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Anordnung zur Herstellung heißer zusammengepreßter Luft
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Herstellung heißer
komprimierter Luft mit einem verminderten Feuchtegehalt, die zur Verwendung beim
Betrieb eines Hochofens geeignet ist. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere
auf eine Anordnung, bei welcher ein Wärmeaustauscher und eine verbesserte Dehydriervorrichtung
im Luftkanal eines Gebläses angeordnet sind, welches zur Verwendung beim Betrieb
eines Hochofens und einem oder mehreren Heißluftöfen konstruiert ist, und durch
welche der Dehydriervorgang in effektiver und stabiler Weise ausgeführt werden kann,
ohne daß irgendeine externe Wärmequelle erforderlich ist.
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Beim Betrieb eines Hochofens bewirken die Änderungen des Feuchtegehalts
der dem Hochofen zugeführten Luft, daß die Reaktionen im Ofen in unerwünschter Weise
schwanken, wobei übergroße Feuchtegehalte oftmals diese Reaktionen nachteilig beeinflussen.
Es ist demgemäß zweckmäßig, den Feuchtegehalt
der dem Hochofen zugeführten
Luft derart zu kontrollieren oder zu steuern, daß er einen vorbestimmten Pegel nicht
überschreitet, und zwar unabhängig von den Jahreszeiten.
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Im Hinblick auf die fortgeschrittene Technik bei der Entfernung von
Feuchtigkeit aus Luft könnte die Vermutung naheliegen, daß die Dehydrierung der
dem Hochofen zuzuführenden Luft nicht sehr schwierig ist. Dies ist allerdings nicht
der Fall.
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In der Tat treten bei der Dehydrierung der Luft für den Betrieb eines
Hochofens verschiedene Probleme auf, die auf anderen Gebieten nicht vorkommen. Unter
anderem ist ein speziell zur Lieferung von heißer zusammengepreßter Luft an den
Hochofen konstruiertes Gebläse von außerordentlich großer Leistung.
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Durch ein solches Gebläse kann die atmosphärische Luft zusammengepreßt
werden, um einen Luftstrom mit einer Temperatur von 150 bis 250°C, einem Druck von
3,5 bis 5,0 kg/cm2G und einer Strömungsgeschwindigkeit von 5000 bis 12 000 Nm3/min
zu bilden. Der auf diese Weise erzeugte Luftstrom wird ferner in Heißluftöfen auf
eine Temperatur von 500 bis 12000C erhitzt, bevor er in einen Hochofen eingeführt
wird. Die Anwendung der üblichen Dehydrierverfahren zum Zwecke der Dehydrierungsbehandlung
bei einer derartigen hohen Strömungsgeschwindigkeit von zusammengepreßter Luft hat
sich als nicht zufriedenstellend erwiesen.
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Verbesserte Vorrichtungen zum Trocknen zusammengepreßter Luft sind
in den U.S. Patenten 3 847 578 und 3 855 719 beschrieben.
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Es wird jedoch nicht angenommen, daß die in diesen U.S. Patenten beschriebenen
Vorrichtungen mit dem Ziel entwickelt wurden, daß sie bei der Dehydrierungsbehandlung
von einer großen Menge von zusammengepreßter Luft verwendet werden können. Wenn
diese bekannten Vorrichtungen,so@wie sie sind bei zusammengepreßter Luft verwendet
werden, die an einen Hochofen an der Abgabeseite des Gebläses geliefert werden soll,
so würden einige Probleme auftreten. Bei der Vorrichtung gemäß U.S.
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Patent 3 847 578 würde die Luft von der Regenerationszone zur Dehydrierzone
abfließen (lecken). Bei der Vorrichtung gemäß U.S. Patent 3 855 719 sind gewisse
Abdichtmittel vorgesehen.
