DE2444767C3 - Gas-Feststoff-Wärmetauscher zum Vorwärmen von Schüttgut - Google Patents
Gas-Feststoff-Wärmetauscher zum Vorwärmen von SchüttgutInfo
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Description
Medium unter den nach unten und außen abfallenden Wänden angeordnet ist, daß mehrere im Abstand
zueinander und übereinander angeordnete, nach unten und innen abfallende Wände sich von der Seitenwand zu
den nach unten unu außen abfallenden Wänden hin erstrecken, jedoch im Abstand dazu enden, daß die
Gas-Feststoff-BerQhrungszone begrenzt wird durch die nach unten und außen abfallenden Wände, die nach
unten und innen abfallenden Wände, den Boden, die Seitenwand und die Endwand, wobei jeweils eine der
mit dem Gasauslaß verbundenen Leitungen unter jeweils einer der nach unten und innen abfallenden
Wände angeordnet ist
Aus der US-PS 36 Ot 376 ist zwar bereits ein
Wärmetauscher bekannt, bei dem der Behälter eine Seitenwand, eine Endwand und einen Boden aufweist,
wobei in dem Behälter sich nach unten und außen erstreckende Wände im Abstand zu der Seitenwand und
dem Boden angeordnet sind und der Einlaß für das gasförmige Medium unter den nach unten und außen
abfallenden Wänden angeordnet ist. Aurh weist dieser Wärmetauscher eine nach unten und innen abfallend?
Wand auf, die sich von der Seitenwand zu den nach unten und außen abfallenden Wänden hin erstreckt und
im Abstand dazu endet, wobei die Gas-Feststoff-Berührungs/one begrenzt wird durch die nach unten und
außen abfallenden Wände, die nach unten und innen abfallende Wand, den Boden, die Seitenwand und die
Endwand und wobei eine mit dem Gasauslaß verbundene Leitung unter der nach unten und innen abfallenden
Wand angeordnet ist.
Bei diesem Wärmetauscher ist jedoch nur eine einzige nach unten und innen abfallende Wand und eine
darunter angeordnete senkrechte Wand vorgesehen, so daß der Gasstrom in zwei Teilströme aufteilbar ist.
Durch diese Aufteilung ändert sich die Breite der Austrittszone, was die Regelung erschwert. Ein
wesentlicher Unterschied gegenüber der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß durch die Aufteilung des
Gasstromes nicht die ganze Gasmenge durch die ganze jeweils vorgesenene Länge der Berührungszone strömt,
was gleichfalls den Regelvorgang erschwert. Auch ist die Regelmöglichkeit bei der bekannten Vonichtung
sehr grob.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt
ist, näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Wärmetauschers;
F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Wärmetauscher der Fig. 1; und
F ι g. 3 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung.
Der in F i g. 1 gezeigte Gas-Feststoff-Wärmetauscher
1 wird zum Vorwärmen von Feststoffteilchen enthaltendem Schüttgut verwendet. Als Brennofen für die
nachfolgende Behandlung des Schüttgutes dient ein Drehrohrofen 2, der in Strömungsverbindung mit dem
Wärmetauscher 1 mittels einer Rohrverzweigung 4 und geeigneter Leitungen steht. Der Drehrohrofen 2 ist auf
Reifen 3 und einer Drehlagerung so gelagert, daß er eine Drehung ausführen kann. Der in F i g. 2 in Einzelheiten
gezeigte Wärmetauscher 1 weist einen Behälter 10 auf mit Seitenwänden 11, Endwänden 12 und einem Boden
13. Die Seitenwand 11 weist einen unteren Abschnitt 18 mit einer im Winkel angeordneten Fläche auf, und einen
oberen Abschnitt 19. Ein Schüttguteinlaß 14 ist mit einem (nicht gezeigten) Speicherbehälter verbunden.
Wenn gewünscht, kann der Speicherbehälter durch eine
Verlängerung des Behälters 10 gebildet sein. Der Behälter 10 weist einen Schüttgutausiaß 15 auf. Der
Schüttgutauslaß 15 steht über ein Anschlußstück 16 und eine Zufuhrleitung 17, die sich durch die Rohrverzweigung
4 hindurcherstreckt, in Strömungsverbindung mit dem Drehrohrofen 2.
