem Krümmer erfolgt bisher durch freien Fall oder mittels rotierender Schleudern, die besonders dann vorteilhaft sind, wenn feuchte, zum Anbacken neigende Schüttgüter eingespeist werden sollen. Die für feuchte und schlecht fluidisierbare Schüttgüter bekannte Einspeisung ist jedoch nur bei Rohrdurchmessern bis zu 1 m brauchbar, da nur bei kleinen Rohrdurchmessern das feinkörnige Schüttgut gleichmäßig über den ganzen Rohrquerschnitt bei der Einspeisung verteilt wird. Dies ist aber wichtig, weil nur bei einer gleichmäßigen Verteilung über den Rohrquerschnitt ein homogener Transport- und Trocknungsablauf während der Flugstrecke zu erreichen ist. Bei kleineren Trocknereinheiten mit beispielsweise 10 t/h Durchsatz betragen die erforderlichen Rohrdurchmesser etwa 300—400 mm, so

ίο daß eine gleichmäßige Materialverteilung keine Schwierigkeiten bereitet.

Aus dem DT-GM 17 29 183 ist eine Vorrichtung zur Materialaufgabe bei Flugstromtrocknern bekannt, die aus einem seitlich in das lotrecht stehende Trocknungsrohr mündendem Rohr für die Aufgabe des Materials und einem am unteren Ende des Trocknungsrohres angeordneten 180°-Rohrkrümmer für die Zuführung von Heißluft besteht. Unmittelbar unterhalb der Mündung des Materialaufgaberohres ist eine düsenartige Verengung vorgesehen, die durch eine vorübergehende Steigerung der Luftgeschwindigkeit verhindern soll, daß bei stoßweiser Aufgabe des Fördergutes dieses nach unten durchfällt Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Einspeisung jedoch durch ein rundes Rohr am Ausgang der runden Venturistrecke und die Einführung der Heißluft in das lotrechte Trocknungsrohr durch einen kreisbogenförmigen sich nicht verjüngenden Krümmer mit einem runden Querschnitt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von Flugstromtrocknern mit über 1 m Rohrdurchmesser für die Trocknung von feinkörnigem, feuchtem Schüttgut mit Durchsätzen von über 50 t/h ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen der Engstelle vorgeschalteten, vom runden in rechteckigen Querschnitt übergehenden Rohrkrümmer 1, der sich zu seiner äußeren Kreisbogenkontur E 2 hin verjüngt, durch die Ausbildung der Engstelle als Rohrstück 2 mit rechteckigem Querschnitt, in dessen Breitseite eine über deren gesamte Breite reichende Aufgabevorrichtung 4,5 mündet und durch einen an das Rohrstück 2 gleichachsig angeschlossenen vom rechtekkigen in runden Querschnitt übergehenden Diffusor 6.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß größere Durchsätze nicht etwa durch eine höhere Gasgeschwindigkeit oder ein längeres Trocknungsrohr erzielt werden, sondern im wesentlichen nur durch eine Vergrößerung des Querschnittes des Rohres. Ein 1Ofach höherer Durchsatz verlangt in erster Näherung einen lOfach größeren Rohrdurchmesser; bei Flugstromtrocknern für beispielsweise 100 t/h Durchsatz werden deshalb Rohrdurchmesser von über 1 m erforderlich.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Engstelle des Trccknungsrohres wird erzielt, daß das Schüttgut in eine Strömung mit ausgeglichenem homogenem Geschwindigkeitsprofil eingespeist wird, welches einerseits durch die Beschleunigung und andererseits durch die Anpassung der Krümmerkontur an den natürlichen Verlauf der Strömung erreicht wird. Sogenannte »Totwassergebiete« oder gar Rück-Strömungserscheinungen werden somit ausgeschlossen. Das ausgeglichene Geschwindigkeitsprofil in der Engstelle wird dann erreicht, wenn die Strömung um das 1,2- bis l,5fache beschleunigt wird. Natürlich wird der gleiche Strömungseffekt auch z. B. bei zweifacher Beschleunigung erreicht; technisch ist dieses hohe Maß an Geschwindigkeitsvergrößerung wenig sinnvoll, da dadurch der Druckverlust übermäßig erhöht und zudem die nachfol-

gende, ablösungsfreie Verzögerung der Strömung schwieriger wird. Die eigentliche Materialaufgabe erfolgt im rechteckigen Rohrstück, wobei die quer zum Aufgaberohr liegende Seite des rechteckigen Profils größer ist als die rechtwinklig dazu liegende Seite. s

Bsschleunigungs- und Verzögerungsstrecke sind venturiartig ausgebildet, um Ablösungen zu vermeiden und um einen möglichst gering bleibenden Druckverlust in der Gasströmung zu gewährleisten. Die Berechnung und die Ausbildung der venturiartigen Engstelle kann nach den bekannten Regeln der Aerodynamik erfolgen.