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Diese Abdichtmittel sind jedoch mechanisch sehr kompliziert
aufgeaut,
d.h. sie umfassen einen Ejektor, ein Rohr zur Verbindung der Regenerationszone mit
der Dehydrierzone sowie andere Glieder. aus welchen Grrnden es zweifelhaft ist,
ob die Dehydriervorrichtung in stabil-er undt sei-permanenter Weise arbeiten kann,
wenn s£e: an der Ahgabeseite des-Gebläses in einer Installation angeordnet ist;
die an einem Hochofen befestigt ist, der keine Fehlfunktion aufweisen darf und auch
nicht seinen Betriebszustand verlassen darf.
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AusXden oben erwähnten Gründen, aber insbesondere infolge des Leckproblems,
hat die Dehydrierbehandlung der einem Hochofen zuzuführenden Luft, wenn sie ausgeführt
wird, bislang an der Eintrittsseite des Gebläses stattgefunden. Die Dehydrierung
bei atmosphärischem Druck erhöht jedoch das zu behandelnde Luftvolumen und macht
andererseits außerordentlich- massive Installationen erforderlich Wenn ferner ein-r.egeneratives
Feuchtigkeitsabsorptionsmittel verwendet wird, so ist eine große Menge an heißer
Luft für den Regenerationszweck erforderlich, und es ist demgemäß notwendig, eine
leistungsfähige externe Wärmequelle vorzusehen. Dies ist o-ffensichtlich im Hinblick
auf die Wärmewirtschaftlichkeit-n.icht vorteilhaft.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die oben erwähnten
Probleme zu lösen. Dabei-besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Anordnung zur
Herstellung heißer zusammengepreßter Luft mit einem verminderten Feuchtegehalt vorzusehen,
die in zufriedenstellender Weise als eine Zusatzvorrichtung an einem Hochofen arbeitet~,
um fortlaufend heiße Luft zu erzeugen, die an den Hochofen geliefert wird. Die Erfindung
hat sich ferner zum Ziel gesetzt, eine Dehydrieranordnung mit einem einfachen mechanischen
Aufbau vorzusehen, der in semipermanenter Weise arbeiten kann, um sukzessive und
wirkungsvoll die Feuchtigkeit aus dem Luftstrom mit hoher Strömungsgeschwindigkeit
und erhöhter Temperatur sowie Druck zu entfernen, wenn erfindungsgemäß die Anordnung
in dem Kanal dieser Luft von einem Gebläse und Heißluftöfen erfolgt. Die Erfindung
hat sich ferner zum Ziel gesetzt, eine Anordnung zur
Lieferung
von laift an einen Hochofen vorzusehen. wobei ein Wärmeaustauscher und eine Dehydrieranordnung
aus einem gaspermeabien Feuchtigkeit absorbieranden regenerativem Rotor derart angeordnet
sind, daß die Eigenwärme der heißen zusammenepreßten L;ftæ die vom Gebläse kommt,
in wirkungsvoller WeLse sowohl zur Erhitzung der dehydrierten Luft als auch zur
Regeneration des Rotors verwendet werden kann, wodurch eine verbesserte Wärmewirtschaft
erreicht wird Die Erfindung hat sich ebenfalls zum Ziel gesetzt, eine Anordnung
zur Herstellung von an einen Hochofen zu liefernder Luft vorzusehen, und zwar mit
einer verbesserten Dehydrieranordnung in der das Leckproblem infolge der Druckdifferenz
zwischen den Regenerier-und Dehydrier-Zonen überwunden wurde.
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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten sowie bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Anordnung; Fig 2 einen vergrößerten Horizontalschnitt der Dehydrieranordnung,
die bei der Anlage gemäß Fig. 1 verwendet wird; Fig. 3 eine weiter vergrößerte Teilansicht
des Rotors in der Dehydrieranordnung gemäß Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt der
Dehydrieranordnung längs der Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 5 eine teilweise weggeschnittene
vergrößerte Ansicht des bei der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Wärmeaustauschers;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In den verschiedenen Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen
äquivalente Teile.