Der Behälter 10 hat einen Gaseinlaß 20 für die Vorwärmgase, der über eine Leitung in Strömungsverbindung
mit der Rohrverzweigung 4 steht um die heißen Abgase aus dem Drehrohrofen 2 zu dem
Gaseinlaß 20 zu leiten.
Der Behälter 10 weist zwei Gasauslässe 22 auf, die mittels einer Leitung 23 mit einem Gebläse 24 und
einem geeigneten Hochleistungs-Staubabscheider 25 verbunden sind.
Im Inneren des Behälters 10 ist eine Brücke 30 angeordnet die zwei nach unten und außen abfallende
Wände 31 hat Der Gaseinlaß 20 für die Vorwärmgase ist unter der Drücke 30 angeordnet. Im Behälter 10 ist
eine Baugruppe 32 von mehreren einze: .'.n, nach unten
und innen abfallenden Wanden 33a—/angeordnet, die
sich vom oberen Abschnitt 19 der Seitenwand 11 zu den nach unten und außen abfallenden Wänden 31
-■> erstrecken, jeaoch im Abstand zu diesen bleiben. Die
Wände 3^ liegen übereinander und im Abstand
zueinander und bilden mehrere Leitungen 36a—/ deren Einlasse entlang der Gas-Feststoff-Berührungszone 35
liegen und deren Auslässe in Strömungsverbindung mn
J° dem Gasauslaß 22 stehen. Die Gas-FesiMoff Berührungszone
35 wird begrenzt durch die nach unten und außen abfallenden Wände 31. die Baugruppe 32 aus
mehreren nach unten und innen abfallenden Wanden, den unteren Abschnitt 18 der Seitenwand 11, die
Endwand 12 und den Boden 13.
Mehrere Ventile 37a—/ sind vorgesehen, wobei jeweils ein Ventil in jeder Leitung 36a—/angeordnet ist.
um die Gasströmung durch die Leitung 36a — f, in der das Ventil angebracht ist. zu steuern. Jedes Vemil 37a -/
besteht aus einem Ventilelement 38 und einer zugeordneten Betätigungseinrichtung 39. Wenn eines
der Vtmile 37a—/geöffnet wird, strömt das Gas durch
die entsprechende somit ebenfalls geöffnete Leitung 36a — /! Die Gasströmung erfolgt im allgemeinen von
dem Gaseinlaß 20 um die Brücke 30 herum durch die Vorwärmzone zu einer der Leitungen 36a —/und durch
die Gasauslässe 22 für das abgegebene Vorwärmgas Die Schüttgutströmung erfolgt im allgemeinen von dem
Rohmaterialspeicher zum Einlaß 14 und durch die Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zum Schüttgutauslaß
15. Durch die Anordnung des Schüttguteinlasses und des Schüttgutauslasses und des Gaseinlasses und Gasauslasses
verläuft die Strömung des Vorwärmgases im wesentlKicn im Gegenstrom zu der Schüttgutströmung.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gaseinlaß 20 zwar ».'berhalb einiger der Lei'ungen
36a — / dargestellt, die Gasströmungsrichtung und Schüttgutströmungsrichtung sind jedoch so, daß sich
alle Leitungen 36a—/ unterhalb des Gaseinlasses 20 befinden, damit ein Gegenstrom erzielt wird.
Schieber 45 sind am Boden des Behälters IQ
angeordnet, um das Schüttgut längs des Bodens 13 2um Schüttgutauslaß 15 zu fördern. Diese Schieber sind mit
Betätigungseinrichtungen 46 verbunden, die die Schieber mit einer vorgegebenen Frequenz zyklisch hin- und
herbewegen, um die Strömungsgeschwindigkeit des Schüttgutes durch den Wärmetauscher 1 zu steuern. Im
Boden 13 können Öffnungen 47 vorgesehen sein, um die
Abgabe von Schüttgut zu ermöglichen, das hinter die Schieber 45 gelangt ist.
