DE2634967C3 - Anordnung zur Herstellung heißer zusammengepreßter Luft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Bereitung heißer verdichteter Luft mit einem verminderten Feuchtigkeitsgehalt, d. h. auf eine Windtrocknungsanordnung, und zwar unter Benutzung eines für

den Hochofenbetrieb ausgelegten Gebläses, welches mit einem oder mehreren Winderhitzern zusammenarbeitet

Beim Betrieb eines Hochofens bewirken Änderungen des Feuchtegehalts des dem Hochofen ^geführten Windes, daß die Reaktionen im Ofen in unerwünschter Weise schwanken. Obergroße Feuchtegehalte beeinflussen diese Reaktionen oftmals in nachteiliger Weise. Es ist daher zweckmäßig, den Feuchtegehalt des dem Hochofen zugeführten Windes in der Weise zu regein, daß unabhängig von den Jahreszeiten ein vorbestimmtes Feuchtegehaltsniveau nicht überschritten wird. Bei der Trocknung oder Dehydratisierung des für den Hochofenbetrieb erforderlichen Windes (Luft) treten allerdings verschiedene Probleme auf, die auf anderen Gebieten nicht vorkommen. Beispielsweise hat ein speziell zur Lieferung des heißen verdichteten Windes an einen Hochofen aufgebautes Gebläses eine außer ordentlich hohe Leistung, so daß atmosphärische Luft zur Bildung eines Luft- oder Windstroms zusammengepreßt werden kann, der eine Temperatur von 150 bis 250⁰C, einen Druck von 3,5 bis 5,0 kg/cm²G und eine Strömungsgeschwindigkeit von 500 bis 12 000 NmVmin besitzt. Der auf diese Weise erzeugte Luftstrom wird dann ferner in Winderhitzern auf eine Temperatur von 500 bis 1200°C vor der Einführung in einen Hochofen erhitzt. Die Anwendung der üblichen Dehydratisierungsverfahren bei derart hohen Strömungsgeschwindigkeiten der verdichteten Luft hat sich als nicht zufriedenstellend erwiesen.

In den US-Patenten 38 47 878 und 38 55 719 sind Vorrichtungen zum Trocknen verdichteter Luft beschrieben, die aber nicht zur Dehydratisierung einer großen Menge an verdichteter Luft vorgesehen sind. Würde man diese bekannten Vorrichtungen, so wie sie sind, bei der an einen Hochofen an der Abgabeseite des Gebläses zu liefernden verdichteten Luft verwenden, so würde bei US-PS 38 47 578 ein Leckabfluß der Luft von der Regeneraticnszone zur Dehydratisierungszone erfolgen. Bei der Vorrichtung gemäß US-PS 38 55 719 sind zwar Abdichtmittel vorgesehen, die aber kompliziert im Aufbau sind und es darüberhinaus zweifelhaft machen, ob die Dehydratisieiungs vorrichtung dann einen stabilen Betrieb vorsehen kann, wenn die Anordnung an der Abgabeseite eines einen Hochofen speisenden Gebläses vorgesehen ist, bei dessen Betrieb keine fehlerhafte Arbeitsweise zulässig ist.

Bislang erfolgte die Dehydratisierungsbehandlung des einem Hochofen zuzuführenden Windes, wenn eine solche Lufttrocknung überhaupt erfolgte, an der Eintrittsseite des Gebläses. Durch die Dehydraiisierung bei atmosphärischem Druck erhöht sich jedoch das zu behandelnde Luftvolumen, was außerordentlich massive Installationen erforderlich macht. Wenn ferner ein sich regenerierendes Feuchtigkeitsabsorptionsmittel verwendet wird, so benötigt man für die Regeneration eine große Luftmenge und somit eine leistungsfähige externe Wärmequelle, was offensichtlich aus Gründen der Wirtschaftlichkeit nicht vorteilhaft ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Lufttrocknung ohne Verwendung einer (zusätzlichen) externen Wärmequelle in effektiver und stabiler Weise ausgeführt werden kann.

/.ur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale der Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 vor.