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1>er Betrieb des in ?igs 8 gezeigten Hochofens 10 macht eine große
Menge an trockener,heißer zusammengepreßter Luft erforderlich, und zwar beispielsweise
5000 bis 12 000 Nm2/min Luft mit einer Temperatur von 300 bis 850°C, einem Druck
von 3,0 bis 115 kg/cm2G und einem Feuchtegehalt von 2 bis 5 ggXg Die dargestellte
Anordnung zur Herstellung solcher Luft mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit
aus atmosphärischer Luft 11, die normalerweise 15 bis 20 g/kg Feuchtigkeit enthält,
umfaßt ein Geblase oder einen Kompressor 12, der speziell zum Gebrauch beim Betrieb
eines Hochofens konstruiert ist, eine Dehydrieranordnung 13, einen Wärmeaustauscher
14 und Heißluftöfen (Winderhitzer) 15. Bei der bestehenden Anordnung ist, soweit
bekannt, das Gebläse 12 direkt mit den Heißluftöfen 15 über Verbindungsleitungen
verbunden, und das Dehydrierverfahren wird7 wenn überhaupt, bei der atmosphärischen
Luft angewandt, bevor diese in das Gebläse 12 eintritt. Bei der dargesteilten erfindungsgemäßen
Anordnung sind Dehydrieranordnung 13, die im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme
auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben wird, und Wärmeaustauscher 14 in den Luftkanal
vom Gebläse 12 zu den Heißluftöfen 15 in der folgenden Weise eingebaut. Der Wärmeaustauscher
14 ist derart angeordnet, daß ein Teil der heißen zusammengedruckten vom Gebläse
12 über die Leitung 18 kommenden Luft eine indirekte Wärmeaustauschung mit der ganzen
dehydrierten Luft erfährt, die über Leitung 20 von der Dehydrieranordnung 13 kommt.
Die Dehydrieranordnung 13 ist dabei erfindungsgemäß derart angeordnet, daß der Rest
der heißen zusammengepreßten vom Gebläse 12 über Leitung 16 kommenden Luft in eine
Regenerationszone 17 der Dehydrieranordnung 13 eingeführt wird, während die den
Wärmeaustauscher 14 über eine Leitung 32 verlassende Luft in eine Dehydrierzone
19 der Dehydrieranordnung eingeleitet wird; ferner sieht die Erfindung vor, daß
die Luft, welche durch eine Regenerierseite eines Rotors 23 gelaufen ist, nach dem
Hindurchlaufen durch einen Kühler 30 mit der dehydrierten Luft kombiniert wird,
welche durch
eime Dehydrierseite des Rotors gelaufen ist, und wobei
der kombinierte Strom von dehydrierter Luft durch die Leitung 20 zum Wärmeaustauscher
1-4 geleitet wird. Durch diese Anordnung wird die eine Temperatur; von, 8O bis 250°C,
einen Druck von 3,5 bis 5,0 kg/cm2G und einen Feuchtegehalt von 15 bis 20 g/kg aufweisende
Luft beim Verlassen des Gebläses 12 in Luft umgewandelt, welche eine Temperatur
von 150 bis 220°C, einen Druck von 3,0 bis 4,5 kg/cm2G und einen Feuchtegehalt von
2 bis 5 g/kg zu dem Zeitpunkt aufweist, wo-s-ie den. Wärmeaustauscher 14 nach dem
Dehydrierverfahren verläßt. Aus einem Vergleich der obigen Zahlen erkennt man; daß
nur der Feuchtegehalt stark vermindert wird, und daß nur ein minimaler Verlust bei
der Temperatur und dem Druck auftritt. Es, sei besonders darauf hingewiesen, daß
die Temperaturen de,r Luft an den verschiedenen Punkten längs des Luftkanals in
geeigneter Weise ausgewählt werden können, und zwar abhängig von der Größe des Hochofens.