Da die Einlasse der Leitungen 36s —f über die Länge
der Gas-Feststoff-Berührungszone 35 verteilt sind, kann die Länge dieser Vorwärm-Zone 35 durch die Ventile >
37a—/"gesteuert werden. Wenn das unterste Ventil 37f
geöffnet und die übrigen Ventile 37a—e geschlossen sind, strömen die Vorwärmgase vom Gaseinlaß 20 durch
die Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zur ersten Leitung 3%f7.nm GasauslaO 22. Wenn das unterste Ventil in
Hf geschlossen ist und ein anderes Ventil geöffnet ist, beispielsweise das oberste Ventil 37a, dann strömt das
Gas vom Gaseinlaß 20 durch die Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zur obersten Leitung 36a zum Gasauslaß
22. Man erkennt aus F i g. 2, daß der Abstand zwischen ι > dem Gaseinlaß 20 zur untersten Leitung 36f wesentlich
geringer ist als der Abstand zu der obersten Leitung 36a. Das Vorwärmgas befindet sich in der Gas-Feststoff-Berührungszone
35 und in Berührung mit dem Schüttgut während einer wesentlich kürzeren Zeitspanne, wenn J"
das unterste Ventil 37/geöffnet ist, als wenn das oberste Ventil 37a geöffnet ist. Auf diese Weise kann durch
Ansteuern der zu öffnenden Ventile 37a—/"die Länge
der Gas-Feststoff-Berührungszone 35 gesteuert werden. Durch Steuerung der Länge dieser Vorwärmzone -">
kann die Temperatur des aus dem als Vorwärmvorrichtung dienenden Wärmetauschers 1 abgegebenen
Schüttgutes gesteuert werden.
Zur Betätigung der Ventile 37a—f kann eine
Steuereinrichtung 50 vorgesehen sein, die in Wirkver- ι» bindung mit der Betätigungseinrichtung 39 jedes Ventils
steht. Diese Steuereinrichtung 50 kann mit einem Temperaturfühler verbunden sein, mit einer Einrichtung
zum Erfassen des Druckabfalls im Wärmetauscher oder mit Einrichtungen zum Erfassen anderer Einflußgrößen. r>
Die Steuereinrichtung 50 kann dazu dienen, die entsprechenden Ventile 37a—f zu öffnen oder zu
schließen. Wenn die Temperatur des aus dem Wärmetauscher 1 abgegebenen Schüttgutes geringer ist
als eine vorgegebene Temperatur, kann die Länge der ·«>
Gas-Feststoff-Berührungszone 35 erhöht werden, indem ein höheres Ventil 37 geöffnet und ein tieferes
Die Steuereinrichtung 50 kann so eingestellt werden, daß die übrigen Ventile automatisch geschlossen
werden, wenn eines der Ventile 37a—f geöffnet ist.
Dadurch wird sichergestellt, daß das gesamte Gas, das durch die GasFeststoff-Berührungszone 35 strömt, in
der gewünschten Höhe abgeführt wird, wodurch die gewünschte Länge der Gas-Feststoff-Berührungszone
35 sichergestellt ist. Wenn beispielsweise das Ventil 37c offen ist und eine Gasströmung durch die Leitung 36c
ermöglicht, sind alle anderen Ventile 37 geschlossen. Wenn das aus dem Wärmetauscher 1 abgegebene
Schüttgut heißer als gewünscht ist, wird das Ventil 37c geschlossen und das Ventil 37c/wird geöffnet, so daß das
gesamte Gas jetzt durch die Leitung 36c/strömt und die Länge der Gas-Feststoff- Berührungszone 35 verringert
wird.
