DE2824140A1 - Verfahren und vorrichtung zum waermetausch von schuettguetern - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Wärmetausch von Schüttgütern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren and eine Vorrichtung zum Wärme tausch, insbesondere zur Kühlang von Schüttgütern unterschiedlicher Kornfraktion, beispielsweise Zementklinker in einer sohaohtfbraigen Behandlungseinrichtung·

Ss sind Behandlongseinrichtungen bekannt, bei denen der Kühlvorgang für das zu kühlende Gut auf Sohabrosten oder anderen Rostkonstraktionen vorgenommen wird, wobei die Kühlluft durch öffnungen in der Rostbahn duroh die Schicht hindorchgeblasen wird· Ein Nachteil dieser Einrichtungen besteht darin» daS durch die relativ geringe Schichthöhe die Zeitdauer de« Wäraeübergangs durch Berührung von Gras und Gut in gering ist· Sa in der Kornfraktion sowohl die Feinstanteile des Gates als auch die gr6£eren Stücke gemischt vorliegen» ist der Widerstand der Schicht auf der Rostbahn unterschiedlich und so groß, daß es sa keiner gleichmäßigen Verteilung des Kühlluftstromes über die gesamte Rostflache kommt· Des weiteren ist bekannt, die Wärmeübertragung in Vorrichtungen, die als Schacht ausgebildet sind und die nach dem Gegenstromprinzip arbeiten, durchzuführen· Hierbei liegt das zu kühlende bzw· aufzuwärmende öttt in einer großen Schichtdicke über den gesamten Querschnitt des Schachtes verteilt· Bin wesentlicher Rachteil solcher Einrichtungen besteht darin, daß die Verteilung der KerafraktieB über den Querschnitt angleiohsiäßig ist, so dal bekanntlich Im den Randzonen der Luftwiderstand geringer ist als im lern der schachtfö'rmigen Vorrichtung.

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Be let weiter bekannt, beim Kühlen oder Aufwärmen AeJi Cut unter de« Einfloß der Schwerkraft auf geneigten Boeten abgleiten sei laaeen· laohteilig wirkt eich dabei aas, daß die geaaste Kornfraktion, d. h. kleinste and große Teile mit der gleichen Terweilseit and anklaeeiert durch die Yorriohtong and den Luftstrom transportiert werden·

Ziel der irfindang let ·■, die aafgeselgten lachteile su beeeltigen, oa beim Kühlrorgang zwischen stüokigen bis feinkörnigen Gütern aof einem breiten Baterialbett and eines entepreohenden Kühlmedium den fftrmetaaeeh weeentlioh sa verbessern·

Der Irfindang liegt die Aufgabe sogronde, die bekannten teohnieohen Torteile eineβ Schachtofens dorch Kopplang «it eine» naehgeeohalteten Schachtkühler für wesentlich höhere Gatdorehsatsleistongen «α natsen·

Srflndangsgemäfi wird die Aufgabe dadurch gelBet, daß da« Bchtittgat einer Beaandlangeeinrioktang kontinuierlich «ugeführt and in Teiletröme unterteilt wird· Aneehlielend wird da* Oat ehargenweiee and bei gleioheeitiger Sicht «mg and Klaeeierang in den einseinen Sektionen der HtIiT Ire—er la freiem Tall sit gleiea-■eitiger Vawtliasg dee Satee im Oegenetrom gekühlt· lach dem Klassieren wird das Sat in einer Buheichicht weiter gekühlt· Sie ßasmenge let eo ein»teilbar, dal eich ei* dem KühlTorgan« entsprechender Strömangererlajaf des Kühlmedium* einstellt· Doreh die gelenkte Oasstromong werden lotwasaergebiete gebildet» Im denen das mit dem ftasstrem mitgerieeeme felmstkom imtemelr gekühlt and aas dem eegenstrom aaegeechieden wird and sieh im etrömangslosen Saum des ßohachtee ablagert·

Sie erfladongsgernftfie Torrlehtong besteht sas eimern Bekti« echaehtkühler, bei dem am eine Mitteleiule ed. dgl· eentrieeh Kühlkammer* angeordnet ein*. Sie fisikammem ein* d«reh verti kale Trennwände als Sektionen ausgebildet· Sie nachfolgenden darunterliegenden Kühlkammern aimd mit gegensimmig geneigten festem lestplattem

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[naohqereichtJ

Sie einseinen Kammern werden durch Torrichtungen bekannter Art geschlossen bsw· geöffnet.