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Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Horizontalsohnitt von Eihzelheiten
der in Fig. 1 gezeigten, Dehydrieranordnung 13. Die dargestellte Dehydrieranordnung
umfaßt einen Rotor 23 sowie Küh-.1er 28, 29, 30 und 35, angeordnet in-einem im ganzen
zylindrischen Gehäuse 21, dessen Innenraum in zwei Räume 17 una 19 durch eine Unterteilung
unterteilt ist, -welche mit' Abstand angeordnete parallele Unterteilungsplatten
22 und 22' aufweist, die sich annähernd über die-volle Höhe und Länge des Innenraums
erstrecken. Der Rotor 23 erstreckt sich radial über annähernd die vollen Querschnitte
der beiden Räume 17 und 19 hinweg und wird von einer Welle 24 getragen, die im Raum
zwischen den Unterteilungsplatten 22 und 22' angeordnet-ist. Der Raum 17 bildet
eine Regenerierungszone, während der Raum 19 eine Dehydrierzpne bildet. Der Rotor
besitzt einen für Gas durchlässigen Wabenaufbau aus Asbestmaterial imprägniert mit
einer hygroskopischen Substanz, wie beispielsweise Lithiumchlorid.
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Ein solches Gebilde ist beispielsweise aus den U.S. Patenten 3 231
409 und 3 307 617 bekannt. Das Gehäuse 21 ist auf seiner Regenerationszonenseite
mit einer öffnung 25 ausgestattet, die mit einer Leitung 16 verbindbar ist, um einen
Teil der heissen komprimierten Luft mit einem hohen Feuchtegehalt vom
Gebläse
12 einzuführen; das Gehäuse 21 ist ferner mit einer Öffnung 27 aus'gestattet£ die
mit einer Zweigleitung 26 verbindbar ist, welche ihrerseits mit der Leitung O: verbunden
ist, um dehydrierte Luft zum Wärmeaustauscher 14 zu, leiten Der Rotor 2-3 ist zwischen
den Öffnungen 25 und 27 angeordnet. In der Regenerierzone t7 ist der Kühler 28 zwischen
der Öffnung 25 und dem Rotor 23 angeordnet, und die Kühler 29 und 30 sowie eine
Eliminiervorrichtung 31 sind, zwischen dem Roto'r 23 und der Öffnung 27 angeordnet.
Das Gehäuse 21 ist ferner an seiner Dehydrierzonenseite mit einer Öffnung 33- ausgestattet,
die mit der Leitung 32 verbindbar ist, um den Rest der heißen zusammengepreßten
Luft mit hohem Feuchtegehalt vom Gebläse 12 einzuführen, naehdem diese Luft durch
den Wärme austauscher t4 gelaufen ist; ferner besitzt das Gehäuse 27 eine Öffnung
34, die mit der Leitung 20 verbunden ist, um die dehydrierte Luft zum Wärmeaustauscher
zu leiten. Der Rotor 23 ist ebenfalls zwischen den Öffnungen 33 und 34 angeordnet.
In der Dehydrierzone 19 ist der Kühler 35 zwischen Öffnung 33 und Rotor 23 angeordnet.
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Fig 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht desjenigen Teils des Rotors 23,
der in Fig. 2 mit dem Pfeil III bezeichnet ist, wobei hier Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Abdichtmittel dargestellt sind. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
ein Ringraum 37, ausgebildet zwischen einer Umfangsoberfläche 36 des Rotors 23 und
einer Innenoberfläche des Gehäuses, zusätzlich zu den erwähnten Umfangs- und Innen-Oberflächen,
durch Flansche 38 und 38' befestigt auf der Umfangsoberfläche des Rotors 23 längs
dessen beiden Kanten, durch Dichtungspackungselemente 39 und 39' (Ringkörper konzentrisch
zum Rotor 23), welche die Aussenoberflächen der Flansche 38 und 38' berühren,und
Wandelemente 40-und 40' (ringförmig und konzentrisch mit dem Gehäuse 21)definiert,
wobei die Wandelemente 40 und 40' am Gehäuse längs dessen Innenoberfläche befestigt
sind; um die Packungselemente.39 und 39' zu tragen. Das Gehäuse 21 ist mit einer
öffnung 55 ausgestattet, um trockene unter Druck stehende Luft, die gesondert hergestellt
wurde, in den Ringraum 37 einzuführen. Die Öffnung 55 steht mit einer
(nicht
gezeigten) gesonderten Vorrichtung zur Eerstellung von getrockneter unter Druck
stehender Luft in Verbindung.