Stattdessen kann die Steuereinrichtung 50 auch so eingestellt werden, daß die Ventile 35a — f nacheinander
geöffnet und geschlossen werden. Bei dieser Betriebsart können nacheinander das oberste Ventil 37a, anschließend
das nächst untere Ventil 37ö usw. bis nach unten zum untersten Ventil 37/'geöffnet werden, um die Länge
der Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zu verringern. Da das Vorwärmgas normalerweise den Weg des geringsten
Widerstandes nimmt, ist sichergestellt, daß das gesamte Gas aus der Gas-Feststoff-Berührungszone 35
an det untersten der für die Strömung geöffneten Leitung Her Leitungen 3ba-fz\is\r\U. Um die Länge der
Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zu vergrößern, werden die Ventile 37a—f nacheinander geschlossen,
beginnend mit dem untersten Ventil 37 f, das geöffnet ist, und fortschreitend zum obersten Ventil 37a. Wenn
beispielsweise die Ventile 37a, b, c und d geöffnet sind,
tritt das Gas durch die Leitung 36c/aus. Wenn man die Länge der Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zu verringern
wünscht, kann das Ventil 37e geöffnet werden, so daß das Gas durch die Leitung 36e austritt. Wenn es im
Gegensatz dazu erwünscht ist, die Länge der Gas-Feststoff-Berührungszone 35 zu erhöhen, so daß das
Schüttgut den heißen Gasen für einen längeren Zeitabschnitt ausgesetzt bleibt, kann das Ventil 37c/
geschlossen werden, so daß das gesamte Gas in die
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Gas-Feststoff-Wärmetauscher zum Vorwärmen von Schüttgut mit einem Behälter mit Innenwänden,
weiterhin einem Schüttguteinlaß und einem Schuttgutauslaß, einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß
und einer Wand, die eine Gas-Feststoff-Berührungszone begrenzt und die zwischen dem Gaseinlaß und
dem Gasauslaß und zwischen dem Schüttguteinlaß und dem Schüttgutauslaß angeordnet ist, wobei das
>° Schüttgut bei seiner Bewegung vom Schüttguteinlaß zum Schüttgutausiaß die Gas-Feststoff-Berührungszone passiert und wobei im wesentlichen die
gesamte Gasmenge, die vom Gaseinlaß zum Gasauslaß strömt, durch die Gas-Feststoff-Berüh- '5
rungszone strömt und wobei ferner eine Ventileinnchtung vorgesehen ist, durch die die Länge des
Strömungsweges der gesamten Gasmenge durch die Gas-Feststoff-Berührungszone veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl
von Leitungen (36a—f) vorgesehen ist, deren Einlaß
entlang der Gas-Feststoff-Berührungszone (35) angeordnet und deren Auslaß mit dem Gasauslaß
verbunden ist, und daß ferner die Ventileinnchtung aus einer Anzahl von Ventilen (37a — /? besteht, die
jeweils in den Leitungen (36a—/? angeordnet sind
und durch die die Strömungslänge der Gas-Feststoff-Berührungszone veränderbar ist.
2. Gas-Feststoff-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter M
(10) eine Seitenwand (U), eine Endwand (12) und einen Boden (1 T) aufweist, daß in dem Behälter sich
nach unten und außen erstreckpnde Wände (31) im
Abstand zu der Seitenwand und dem Boden angeordnet sind, daß der Ein'-ß (20) für das J5
gasförmige Medium unter den nach unten und außen abfallenden Wänden angeordnet ist. daß mehrere im
Abstand zueinander und übereinander angeordnete, nach unten und innen abfallende Wände (33a —/}sich
von der Seitenwand zu den nach unten und außen 4U
abfallenden Wänden (31) hin erstrecken, jedoch im Abstand dazu enden, daß die Gas heststoff-Berührungszone (35) begrenzt wird durch die nach unten
und außen abfallenden Wände (31), die nach unten und innen abfallenden Wände (33a—/5, den Boden
(13). die Seitenwand (11) und die Endwand (12), wobei jeweils eine der mit dem Gasauslaß
verbundenen Leitungen (36a —/Runter jeweils einer
der nach unten und innen abfallenden Wände (33a—/Jangeordnet ist.
3. Gas-Feststoff-Wärmetauscher nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (50) mit jedem der Ventile (37a-/? in
Wirkverbindung steht und die Ventile derart steuert, daß beim offenen Zustand eines der Ventile die
anderen Ventile geschlossen sind.
4. Gas-Feststoff-Wärmetauscher nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (50) mit jedem der Ventile (37a — /? in
Wirkverbindung steht und die Ventile derart steuert, daß sie zum Verkürzen der Strömungslänge der
Gas-Feststoff-Berührungszone (35) aufeinanderfolgend vom obersten zum untersten Ventil öffnen und
zum Verlängern dieser Strömungslänge aufeinanderfolgend vom untersten zum obersten Ventil 6<i
schließen.