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt einen einfachen mechanischen Aufbau, der auf semipermanente Weise fortlaufend die Feuchtigkeit aus dem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und erhöhte Temperatur sowie erhöhten Druck aufweisenden Luft entfernt. Durch die Ausnutzung der Eigenwärme der heißen verdichteten, vom Gebläse kommenden Luft wird sowohl die getrocknete Luft erhitzt, als auch die Regeneration des Rotors bewirkt, so daß sich eine bessere Wärmebilanz ergibL

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung siiid bei einer Anordnung der eingangs ganannten Art die Maßnahmen gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 2 vorgesehen. Dadurch, daß man die ganze verdichtete, vom Gebläse kommende Luft durch einen Wärmeaustauscher leitet, ergibt sich ein vereinfachter Aufbau der gesamten Anordnung.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung;

F i g. 2 einen vergrößerten Horizontalschnitt der Dehydratisieranordnung, die bei der Anlage gemäß F i g. 1 verwendet wird;

Fig. 3 eine noch weiter vergrößerte Teilansicht des Rotors in der Dehydratisieranordnung gemäß F i g. 2:

Fig. 4 einen Querschnitt der Dehydratisieranordnung längs der Linie IV-IV in F i g. 2;

Fig. 5 eine teilweise weggeschnittene vergrößerte Ansicht des Dei der Anordnung gemäß F i g. 1 verwendeten Wärmeaustauschers;

F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispk: Jer Erfindung.

In den verschiedenen Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen äquivalente Teile.

Der Betrieb des in Fig.! gezeigten Hochofens 10 macht eine große Menge an trockenen, heißen, zusammengepreßter Luft (verdichteten Windes) erforderlich, und verdichteten Windes 5OwO bis 12 000 NmVmin Luft mit einer Temperatur von 500 bis 850°C. einem Druck von 3,0 bis 4,5 kg/cm²G und einem Feuchtegehalt von 2 bis 5 g/kg. Die dargestellte Anordnung zur Herstellung solchen Windes mit einer

4> solchen Strömungsgeschwindigkeit aus atmosphärischer, normalerweise 15 bis 20 g/kg Feuchtigkeit enthaltender Luft 11 umfaßt ein Gebläse oder einen speziell zur Verwendung beim Betrieb eines Hochofens konstruierten Kompressor 12, eine Dehydratisieranord-

i(i nung 13. einen Wärmeaustauscher 14 und Winderhitzer 15. Bei der bestehenden Anordnung ist, soweit bekannt, das Gebläse 12 direkt mit den Winderhitzern 15 über Verbindungsleitungen verbunden, und das Dehydratisierverfahren wird, wenn überhaupt, bei der atmosphärischen Luft angewandt, bevor diese in das Gebläse 12 eintritt. Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung sind Dehydratisieranordnung 13 (die im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die F i g. 2 bis 4 beschrieben wird) und Wärmeaustauscher

·'· 14 in den Luftkanal vom Gebläse 12 zu den Winderhitzern 15 in der folgenden Weise eingebaut. Der Wärmeaustauscher 14 ist derart angeordnet, daß ein Teil des heißen verdichteten vom Gebläse Ti2 über die Leitung 18 kon...ienden Wndes eine indirekte Wärmeaustauschung mit der ganzen I₁L;:.:' Leitung 20 von der Dehydratisieranordnung \Z kommenden dehydratisierten Luft erfährt. Die Dehydra'i'-ieranordnung 13 ist dabei erfindungsge;v,^ß '-art ingeordnet,

daß der Rest tier heißen zusammengepreßten vom Gebläse 12 über Leitung 16 kommenden Luft in eine Regenerations/one 17 der Dehydratisieranordnung 13 eingeführt v-'ird, währenH ri'c den Wärmeaustauscher 14 über eine Leitung 32 verlassende Luft in eine