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Durch die gesonderte Vorrichtung wird trockene unter Druck stehende
Luft mit einem größeren Druck als dem Druck der in der Dehydrieranordnung 13 verarbeiteten
Luft hergestellt und durch die Öffnung 55 in den Ringraum 37 eingeführt, um so den
Druck in diesem Raum größer zu halten als den Druck der verarbeiteten Luft. Das
Vorhandensein dieser trockenen unter Druck stehenden Luft im Ringraum 37 verhindert
vollständig, daß in Verarbeitung befindliche Luft von der Hochdruckseite (d.h. der
Regenerationszone 17) durch den Raum ~37 zur Niederdruckseite (der Dehydrierzone
19) leckt (fließt).
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Wenn während des Betriebs der Dehydrieranordnung aus irgendeinem Grund
ein schmaler Spalt zwischen den Flanschen und den Dichtungspackungselementen gebildet
wird, so läuft oder leckt die oben erwähnte trockene unter Druck stehende Luft durch
den Spalt zur Regenerier- oder Dehydrier-Zone, aber beeinflußt die Natur der beim
Betrieb des Hochofens zu verwendenden Erzeugnisluft nicht. Selbst in einem solchen
Fall ist die in der Regenerier- oder Dehydrier-Zone verarbeitete Luft vollständig
davor bewahrt, durch.den Spalt in den Ringraum 37 zu fließen.
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Das Leckproblem infolge der Zwischenräume, die in unvermeidbarer Weise
zwischen dem Rotor 23 und jeder Aufteilungsplatte 22 oder 22' gebildet werden, wird-im
wesentlichen durch die gleiche Maßnahme gelöst, wie sie oben unter Bezugnahme auf
den Zwischenraum zwischen Rotor 23 und Gehäuse 21 beschrieben wurde. Es sei wiederum
auf Fig. 3 Bezug genommen, wo man erfindungsgemäß sich vertikal erstreckende,mit
Abstand angeordnete parallele Unterteilungsplatten 22 und 22' erkennt, die in dem
dazwischen verbleibenden Raum die Rotorwelle 24 aufweisen, und wobei an den zum
Rotor 23 hinweisenden Enden der erwähnten Unterteilungsplatten Dichtungspackungselemente
41, 41' und 42, 42' befestigt sind, wobei sich jedes der Packungselemente in Vertikalrichtung
erstreckt und eine der flachen Oberflächen des zylindrischen
Rotors
23 berührt, wodurch sich vertikal erstreckende langgestreckte Räume 43 und 43' aiif
beiden Seiten des Rotors ausgebildet werden. Der Raum 43 ist in Vertikalrichtung
durch die Ynterteilangsplatten 22 und 22' definiert, und zwar zusammen mit den Packungselementen
41 und 41 -, einer sich vertikal erstreckenden Innenseitenunterteilungswand 44 mit
einem Lager für die Rotorwelle 24 und einer der flachen Oberflächen des Rotors 23
einerseits, und in Horizontairichtung durch die Innenoberfläche des Gehäuses 21
und das Packungselement 39' andererseits. In gleicher Weise ist der Raum 4-3' in
Vertikalrichtung definiert durch die Unterteilungsplatten 22 und 22' zusammen mit
den Packungselementen'42 und 42', einer sich vertikal erstreckenden Innenseitenunterteilungswand
45 mit einem Lager für die Rotorwelle 24 und die andere ebene Oberfläche des Rotors
auf der einen Seite, wobei andererseits die Ausbildung in Horizontalrichtung durch
die Innenoberfläche des Gehäuses 21 und das Packungselement 39 erfolgt. Die Formen
des Raums 43 oder 431 kann man am besten aus Fig. 4 erkennen wo eine Querschnittsansicht
der Dehydrieranordnung der Fig. 2 längs Schnittlinie IV-IV dargestellt ist. Es sei
jedoch bemerkt, daß die rechte Hälfte der Fig. 4 den Querschnitt der Dehydrieranordnung
an der Stelle zeigt, wo der Kühler 29 angeordnet ist, wohingegen die linke Hälfte
der Fig. 4 den Querschnitt der gleichen Dehydrieranordnung an der Stelle zeigt,
wo das Packungselement 41 (Fig. 3) angeordnet ist. Wie man aus Fig. 4 erkennt, ist
der Raum 43 ein vertikal langgestreckter Raum, der vom Ringraum 37 unabhängig ist.