Sie Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung der erfinderischen lösung seigern

fig· 1 einen Längsschnitt durch einen Sektions-

■ehaehtkühler

fig· 2 einen Schnitt su fig· 1
fig· 3 den »eg des Hauptgasstromes in einer

leeren Sektion

fig* 4 den Weg des Haaptgasstromes fig· 5 den Weg des Haaptgasstromes bei einem

geschlossenen Zwischenraum swisohen

unterem Kühlrost und Unterkante füllrost fig· 6 den Weg des Hauptgasströmeβ bei gefüllter

Sektion mit geschlossener Stellung der

lintragestellklappe
fig· 7 Aasbildung einer Roheschicht, Wirbelschicht

und Totwaseergebiet
fig. 8 trapesförmige Kühlroste

Sas Material gelangt mittels bekannter Einrichtungen kontinuierlich Ton einem dem Sektioneschachtkühler Torgeschalteten Bingschachtofen in den füllschacht 1 des Kühlere. Ton dort aus wird das Gut, dar Zahl der Sektionen entsprechend, in Teilströme unterteilt· Dabei erfolgt ein örtlich begrenzter Absag, der sa einem örtlich begrenzten Sinken im Gut des füllschachtes führt· Dadurch Terrimgert sich in diesem Bereich der Luftwiderstand in der Schicht· Sie in diesem Bereich durchströmende Gasmenge erhöht sieh· Gleichseitig füllt aber der frisoh eingetragene Zementklinker die Senke aas, so daß dieser heile Klinker intensiT gekühlt wird· Ser Gasstrom wird im Abhängigkeit rom füllsmgsgrad der Sektion gelenkt. Bei konstanter Zuführung der Kaallaft sa den eijuielnen Sekt lerne* rerändera sieh in dem lekt ionen bei den einseinem Torgängen wie Bmtleeramc, Beladung, Siehtang und Klassierung in Ab-

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hängigkeit Ton der Zeit di· Wärmeübergangebedingungen and damit die T wiper at or der aas den Kühlkammern aastretenden Verbrennungsluft.

lach erfolgter Beladong der einselnen Sektionen tritt durch fortschreitende Abkühlung der Ruheschicht 22 eine verringerung der Temperaturdifferens β wischen Kühlluft and xa kühlenden Gut ein, ίο daß die Kühlguttemperatur immer weiter absinkt· Bei mehreren Sektionen überlagern sieh diese Torgänge der unterschiedlichen Erwärmung der Kühlluft, so daß als Verbrennungsluft durch Termischung der einseinen Anteile aas den Sektionen eine ausreichend gleichmäßige Lofttemperatur erreicht wird· Bei leerer Sektion geht der Hauptgasstrom den leg entsprechend flg. 3· Aus Yig· 4 ist su ersehen, daß beim Abrollen des Gutes über die geneigte Eintragsstelljklappe ein freier lall des Gutes und damit yerbunden eine umwälzung der Gutmenge daroh die rerstärkt durch die freie öffnung der Eintragsstellklappe 6 strömende Gasmemge erfolgt· Sie Feinstanteile des Gutes werden» wie di· fig· 7 zeigt, durch den KühUuftstrom mitgerissen, sie werden in den sich bildenden Totwassergebieten 20 abgeschieden und minks» in den strSmungslosen Bereich über der Austragsetellklappe 10 ab· Durch die geringe lasse dieser feinstanteile wird bereits in dieser kureen Zeit der Berührung swisohen Gut und Kühlluft eine sohnelle Wärmeübertragung erreicht· Größere feile der Komfraktion werden unter dem Einfluß der Besohle unigongskräfte und der Schwerkraft als Wirbelschicht 21 in der Schwebe gehalten. Mit dem Anwachsen der loheschient 22 rerändert sich der Widerstand der auf dem unteren Kühlrost lagerndem Schicht, der Zwischenraum swisohen unterem Kühlrost und der unteren Kante des Ftillrostee 8 schließt sich.