"'ngeleitel wird; ferner sieht die Erfindung vor, daß die i.uft, welche durch eine Regenerierseite eines Rotors 23 gelaufen ist, nach dem Hindurchlaufen durch einen Kühler 30 mit der dehydratisieren Luft vceinist wird, welche durch eine Dehydnuisicrseite des Rotors gelaufen ist; der vereinigte Strom von dehydratisierter Luft wird durch die Leitung 20 zum Wärmeaustauscher 14 geleitet. Durch diese Anordnung wird der eine Temperatur von 180 bis 250⁰C, einen Druck von 3,5 bis 5,0 kg/cm²G und einen Feuchtegehalt von 15 bis 20 g/kg aufweisende Wind beim Verlassen des Gebläses 12 in Wind umgewandelt, welcher eine Temperatur von 150 bis 220⁰C, einen Druck von 3,0 bis 4,5 kg/cm²G und einen Feuchtegehalt von 2 bis 5 g/kg zu dem Zeitpunkt aufweist, wo er den Wärmeaustauscher 14 nach dem Dehydratisierverfahren verläßt. Aus einem Vergeich 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 Temperaturer des Windes an den verschiedenen Punkten längs des Luftkanals in geeigneter Weise ausgewählt werden können, und zwar abhängig von der Größe des Hochofens.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Horizontalschnitt von Einzelheiten tier in F i g. 1 gezeigten Dehydratisieranordnung 13. Die dargestellte Dehydratisieranordnung umfaßt einen Rotor 23 sowie Kühler 28, 29, 30 und 35, angeordnet in einem im ganzen zylindrischen Gehäuse 21, dessen Innenraum in zwei Räume 17 und 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 Dehydratisierzone bildet. Der Rotor besitzt einen für Gas durchlässigen Wabenaufbau aus Asbestmaterial imprägniert mit einer hygroskopischen Substanz, wie beispielsweise Lithiumchlorid. Ein solches Gebilde ist beispielsweise aus den US-Patenten 32 31 409 und 33 07 617 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 ausgestattet, die mit einer Zweigleitung 26 verbindbar ist, welche ihrerseits mit der Leitung 20 verbunden ist, um dehydratisierte Luft zum Wärmeaustauscher 14 zu leiten. Der Rotor 23 ist zwischen den öffnungen 25 und 27 angeordnet In der Regenerierzone 17 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 Rotor 23 und der öffnung 27 angeordnet Das Gehäuse 21 ist ferner an seiner Dehydratisierzonenseite mit einer Öffnung 33 ausgestattet, die mit der Leitung 32 verbindbar ist um den Rest der heißen verdichteten Luft mit hohem Feuditcgehuli vom Gebläse 12 einzuführen nachdem diese Luft Ju:l1i den Wärmeaustausche: 14 gelaufen ist; ferner besitz: Ja., Gehäuse 21 eine Ülinung 34, die mit der Leitung 20 verbunden ist, um die dehydratisierte' Luft zum Wärmeaustauscher /u leiten Der Rotor 23 ist ebenfalls zwischen den öffnungen 33 und 34 angeordnet. In der Dehyui ,uisierzone 19 ist der Kühler 35 zwischen öffnung 33 und Rotor 23 angeordnet

ίο Fig 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht desjenigen Teils des Rotors 23, der in F i g. 2 mit dem Pfeil
bezeichnet ist, wobei hier Einzelheiten der erfindungsgemäßen Abdiditmittel 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 Innenoberflächen, 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 Herstellung von getrockneter unter Druck stehender Luft in Verbindung. Durch die gesonderte Vorrichtung wird trockene unter Druck stehende Luft mit einem größeren Druck als dem Druck der in der Dehydratisieranordnung 13 verarbeiteten Luft hergestellt und durch die Öffnung 55 in den Ringraum 37 eingeführt, um so den brück in diesem Raum größer zu halten als den Druck der verarbeiteten Luft Das Vorhandensein

4Π 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 Dehydratisierzone 19) leckt

■!■> (fließt). Wenn während des Betriebs der Dehydratisieranordnung aus irgendeinem Grund ein schmaler Spalt zwischen den Flanschen und den Dichtungspackungs elementen gebildet wird, so läuft oder leckt die ober erwähnte trockene unter Druck stehende Luft durch

w den Spalt zur Regenerier- oder Dehydratisierzone, abei beeinflußt die Natur des beim Betrieb des Hochofens zi verwendenden Windes nicht Selbst in einem solcher Fall wird der in der Regenerier- oder Dehydratisierzone verarbeitete Wind völlig daran gehindert, durch der

Spalt in den Ringraum 37 zu fließen.