Gemäß Fig. 3 ist die Unterteilungsplatte 22' mit Öffnungen 46 und 46' ausgestattet,
um trockene unter Druck stehende Luft in die Räume 43 und 43' einzuführen. Diese
Öffnungen 46 und 46' sind mit einer Vorrichtung zur Herstellung trockener unter
Druck stehender Luft verbunden, wie sie zur Herstellung solcher Luft Verwendung
findet, um diese in den Ringraum 37 einzuführen. Dadurch, daß man die trockene Luft
auf höheren Drücken in den Räumen 43 und 43' hält, wird das Herauslecken von Luft
aus der Regenerierungszone in die Dehydrierzone vollständig eliminiert, wie dies
oben unter Bezugnahme auf den Ringraum 37 diskutiert wurde.
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Der-Rotor 23 umfaßt Abdichtmittel und wird; durch eine über seine
Welle 24 übertragene Antriebskraft veranlaßt, sich' sehr langsam zu verdrehen. Wenn
sich der Rotor verdreht, so wird die in der nassen Luft mit geringer Temperatur
enthaltene Feuchtigkeit beim Hindurchlaufen durch die Dehydrierzone 19 durch die
im Rotor 23 imprägnierte hygroskopische Substanz beim Hindurchtreten der Luft durch
den Rotor absorbiert, wabei die auf diese Weise-absorbierte Feuchtigkeit an Luft
abgegeben wird, die durch die Regenerierzone 17 läuft, und die eine höhere Temperatur..und
eine niedrigere relative Feuchtigkeit aufweist. Ein solcher Zyklus aus Dehydrierung-und
Regeneration wird wiederholt. Bei der mit den erfindungsgemäßen Dichtmitteln ausgestatteten
Dehydrieranordnung hat sich ergeben, daß die ven der durch den Rotor 23 in der Dehydrierzone
19.lauf.enden Luft verlorene Feuchtigkeitsmenge im wesentlichen die gleiche ist,
die durch die Luft beim Hindurchtreten durch den Rotor 23 in der Regenerierzone
17 aufgenommen wird.
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Vor und/oder nach dem Hindurchtreten durch den Rotor 23 kann die Luft
durch eine geeignete Kühlvorrichtung auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und
abgelassen werden. Die in Fig. 2 gezeigten Kühler 28 und 29 sind diejenigen, durch
welche eine Salz lauge beispielsweise geleitet werden kann, während die Kühler 30
und 35 in der gleichen Figur diejenigen sind, durch welche in einer Kühlvorrichtung
hergestelltes kaltes Wasser geleitet werden kann. Jeder Kühler ist ein gerippter
Rohr-Wärmeaustauscher. Obwohl in der rechten Hälfte der Fig. 4 nur der Schnitt des
Kühlers 29 dargestellt ist, können die anderen Kühler 28, 30, 35 im wesentlichen
den gleichen Aufbau wie der Kühler 29 aufweisen, und die Abstände (zwischenräume)
zwischen jedem Kühler und dem Gehäuse 21 sind durch Blindplatten 47 abgeschirmt.
