DE2825500C3

DE2825500C3 - Verfahren und Einrichtung zur Mischung zweier Gasströme

Info

Publication number: DE2825500C3
Application number: DE2825500A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr.Techn. Beckmann; Alfred Dipl.-Ing. Troetzmueller
Original assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Current assignee: WAAGNER-BIRO AG WIEN
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1978-06-10
Publication date: 1981-01-22
Also published as: LU79900A1; MX149682A; US4178696A; FR2395772B1; DE2825500A1; GB2000448A; GB2000448B; BR7804309A; CA1112236A; DE2825500B2; FR2395772A1; BE868643A; SE437998B; AT354989B; JPS5414069A; SE7807319L; ES471305A1; NL7806955A; ATA468577A

Description

Die Frfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Mischung zweier Gasströme nämlich

Ό eines Hauptstromes mit einem regelbarem Nebenstrom, vorzugsweise in einer düsenförmigen Verengung des Hauptstromes, insbesondere zur Temperaturabsenkung durch Mischung zweier unterschiedlicher temperierter Gasströme.

'⁵ Aus der DE-OS 26 18 654 ist eine Kokstrockenkühlanlage bekannt geworden, bei welcher das in der Kokskühlkammer erhitzte Kreislaufgas durch Mischung mit einem Teilstrom des abgekühlten und zum Teil regenerierten Kreislaufgases soweit abgekühlt wird,

daß Überhitzungen der nachgeschalteten Wärmetauschflächen vermieden werden. Die Mischung zweier Gasströme ist auch auf anderen verfahrenstechnischen Gebieten bekannt, wie z. B. Rückführung des Abgases in die Brennkammer eines Dampferzeugers.

Hierbei zeigte es sich, daß bei der Mischung von unterschiedlichen Gasströmen Durchmischungsstörungen in Folge von Strähnenbildung auftraten, die sich erst in nachgeschalteten Anlageteilen auflösten. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Strähnenbildung bei der Mischung zweier Gasströme zu bekämpfen und dieses Problem auch bei wechselndem Mengenstrom der einzelnen Gasströme in den Griff zu bekommen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Nebenstrom, unterteilt in zwei Ströme unterschiedlicher Menge und Geschwindigkeit, an die Mischstelle des Haupt- und Nebenstromes herangeführt wird, wobei der kleinere Gasstrom mit höherer Geschwindigkeit durch eine zentrale Düse parallel zu dem größeren

•to Gasstrom mit geringerer Geschwindigkeit der Mischstelle zugeführt wird. Insbesondere wird bei einer Mengenregelung des Nebenstromes zuerst der größere Gasstrom und insbesondere nach Abstellung des größeren Gasstromes der kleinere Gasstrom gedrosselt.

■45 Vorzugsweise \vrd der kleinere Gasstrom nach seiner Aufspaltung vom Nebenstrom aufgeheizt, wobei insbesondere der kleinere Gasstrom mittels eines Gebläses vom Nebenstrom abgesaugt und mit hoher Geschwindigkeitsenergie dim Nebenstrom knapp vor der

ίο Mischstelle mit dem Hauptstrom zugeführt wird. Vorzugsweise wird das Verfahren zur Regelung der Eintrittstemperatur in den Wärmetauscher des Kühlgaskreislaufes einer Kokstrockenkühlanlage verwendet, wobei in der Kühlkammer ein Teilstrom des Kühlgases in Richtung des Auslaufes des teilweise abgekühlten Kokses geführt wird und nach seiner Aufheizung als kleinerer Teilstrom der Mischstelle mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrom in den Hauptstrom über eine Düse quer zum Hauptstrom .eingeleitet ist, und die Düse eine Zentraldüse, durch welche ein kleinerer Teilstrom des Neberiströmes aus einer Abzweigleitung mit höherer Geschwindigkeit geleitet ist, und parallel dazu konzentrisch angeordnet eine Ririgdüss aufweist, durch welche der größere Teil des Nebenstromes mit geringerer Geschwindigkeit geführt ist- Insbesondere ist in der Abzweigleitung eine