Wie bereits erwähnt, befindet sich der Aufgabeschlitz in der Breitseite des rechteckigen Rohrstücks. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Schüttgut über die Breitseite bereits gleichmäßig und mit konstanter Schichthöhe dem Aufgabeschlitz zugeführt und lediglich durch einen kleinen Impuls mittels rotierender Schleuder in das schmale Rohrstück eingespeist wird. Es leuchtet ein, daß eine gleichmäßige Feststoffverteilung über ein schmales Rohrstück wesentlich einfacher zu erzielen ist als über ein breites, zumal die rotierende Schleuder mit konstanter Drehzahl läuft und dem Schüttgut naturgemäß nur einen bestimmten Impuls vermitteln kann; zur feineren Anpassung von Gasströmungsgeschwindigkeit und Schleuderimpuls ist die Schleuder drehzahlvariabel anzutreiben. Es versteht sich von selbst, daß der Impuls nicht so stark erhöht werden darf, daß das Schüttgut gegen die gegenüberliegende Breitseite des Rohrstückes fliegt.

Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das Seitenverhältnis des rechteckigen Rohrstücks 3:1 bis 2:1, vorzugsweise 2,66 :1 beträgt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das rechteckige Rohrstück so ausgebildet, daß es abgerundete Ecken aufweist, also annähernd oval geformt ist, um Totströmungen in den Ecken zu vermeiden.

Anhand der Zeichnung werden Einzelheiten des erfindungsgemäßen Flugstromtrockners näher beschrieben:

In einer nicht gezeichneten Brennkammer wird durch Verbrennen eines Brenngases unter Luftzugabe ein z. B. 550° C heißes Rauchgas erzeugt, das in den Rohrkrümmer 1 mit einem runden Profil im Schnitt AA eintritt.

Dieser 90°-Rohrkrümmer verjüngt sich zar äußeren Kontur hin, wobei er ein rechteckiges Profil im Schnitt CC erhält. An den Rohrkrümmer 1 schließt sich ein rechteckiges Rohrstück 2 mit dem Seitenverhältnis 2,5 :1 an. Die Querschnittsfläche im Schnitt CC ist um das l,2fache kleiner als im Schnitt AA.

Im Abschnitt 3 des Rohrkrümmers 1 wird der Übergang vom runden zum rechteckigen Querschnitt erzielt. In dem rechteckigen Rohrstück 2 wird das feinkörnige feuchte Schüttgut zwischen den Schnitten CC und GG dem heißen Gasstrom, der durch die Querschnittsverminderung um das l,2fache beschleunigt wird, über die Aufgaberinne 4, beispielsweise eine Vibrorinne, mittels der Wurfschleuder 5 aufgegeben.

Die besondere Ausbildung des Rohrkrümmers 1 wird durch eine Betrachtung der bisher üblichen inneren Kontur Ei, der äußeren Kontur £2 sowie der Rohrachse F des Rohrkrümmers 1 deutlich, die als punktierte Linien gezeichnet sind. Die erfindungsgemäße äußere Kontur des Flugstromtrockners ist bis zum Schnitt GG mit der bisher üblichen äußeren Kontur E 2 des Rohrkrümmers 1 identisch, während die innere Kontur El bereits mit Beginn der Krümmung einen anderen Verlauf nimmt. In jedem Fall bleibt der Außenradius bei dem erfindungsgemäßen Trockner erhalten, gleichgültig welcher Radius für den Rohrkrümmer 1 gewählt wird. Dagegen ist die innere Kontur des Rohrkrümmers 1 stark verändert. Am deutlichsten wird dies bei einer Betrachtung der Rohrachse F, die sich mit dem Beginn der Krümmung zur äußeren Kontur hin verschiebt, bis sie um das Maß D von der Mittellinie F der bekannten Rohrkrümmer am Flugstromtrockner abweicht.

An das rechteckige Rohrstück 2 schließt sich in der Strömungsrichtung des Flugstromtrockners ein Diffusor 6 an, wobei wiederum ein Übergang vom rechteckigen zum runden Profil eintritt. Der Schnitt BB des Diffusors 6 entspricht dann wieder dem Schnitt AA mit einer Verschiebung der Rohrachse um das Maß D. In diesem Diffusor wird die Gasströmung auf die im Schnitt AA herrschende Geschwindigkeit verzögert, und zwar so allmählich, daß keine Ablösung eintritt. Für die Auslegung des Diffusors 6 gelten die bekannten Regeln der Aerodynamik.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flugstromtrockner mit über 1 m Rohrdurchmesser für feinkörniges, feuchtes Schüttgut, besonders für feuchte Feinkohle mit lotrechtem, eine venturiartige Engstelle aufweisendem Trocknungsrohr, in die das Gut aufgegeben wird und deren Querschnitt nach der Erweiterung dem vor ihrer Einengung entspricht, gekennzeichnet durch einen der Engstelle vorgeschalteten, vom runden in rechteckigen Querschnitt übergehenden Rohrkrümmer (I), der sich zu seiner äußeren Kreisbogenkontur (E2) hin verjüngt, durch die Ausbildung der Engstelle als Rohrstück (2) mit rechteckigem Querschnitt, in dessen Breitseite eine über deren gesamte Breite reichende Aufgabevorrichtung (4, 5) mündet und durch einen an das Rohrstück (2) gleichachsig angeschlossenen vom rechteckigen in runden Querschnitt übergehenden Diffusor (6).

2. Flugstromtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis des Rohrstücks (2) 3 :1 bis 2 :1, vorzugsweise 2,66 :1 beträgt.

3. Flugstromtrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rechteckige Rohrstück (2) abgerundete Ecken aufweist.