Die Erfindung betrifft einen Gas-Feststoff-Wärmetauscher zum Vorwärmen von Schüttgut mit einem
Behälter mit Innenwänden, weiterhin einem Schüttguteinlaß und einem Schüttgutauslaß, einem Gaseinlaß und
einem Gasauslaß und einer Wand, die eine Gas-Feststoff-Berühnmgszone begrenzt und die zwischen dem
Gaseinlaß und dem Gasauslaß und zwischen dem Schüttguteinlaß und dem Schüttgutauslaß angeordnet
ist, wobei das Schüttgut bei seiner Bewegung vom Schüttguteinlaß zum Schüttgutauslaß die Gas-Feststoff-Berührungszone passiert und wobei im wesentlichen die
gesamte Gasmenge, die vom Gaseinlaß zum Gasauslaß strömt, durch die Gas-Feststoff-Berülirungszone strömt
und wobei ferner eine Ventileinnchtung vorgesehen ist, durch die die Länge des Strömungsweges der gesamten
Gasmenge durch die Gas-Feststoff-Berührungszone veränderbar ist.
Ein derartiger Gas-Feststoff-Wärmetauscher ist in der DE-OS 24 32 857 bereits vorgeschlagen worden.
Gemäß dem Vorschlag dieser älteren Anmeldung
wird die Länge des Strömungsweges und damit die Stärke des Vorwärmvorganges dadurch gesteuert bzw.
geregelt, daß entlang der Gas-Feststoff-Berührungszone ein Ventil, welches in Richtung der Gas-Feststoff-Berührungszone einen relativ großen Querschnitt aufweist, angeordnet ist. Dieses Ventil weist einen
Ventilkörper auf, der von einer Kolben-Zylinder- Einheit bewegt wird, um den Ventilquerschnitt mehr oder
weniger freizugeben. Da das Gas dem Weg des geringsten Strömungswiderstandes folgt, wird der
Strömungsweg durch die Gas-Feststoff-Berührungszone durch die Stellung des Ventilkörpers bestimmt, der
somit als Steuereinrichtung für den Strömungsweg der Gase durch die Vorwärmzone dient.
Da bei dem Ventil der älteren Anmeldung in der ganz geöffneten Stellung ein großer Querschnitt längs der
Gas-Feststoff-Berührungszone freigegeben ist, läßt sich
die Zone des Austritts des Gases aoj dem Schüttgut
nicht exakt bestimmen, was die Regelung des Vorwärmvorganges erschwert. Auch ist bei der Regelung zu
berücksichtigen, daß durch die Bewegung des Ventilköroers sich die Form der Berührungszone ändert. Diese
Änderungen sind zwar nur geringfügig, können jedoch das Schließen des Vcntilkörpers beeinträchtigen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den Gas-Feststoff-Wärmetauschei gemäß der älteren Anmeldung dahingehend zu verbessern, daß die Steuerung
bzw. Regelung des Vorwärmvorganges noch genauer durchgeführt und mechanische Schwierigkeiten bei der
Änderung der Lage des Strömungsweges weitestgehei'i vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß eine Anzahl von Leitungen vorgesehen ist. deren Einlaß entlang der Gas-Feststoff-Berührungszone angeordnet und deren Auslaß mit dem Gasauslaß
verbunden ist, und daß ferner die Ventileinrichtung aus einer Anzahl von Ventilen besteht, die jeweils in den
Leitungen angeordnet sind und durch die die Strömungslänge der Gas-Feststoff-Berührungszone veränderbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Behälter eine Seitenwand,
eine Endwand und einen Boden aufweist, daß in dem Behälter sich nach unten und außen erstreckende
Wände im Abstand zu der Seitenwand und dem Boden angeordnet sind, daß der Einlaß für das gasförmige
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US483265A US3903612A (en) | 1974-06-26 | 1974-06-26 | Apparatus for preheating solid particulate material |
Publications (3)
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| DE2444767A1 DE2444767A1 (de) | 1976-01-15 |
| DE2444767B2 DE2444767B2 (de) | 1980-06-04 |
| DE2444767C3 true DE2444767C3 (de) | 1981-03-26 |
Family
ID=23919389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2444767A Expired DE2444767C3 (de) | 1974-06-26 | 1974-09-19 | Gas-Feststoff-Wärmetauscher zum Vorwärmen von Schüttgut |
Country Status (7)
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| GB (1) | GB1489584A (de) |
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Also Published As
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