Um den Luftwiderstand der su dem Rostende hin sunehmenden Sehioht· dieke gegenüber dem jeweiligen Rostanfang mit der niedrigen Schichtdicke annähernd konstant su halten, ist die Durchlässigkeit 4er lostplatten duroh umtersohiedliohe Durehmesser der Roetplattendurehbrüehe, wie im fig· 6 dargestellt, entsprechend amgeyaft. Der Gasstrom rerläuft naoh einem 8treaeagsftil·, wie im fig· 5 darlestellt· Der Jtiirrorga»« «er jeweiligem Sektion wird doroh Schließern der limtragsstellklappe 6 abgeschlossen· In der Sektion lagert

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eine klassierte Ruheschioht 22. Diese Ruhesohioht 22 wird zunäohst noch mit dem größten Teil der Kühlluftmenge durch den Austragsschaoht 13 beaufschlagt. Duroh Schließen der unteren Kühlluftregelklappe 12 und Öffnen der oberen Kühlluftregelklappe 23 wird die Verteilung der Kühlluftmengon verändert und dem fortschreitenden Kühlprozeß in der Ruheschioht 22 angepaßt· Is stellt sich naoh Abschluß der Regelung ein StrOmungsbild naoh Fig· 6 ein, dabei wird die Ruheschioht unter dem unteren Kühlrost 11 nicht mehr mit Kühlluft beaufschlagt«

Zur Durchführung des Verfahrens ist einem Sektionssohaohtkühler ein Sinteraggregat, beispielsweise ein Ringschachtofen, vorgeschaltet· Aus Fig. 1 geht hervor, daß der Sektionssohaohtkühler im oberen Teil einen Füllschacht 1 aufweist· Ihm angeschlossen sind am Umfang der Sohachtwandung Einbauten, vorzugsweise Seitenroste 2, die nach innen geneigt angeordnet sind· An der Unterkante der Seitenroste 2 schließt sich ein vorzugsweise zylindrischer Teil an, der als Übergangaschacht 4 ausgebildet ist und mit den Rosten in Verbindung steht·

Hieran anschließend sind um eine Mittelsäule 15 mit ihr verbunden nach außen geneigte obere Kühlroste 5 angebracht. Duroh Schließorgane, beispielsweise Sintragsstellklappen 6, werden die oberen Sektionskühlkammern 7 geschlossen bzw· geöffnet· Die unteren Sektionskühlkammern 9 werden duroh wechselseitig angeordnet«,Roste, d. h. von der Sohaohtwandung schräg naoh innen angeordnete Füllroste 8 und Ton deren Unterkante aus von der lüttelsäule 15 naoh außen schräg angeordnete untere Kühlroste 11, ausgefüllt· Die Dbtoamesser der Rostdurohbrüohe der Füllroste 8 nehmen zur Mittelsäule 15 und die der Kühlroste 11 zu den SchlieBorganen hin zu· Zwisohen den Unterkanten der Füllroste 8 und den unteren Kühlrosten 11 befindet sich ein freier Raum als Durchlaß für das Out· Die unteren Sektionskühlkammern 9 werden durch Austragsstellklappen 10 gegenüber dem Austiagssohacht 13 geschlossen. Am Umfang des Kühlers sind entsprechend der Anzahl der Sektionen Kühlluftleitungen 18 angeschlossen« Durch Hosenstüoke teilen sioh die Leitungen, jrobei der eine Teil der Leitung in den Austragaschacht 13 mit davorgesetzten Binblasrosten 14, der andere Teil vorzugsweise enter den Füllrosten 8 der unteren Sektion»kühlkammern 9 einmünden· Diese Kühlluftleitungen sind mit Regelgliedern, Torzugeweise Kühlluft-

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regelklappen 12) 23 rer sehen· Unterhalb der in den Aastrag»- schacht 13 einsendenden Kühlluftleitangen sind in Höh· der blasroste 14 Sohleasen 17 für ·τ·ηΐα·11· Roitdorehfäll· Bohlosstn, di· gleiohseitig mit eintr Tranepor-ttinrloh-feang 16 für das gekühlt· Material, das aas der Aa·trageeohloht 19 fällt, In Terbindong stehen· Aas Hg, 2 ist so. ersehen, daß Aer SeJttioneschaohtkühler Torxagsneise 6eckig aasgeführt ist and daß daroh Trennwände 3 dieser in einseine Sektionen aufgeteilt ist·