Die in den Fig. 2-4 dargestellte Dehydrieranordnung kann beispielsweise Unter den
folgenden Betriebsbedingungen betrieben werden.
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Die in die Dehydrieranordnung 13 über Öffnung 25 eingeführte Luft
besitzt eine Temperatur von 240oC, einen Druck von ungefähr
4
kg/cm2G und einen Feuchtegehalt von 19,4 g/kg und wird mittels der Kühlvorrichtung
28 auf eine Temperatur von 1400C abgekühlt und durch den Rotor 23 geleitet, wobei
die Temperatur der Luft auf 80 0C vermindert wird. Sodann wird die Luft weiter durch
den Kühler 29 auf eine Temperatur von 35 0C und durch den Kühler 30 auf eine Temperatur
von 230C vermindert.
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Die durch den Rotor 23 hindurchgelaufene Luft, die einen hohen Feuchtegehalt
gewonnen hat, wird während ihres Durchlaufs durch die Kühler 29 und 30 abgekühlt
und Feuchtigkeit wird abgelassen, wobei die Luft beim Verlassen der Öffnung 27 einen
Feuchtegehalt von 3,8 g/kg besitzt. Das in den Kühlern ausgeschiedene Wasser wird
durch einen (nicht gezeigten) Abfluß im Boden des Gehäuses und sodann zur Aussenseite
des Systems hin abgelassen. In die Dehydrieranordnung 13 über Öffnung 33 eingegebene
Luft besitzt eine Temperatur von 80°C, einen Druck von 3,97 kg/cm2G und einen Feuchtegehalt
von 19,4 g/kg und wird mittels der Kühlvorrichtung 35 auf eine Temperatur von 35°C
und einen Feuchtegehalt von 7,3 g/kg abgekühlt und abgelassen. Nach dem Hindurchtreten
durch den Rotor 23 besitzt die Luft beim Verlassen der Öffnung 34 eine Temperatur
von 600C und einen Feuchtegehalt von 3 g/kg. Die Strömungsgeschwindigkeiten der
die Öffnungen 27 und 34 verlassenden Luftströme sind in geeigneter Weise durch Ventile
48 und 49 (Fig. 1) in den Leitungen 26 bzw. 20 gesteuert. Während des Betriebs wird
der Ringraum 37 und die langgestreckten Räume 43 und 43' (Fig. 3 und 4) auf einen
Druck von 4,075 kg/cm2G gehalten, und zwar durch Einführen von trockener unter Druck
stehender Luft. Obwohl der Druck der in Verarbeitung befindlichen Luft dadurch verändert
werden kann, daß man die Proportion des Teils der heißen zusammengepreßten Luft
vom Gebläse 12 zum Wärmeaustauscher 14 relativ zu dem Teil des Restes der heißen
zusammengepreßten Luft, die direkt in die Dehydrieranordnung 13 eingeführt wird,
verändert und auch durch Einstellung der VentiLe 48 und 49, so ist der Druck der
den Rotor 23 in der Dehydrierzone gerade verlassenden Luft 3,93 kg/cm2G bei einem
Betriebsbeispiel, während der Druck der den Rotor 23 gerade in der Regenerationszone
verlassenden Luft 3,955 kg/cm2G im gleichen Beispiel beträgt.