Druckerhöhungseinrichtung, wie ζ. Β. Heizkörper oder Ventilator vorgesehen und ist vorzugsweise an der Abzweigstelle der Abzweigleitung eine Drosselklappe zur Regelung des Mengenverhältnisses und der Strömungsmenge durch die Abzweigsleitung angeordnet Vorzugsweise ist die Zentraldüse relativ zur Ringdüse in axialer Richtung verstellbar angeordnet Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist in einem Kühlkreis für heiße Schüttgüter, wie z. B. glühenden Koks ein Teilstrom des Nebenstromes des Kühlgases ι ο über das teilweise abgekühlte Schüttgut als Heizkörper in dip Zentraldüse an der Mischstelle eingeführt

Die Erfindung ist in den F i g. 1 bis 3 beispielsweise und schematisch darges'sllt Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ausbildung der Düse mit den Anschlüssen,

F i g. 2 eine eingeschnürte Mischdüse mit getrennter Zuführung und

F i g. 3 einen Kühlgaskreislauf einer Kokstrockenkühlanlage.

F i g. 1 zeigt die Ausbildung einer Mischstelle eines ersten Gasstromes mit einem zweiten Gasstrom 2, wobei der erste Gasstrom 1 mittels einer Ringdüse 3 mit dem zweiten Gasstrom vermischt wird. Zur besseren Durchmischung wird ein Teil des ersten Gasstromes 1 durch eine Abzweigleitung 5 geleitet, in welcher das beizumischende Gas mittels eines Heizkörpers 6 erhitzt wird, so daß seine Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Hierbei ergibt sich an der Mischstelle eine Geschwindigkeitsverteilung des beizumischenden Gasstromes gemäß der schraffierten Räche 10. Wenn die Gasmenge, die als erster Gasstrom dem zweitei, Gasstrom zugemischt werden soll, geändert wird, wird die Drosselklappe 8 aus der voll ausgezogenen Stellung in die strichlierte bzw. bei völliger Absperrung in die punktierte Stellung verdreht, so daß in der Abzweigleitung 5 bis zuletzt eine Durchströmung aufrecht erhalten wird.

In Fig.2 ist eine ähnliche Ausführung der Mischeinrichtung dargestellt, wobei die Ringdüse mit einer venturiförmigen Verengung ausgebildet ist, so daß der durch die Anzweigleitung 5 strömende Gasstrom innerhalb der Ringdüse 3 mit der Zentraldüse 4 einen Injektor ausbildet Zur Erhöhung der Geschwindigkeit des durch die Abzweigleitung 5 strömenden Gasstromes la ist ein Ventilator 7 bzw. Gebläse vorgesehen. Auch bei dieser Düse wird sich die Geschwindigkeitsverteilung ähnlich wie in Fig. 1, schraffierte Fläche 10, ausbilden.

In Fig.3 ist eine Kokstrockenküh'anlage schematiGch dargestellt bei welcher der glühende Koks in einer Kühlkammer 11 abgekühlt wird. Hierzu wird ein Kühlgas verwendet, welches von einem Gebläse 12 im abgekühlten Zustand angesaugt und über einen Verteiler 13 im Inneren der Kühlkammer 11 verteilt wird. Das Kühlgas durchströmt die heiße Koksschicht 14 und nimmt dabei weitestgehend deren Temperatur an. Der heiße Gasstrom 2 wird in einem Trockenabscheider vom mitgerissenen Staub befreit und kommt im vorgereinigten Zustand zur Mischstelle, wo er mit den abgekühlten Teilströmen la und 16durchmischt wird, so daß die Gastemperatur abgesenkt wird und keine Verbrennung der Heizflächen 16 des nachgeschalteten Wärmetauschers bewirkt wird. Die abgekühlten Gase werden nun einer Feinreinigung ir. einem Trockenabscheider 17 zugeführt bevor sie durch das Gebläse 12 wieder auf höheren Druck gebracht werden. Von der Druckseite des Ventilators bzw. d°^ Gebläses 12 wird der Teilstrom \b über eine regelbare Bypassleitung 18 der Ringdüse 3 der Mischeinrichtung zugeführt. Zur Verbesserung der Durchmischung an der Mischstelle ist ferner ein Ringraum 19 vorgesehen, der mit dem unteren Teil der Kühlkammer 11 verbunden ist so daß ein 'leilstrom la des Kühlgases vom Verteiler 13 aufgefangen wird, der über eine Abzweigleitung 5 der Zentraldüse 4 innerhalb Her Ringdüse 3 zugeführt wird. Der Teilstrom la ist infolge der Durchströmung einer bereits teilweise abgekühlten Koksschichte wärmer als der Teilstrom \b, so daß ein Effekt gemäß Fig. 1 erreicht wird.