Das Leckproblem infolge der Zwischenräume, die ir unvermeidbarer Weise zwischen dem Rotor 23 unc jeder Aufteilungsplatte 22 oder 22' gebildet werden wird im wesentlichen durch die gleiche Maßnahme *n gelöst, wie sie oben unter Bezugnahme auf der Zwischenraum zwischen Rotor 23 und Gehäuse 21 beschrieben wurde. Es sei wiederum auf F i g. 3 Bezuf genommen, wo man erfindungsgemäß sich vertika erstreckende, mit Abstand angeordnete parallele ""■ Unterteilungsplatten 22 und 22' erkennt die in den dazwischen verbleibenden Raum die Rotorwelle 2^l aufweisen, und wobei an den zum Rotor 23 hinweisen den Enden der erwähnten Unterteilungsplatten Dich

tiingspackungsoiemente 41, 4Γ und 42, 42 belestipt sind, wobei sich jedes der Packungselemetuc in Vertikalrichlung erstreckt c:·''- :-Mie der flauln-ii Oberfläche.i des zylindrischen Rotors 23 berührt, wodurch sich vertikal erstreckende langgesti eckte Räume 43 und 43' auf beiden Seiten des Rotors aus^.'i'det werden. Der Ra'.:m 43 ist in Vertikairichtung durch die Unterteilungsplatten 22 und 22' definiert, und zwar zusammen mit Hen Packungseicmettten 41 und 41', einer sich vertikal erstreckenden Innenseitenunterteilungswand 44 mit einem Lager für die Rotorwelle 24 und einer der Ilachen 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 43' in Vertikalrichtung definiert durch die Unterteilungspiatten 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 43' kann man am besten aus F i g. 4 erkennen, wo eine Querschnittsansicht der Dehydratisieranordnung der F i g. 2 längs Schnittlinie IV-IV dargestellt ist. Es sei jedoch bemerkt, daß die rechte Hälfte der Fig.4 den Querschnitt der Dehydratisieranordnung an der Stelle zeigt, wo der Kühler 29 angeordnet ist, wohingegen die linke Hälfte der F i g. 4 den Querschnitt der gleichen Dehydratisieranordnung an der Stelle zeigt, wo das Packungselement 41 (F i g. 3) angeordnet ist. Wie man aus Fig.4 erkennt, ist der Raum 43 ein vertikal langgestreckter Raum, der vom Ringraum 37 unabhängig ist Gemäß F i g. 3 ist die Unterteilungsplatte 22' mit Offnungen 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 von 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 Dehydratisierzone vollständig eliminiert wie dies oben unter Bezugnahme auf den Ringraum 37 diskutiert wurde. 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 Dehydratisierzone 19 durch die im Rotor 23 imprägnierte hygroskopische Substanz beim Hindurchtreten der Luft durch den Rotor absorbiert, wobei 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 Dehydratisierung und Regeneration wird wiederholt Bei der mit den erfindungsgemäßen Dichtmitteln ausgestatteten Dehydratisieranordnung hat sich ergeben, daß die von der durch den Rotor 23 in der Dehydratisierzone 19 laufenden Luft verlorene Feuchtigkeitsmenge im wesentlichen die gleiche ist die durch die Luft beim Hindurchtreten durch den Rotor 23 in der Regenerierzone 17 aufgenommen wird. Vor und/oder nach dem Hindurchtreten durch den Rotor 23 kann die Luft durch eine geeignete Kühlvorrichtii'Tii auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und abgelassen werden. Die in Fig. 2 gezeigten Kühler 28 und 29 sind diejenigen, durch welche eine

^ri Salzlauge 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-Wärrneaustauscher. Obwohl in der rechten Hälfte der F i g. 4 nur der Schnitt des Kühlers 29 dargestellt ist, können die anderen Kur.ier 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

ι? Blindplatten 47 abgeschirmt. Die in den Fig.2—4 dargesieiite Dehyüratisieranordnung kann beispielsweise unter den folgenden Betriebsbedingungen betrieben werden. Die in die Dehydratisieranordnung 13 über Öffnung 25 eingeführte Luft besitzt eine Temperatur von 240⁰C, 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 i40⁼C abgekühlt und durch den Rotor 23 geleitet, wobei die Temperatur der Luft auf 80⁰C vermindert wird. Sodann wird die Luft weiter durch den Kühler 29 auf eine Temperatur von 35° C und durch den Kühler 30 auf eine Temperatur von 23° C vermindert. 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 Dehydratisieranordnung 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' (F i g. 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 Dehydratisieranordnung 13 eingeführt wird, verändert und auch durch Einstellung der Ventile 48 und 49, so ist der Druck der den Rotor 23 in der Dehydratisierzone gerade verlassenden Luft S^kg/cm^ bei einem BetriebsbeispieL während der Druck der den Rotor 23 gerade in der Regenerationszone verlassenden Luft 3,955 kg/cm²G im gleichen Beispiel beträgt