Die Torteile der Irfindang bestehen darin, daß bei eines wechselnde* kontinuierlichen and diskontinuierlichen (tattransport aaf gegensinnig geneigten Saal- oder Torwänrosten daroh die Biltong Ton fotvassergebieten and geneigt ablaufenden Wirbelschichten ein Klassiereffekt in den einseinen Kühlkasnern erreicht wird, daroh den für die feile unterschiedlicher Größe optimale fffinseübergangsbedingungen erreicht werden·

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Claims (1)

1. j NACHGEREICHT

   Ansprüche ι

   Verfahren zum Wärmetausch, insbesondere zum Behandeln von Schüttgut unterschiedlicher Kornfraktion, beispielsweise Zementklinker in einer achaehtförmigen Behandlungseinrichtung mit unmittelbar anschließender Kühlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut einer Behandlungseinrichtung kontinuierlich zugeführt, in Teilströme unterteilt, daran anschließend in Chargen, bei gleichzeitiger Sichtung und Klassierung in den einzelnen Sektionen der Kühlkammern und Umwälzung der Gutmenge, im Gegenstrom gekühlt wird, nach dem Klassieren ohargenweise in einer Ruhesohicht weiter gekühlt wird und anschließend ausgetragen wird, wobei die Gasmenge so einstellbar ist, daß sich ein dem Kühlvorgang entsprechender Strömungsverlauf einstellt, der optimale Wärmeübergangsbedingungen entsprechend dem fortschritt der Wärmeübertragung und der Beladung des Gases ergibt, um als Trägerluft die Klassierung und Sichtung zu bewirken und oberhalb der ruhenden Schichten sich fotwassergebiete bilden, in denen das mit dem Gasstrom mitgerissene feinstkorn intensiv gekühlt aus dem Gasstrom aasgeschieden wird und sich im strömungslosen Rau» ablagert·

   2· Verfahren naoh Anspruoh 1, gekennzeichnet dadurch» daß die Schüttgutschicht eine solche !«igung zur Horizontalen hat, daß sieh dem Sohüttkvfel tee Gates entsprechende Soniehten kontinuierlich aufbauen.

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   ORIGINAL INSPECTED

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   NACHGEREICHT

   3· Terfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet d a d α r ο h , daß das Abziehen der Chargen zeitlich nacheinander bzw· in seitlicher überlagerung erfolgt·

   4· Torrichtung «or Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3t bestehend aas einem Ringschachtofen mit unmittelbar nachgeschalteten Sohaohtkühler, dadurch gekennzeichnet, daß einem füllschacht (1) mehrere Kühlkammern als Sektionen naohgesohaltet sind, daß diese Sektionen zentrisch am eine Mittelsäule (15) od. dgl· angeordnet sind, die nachfolgenden Sektionekühlkammern (7|9) mit gesteuerten Vorrichtungen, beispielsweise Stellklappen (6}10) aasgerüstet sind, daß sich in den Sektionekühlkammern gegensinnig geneigte feste Hoste (5f8jii) befinden, daß den Sektionskühlkammern ein oder mehrere Austragssohäohte (13) zugeordnet sind, aas denen das Gut kontinuierlich aasgetragen wird, daß die Vorrichtung mit zweckentsprechenden Einrichtungen für die Gaszoführung ausgerüstet ist·

   5· Torrichtang nach Ansprach 4» dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Kühlroste vorzugsweise trapezförmig aasgeführt sind, die GrSBe and die Zahl der Durchbrüohe in den Rostflächen ungleichmäßig so angeordnet sind, daß die wirksame fläche für den Gasdurohtritt nach außen hin zunimmt·

   6· Vorrichtung nach Ansprach 5» dadaroh gekennzeichnet, dafl duroh zwei oder mehrere übereinander angeordnete trapezförmige Hoste sioh die Breite der Rostbahn verengt and wieder erweitert·

   7· Vorrichtung nach Ansprach 4» dadarch gekennzeichnet, daß sieh zwischen den geneigten Rosten ein freier Rau« als Durchlaß für Gas und Material befindet·

   8· Vorrichtung nach Ansprach 4, dadarch gekennzeichnet, dmfi die Mittelsäale in tie AMtragssohioht sum Abschloß der einzelnen Sektionen eintaaoht, daß aber auch doroh lins teil on« imv Ηβη« «er Aostragsschicht bei Geblaeeaasfall einer Sektion dieser Abschloß der Sektionen aufgehoben werden kann·

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