Zur Vereinfachung der Darstellung ist in den F i g. 1 bis 3 die lavaldüsenförmige Ausbildung der Leitung des Gasstromes 2 an der Mischstelle, an welcher die Ringdüse 3 mit der Zentraldüse 4 angeschlossen ist nicht zeichnerisch dargestellt.

Die erfindungsgemäße Führung der zu mischenden Gase bewirkt eine tiefe Durchdringung des zweiten Gasstromes 2 durch den ersten Gasstrom 1, so daß die Mischung im ganzen Querschnittsbereich des zweiten Gasstromes erfolgt. Die Form der Durchdringung wird dabei im wesentlichen auch bei der mengenmäßigen Regelung des ersten Gasstromes beibehalten, so daß eine Strähnenbildung weitestgehend hintangehalten wird. Selbstverständlich können zur Regelung der Düsen, wie in F i g. 1 angedeutet noch weitere Drosselklappen 20 vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Mischung zweier Gasströme, nämlich eines Hauptstromes mit einem regelbaren Nebenstrom, vorzugsweise in einer düsenförmigen Verengung des Hauptstromes, insbesondere zur Temperaturabsenkung durch Mischung zweier unterschiedlicher temperierter Gasströme, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrom, unterteilt in zwei Ströme unterschiedlicher Menge und Geschwindigkeit, an die Mischstelle des Haupt- und Nebenstromes herangeführt wird, wobei der kleinere Gasstrom mit höherer Geschwindigkeit durch eine zentrale Düse parallel zu dem größeren Gasstrom mit geringerer Geschwindigkeit der Mischstelle zugeführt wird.

2. Verfahren zur Regelung des Mischungsverhältnisses nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mengenregelung des Nebenstromes zuerst der größere Gasstrom und insbesondere nach Abstellung des größeren Gasstromes der kleinere Gasstrom gedrosselt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Gasstrom nach seiner Aufspaltung vom Nebenstrom aufgeheizt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Gasstrom mittels eines Gebläses vom Nebenstrom abgesaugt und mit hoher Geschwindigkeitsenergie dem Nebenstrom knapp vor der Mischstelle mit dem Hauptstrom zugeführt wird.

5. Verfahi en nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahr, a zur Regelung der Eintrittstemperatur in den Wärmetauscher des Kühlgaskreislaufes einer Ki istrockenkühlanlage verwendet wird, wobei in der Kühlkammer ein Teilstrom des Kühlgases in Richtung des Auslaufes des teilweise abgekühlten Kokses geführt wird und nach seiner Aufheizung als kleinerer Teilstrom der Mischslelle mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird.

b. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis ). dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrom (1) in den Hauptstrom (2) über eine Düse quer zum Hauptstrom eingeleitet ist und die Düse eine Zentraldüse (4), durch welche ein kleinerer Teilstrom des Nebenstromes aus einer Abzweigleitung (5) mit höherer Geschwindigkeit geleitet ist. und parallel dazu konzentrisch angeordnet eine Ringdüse (3) aufweist, durch welche der größere Teil des Nebenstromes mit geringerer Geschwindigkeit geführt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abzweigleitung (5) eine Druckerhöhungseinrichtung, wie z. B. Heizkörper (5) oder Ventilator (7), vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß an der Abzweigstelle der Abzweigleilung (5) eine Drosselklappe (8) zur Regelung des Mengenverhältnisses und der Strömungsmenge durch die Abzweigleitung angeordnet ist,

9. Einrichtung nach Anspruch 6₍ dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraldüse (4) in axialer Richtung relativ zur RingdÜse (3) Verstellbar angeordnet ist

I Oi Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kühlkreis für heiße Schüttgüter, wie z, B; glühenden Koks, ein Teilstrom

(9) des Nebenstromes des Kühlgases über das teilweise abgekühlte Schüttgut als Heizkörper (6) in die Zentraldüse (4) an der Mischstelle eingeführt ist.