F i g. 5 ist eine teilweise aufgeschnittene vergrößerte Ansicht des in Fi g. 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 heiß«, 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 dehydratisierte 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 Dehydratisieranordnung 13 kommende dehydratisierte Luft dadurrh erhitzt, daß ein Teil der Eigenwärme der heißen zusammengepreßten vom Gebläse kommenden Luft absorbiert wird.

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei der Anordnung gemäß Fig.6 ist eine Vereinfachung gegenüber F i g. 1 vorgesehen. Bei der Anordnung gemäß F i g. 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 Dehydratisieranordnung 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 Dehydratisierzone 19 zu laufen, um dehydratisiert zu werden. Die auf diese Weise dehydratisierte Luft wird aus ;1er Dehydratisieranordnung 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 Winderhitzer lä eingeführt zu werden. Der in der Anordnung gemäß F i g. 6 verwendbare Wärmeaustauscher 14 kann zur gleichen Bauart gehören wie der in der Anordnung gemäß F i g. 1 verwendbare Wärmeaustauscher 14. Ferner besitzt der Rotor 23 der Dehydratisieranordnung 13 in F i g. 6 im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Rotor gemäß den Fig. 1 " bis 4 und ist mit den gleichen Abdichtmitt?!n ausgestattet, die oben unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschrieben wurden. Die schematisch in F i g. 6 gezeigte Kühlvorrichtung 30 ist ebenfalls ähnlich wie die Kühlvorrichtung 30 oder 35 in F i g. 2 ausgebildet, d. h.

es handelt sich um einen gerippten Rohrwärmeaustauscher, durch deii kaltes in einer nicht gezeigten Kühlvorrichtung hergestelltes Wasser als Kühlmittel geleitet werden kann.

Da die hier beschriebene Dehydratisieranordnung 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 Dehydratisierung 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 erfindur gigernäße einfache Konstruktion frei von mechanischen Problemen, was einen stabilen Dauerbetrieb über lange Zeitperioden ermöglicht.
Mit N in Nm³/min ist angedeutet, daß sich die Angabe auf Normalbedingungen bezieht.

Mit G hinter kg/cm² ist angedeutet, daß es sich um einen Überdruck, d. h. den direkt am Meßgerät abgelesenen Wert handelt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bereitung heißer verdichteter Luft mit einem verminderten Feuchtigkeitsgehalt, geeignet zur Verwendung beim Betrieb eines Hochofens unter Benutzung eines für den Hochofenbetrieb ausgelegten Gebläses, welches mit einem oder mehreren Winderhitzern zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftführung vom Gebläse (12) zu den Winderhkzern (15) vorgesehen sind:

eine Dehydratisieranordnung (13) mit einem mit einer regenerierbaren hygroskopischen Substanz imprägnierten, gasdurchlässigen Rotor (23) und mit mindestens einem Kühler zum Kondensieren der Luftfeuchtigkeit,

einen Wärmeaustauscher (14) derart angeordnet, daß ein Teil der heißen verdichteten, vom Gebläse

(12) kommenden Luft ihre Eigenwärme auf die von der Dehydratisierungsanordnung (13) kommende dehydratisierte Luft überträgt,

Leitungsmittel (16) zum Transport des Restes der heißen verdichteten, vom Gebläse (12) kommenden Luft zu der Dehydratisierungsanordnung (13),
und Leitungsmittel (20) zum Transport der ganzen dehydratisierten von der Dehydratisieranordnung

(13) kommenden Luft zum Wärmeaustauscher (14).