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Fig. 5 ist eine teilweise aufgeschnittene vergrößerte Ansicht des
in Fig. 1 gezeigten Wärmeaustauschers 14. Es handelt sich dabei um einen Mantel-
und Rohr-Wärmeaustauscher mit sehr vielen (ungefähr 3000) Rohren 50 innerhalb eines
Mantels. Die heiße zusammengepreßte Luft wird den Innenseiten der Rohre 50 vom Gebläse
12 über einen Einlaß 51 zugeführt und wird über einen Auslaß 52 abgegeben, wohingegen
die dehydrierte Luft der Innenseite des Mantels, aber außerhalb der Rohre 50, über
einen Einlaß 53 zugeführt wird und über einen Auslaß 54 abgezogen wird. Im Wärmeaustauscher
14 wird die von der Dehydrieranordnung 13 kommende dehydrierte Luft dadurch erhitzt,
daß ein Teil der Eigenwärme der heißen zusammengepreßten vom Gebläse kommenden Luft
absorbiert wird.
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Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 ist eine Vereinfachung gegenüber Fig.
1 vorgesehen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 wird die ganze vom Gebläse 12 kommende
heiße zusammengepreßte Luft durch Leitung 18 in den Wärmeaustauscher 14 eingegeben,
und die ganze den Wärmeaustauscher verlassende Luft wird sodann durch die Leitung
16 der Regenerierzone 17 in der Dehydrieranordnung 13 zugeführt. Nach dem Hindurchlaufen
durch den Rotor 23 in der Regenerierzone 17, und nach dem Durchlaufen des Kühlers
30, wird die Luft veranlaßt, durch den Rotor 23 in der Dehydrierzone 19 zu laufen,
um dehydriert zu werden. Die auf diese Weise dehydrierte Luft wird aus der Dehydrieranordnung
13 abgezogen und durch Leitung 20 dem Wärmeaustauscher 14 zugeführt, wo die Luft
durch Absorption eines Teils der Eigenwärme der vom Gebläse 12 kommenden heißen
zusammengepreßten Luft erhitzt wird, um sodann in die Heißluftöfen 15 eingeführt
zu werden. Der in der Anordnung gemäß Fig. 6 verwendbare Wärmeaustauscher 14 kann
zur gleichen Bauart gehören wie der in der Anordnung gemäß Fig.1 verwendbare Wärmeaustauscher
14. Ferner besitzt der Rotor 23 der Dehydrieranordnung 13 in Fig. 6 im wesentlichen
den gleichen Aufbau wie der Rotor gemäß den Fig. 1 bis 4 und ist mit den gleichen
Abdichtmitteln ausgestattet, die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben
wurden. Die schematisch in Fig. 6 gezeigte
Kühlvorrichtung 30 ist
ebenfalls ähnlich wie die Kühlvorrichtung 30 oder 35 in Fig. 2 ausgebildet, d.h.
es handelt sich um einen gerippten Rohr-Wärmeaustauscher, durch den kaltes in einer
nicht gezeigten Kühlvorrichtung hergestelltes Wasser als Kühlmittel geleitet werden
kann.
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Da die hier beschriebene Dehydrieranordnung die zu verarbeitende Luft
als Heißluft zur Regeneration des Rotors 23 verwendet, ist es nicht notwendig, extern
irgendwelche Heißluft zuzuführen, um den Rotor 23 zu regenerieren und es kann daher
eine wärmelose Dehydrierung durchgeführt werden. Man erkennt ferner, daß es die
erfindungsgemäße Anordnung möglich macht, nur den Feuchtegehalt der behandelten
Luft drastisch ohne signifikanten Verlust an Temperatur und Druck zu reduzieren,
und zwar verglichen mit der bekannten Anordnung, wo Gebläse und Heißluftöfen direkt
verbunden sind. Ferner ist die erfindungsgemäße einfache Konstruktion frei von mechanischen
Problemen, was einen stabilen Dauerbetrieb über lange Zeitperioden ermöglicht.
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Mit N in Nm3/min ist angedeutet, daß sich die Angabe auf Normalbedingungen
bezieht.
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2 Mit G hinter kg/cm ist angedeutet, daß es sich um einen Überdruck,
d.h. den direkt am Meßgerät abgelesenen Wert handelt.