2. Anordnung zur Bereitung heißer verdichteter Luft mit einem verminderten Feuchtigkeitsgehalt, geeignet zur Verwendung beim Betrieb eines Hochofens unter Benutzung eines für den Hochofenbetrieb ausgelegten Gebläses, welches mit einem oder mehreren Winderhitzern zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftzuführung vom Gebläse (12) zu den Winderhitzern (IS) . folgendes vorgesehen ist:

eine Dehydratisierungsanordnung (13) mit einem mit einer regenerierbaren hygroskopischen Substanz imprägnierten gasdurchlässigen Rotor (23) und mit mindestens einem Kühler (30) zum Kondensieren der Feuchtigkeit in der Luft, einen Wärmeaustauscher (14) derart angeordnet, daß die ganze heiße verdichtete, vom Gebläse (12) kommende Luft ihre Eigenwärme auf die von der Dehydratisierungsanordnung (13) kommende dehydratisierte Luft überträgt, Leitungsmittel 16 zum Transport der ganzen heißen verdichteten, vom Gebläse kommenden Luft zu der Dehydratisierungsanordnung (13), und Leitungsmittel (20) zum Transport der ganzen dehydratisierten, von der Dehydratisierungsanordnung (13) kommenden Luft zum Wärmeaustauscher (14).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehydratisierungsanordnung (13) mindestens zwei Kühler aufweist, von denen der eine (30) zur Abkühlung der durch die Regenera- v> tionsseite (17) des Rotors gelaufenen Luft angeordnet ist, während der andere Kühler (35) zur Abkühlung der durch die Dehydrationsseite (19) des Rotors zu laufenden Luft angeordnet ist, und da3 Vereinigungsmittel (20, 26) zur Vereinigung des w> durch die Dehydratisierseite des Rotors gelaufenen dehydratisierten Luftstromes mit einem durch den zuerst erwähnten Kühler (30) gelaufenen Luftstrom vorgesehen sind und den vereinigten Luftstrom aus dehydralisierter Luft dem Wärmeaustauscher zufüh- ■ ■ rcn.

4. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Lcitungsmittel (16) zur Leitung der den Wärmeaustauscher (14) verlassenden Luft zu einer Regenerationsseite (17) des Rotors, einen Kühler (30), der derart angeordnet ist, daß er die durch die Regenerationsseite des Rotors gelaufene Luft kühlt, und durch Leitungsmittel (20) zur Leitung des durch den Kühler (30) und die Dehydratisierungsseite (19) des Rotors gelaufenen Luftstroms zu dem Wärmeaustauscher (14) (F i g. 6).

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehydratisierungsanordnung ein im ganzen zylindrisches Gehäuse (21) aufweist, dessen Innenraum durch mit Abstand angeordnete parallele Unterteilungsplatten (22, 22') in Regenerier- und Dehydratisierzonen (17 bzw. 19) unterteilt ist, daß der sich radial über annähernd die vollen Querschnitte der beiden Zonen (17, 19) erstreckende Rotor (23) drehbar gelagert ist und ein Zwischenraum (37) zwischen der Umfangsoberfläche des Rotors und einer Innenoberfläche des Gehäuses (21) durch ringförmige Dichtungspackungselemente (39, 39') zur Bildung eines Ringraums abgedichtet ist, und daß ferner Zwischenräume zwischen den flachen Oberflächen des Rotors (23) und den zum Rotor hinweisenden Enden der Unterteilungsplatten (22, 22') durch langgestreckte Dichtungspackungselemente zur Bildung langgestreckter Räume (43, 43') abgedichtet sind, und daß für jeden dieser abgedichteten Räume eine öffnung (55, 46, 46') zur Zuführung von trockener, unter Druck stehender Luft von einer gesonderten Quelle vorgesehen ist, wobei diese zugeführte Luft einen höheren Druck als die durch die Regenerationszone strömende Luft besitzt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (24) des Rotors in dem Raum zwischen den mit Absland angeordneten parallelen Unterteüungsplatten (22,22') angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühler (28, 30, 35) innerhalb des Gehäuses (21) angeordnet sind.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Kühler (28) zur Vorkühlung der durch den Rotor laufenden Luft in der Regenerationszone (17) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen den mit Abstand angeordneten parallelen Unterteüungsplatten (22, 22') Innenseitenunterteilungswände (44, 45) mit jeweils einem Lager zur drehbaren Lagerung der Welle (24) des Rotors (23) vorgesehen sind und jeweils eine der den entsprechenden langgestreckten Raum bildenden Wände sind (F i g. 3).

10. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigungsmittel mit Einstellmitteln für die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Strom der dehydratisierten Luft ausgestattet sind.