DE3024541C2

DE3024541C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von heißem, stückigem Material

Info

Publication number: DE3024541C2
Application number: DE3024541A
Authority: DE
Inventors: Kingo Osaka Hayashi; Masaru Sakaba; Katsuhiko Sasaki
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd; Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1979-07-07
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1985-08-29
Also published as: US4324051A; GB2054809A; NO153909B; JPS5610691A; CA1118401A; DE3024541A1; NO153909C; GB2054809B; JPS5844958B2; NO802020L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von heißem, stückigem Material, insbesondere Karbid, bei welchem man dieses unter Auftrennung in grobklumpige und feinteilige Anteile mit Kühlgas kühlt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Kühleinheit, einer Trennvorrichtung zur Auftrennung des zu kühlenden Materials in einen grobklumpigen und einen feinteiligen Anteil sowie einer Kühlgaszuleitung und einer Kühigasabieitung.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 23 07 165 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das heiße Material, insbesondere Zementklinker, auf einen Siebrost aufgebracht, durch dessen Öffnungen die feinteiligen Anteile hindurchfallen, während gleichzeitig von unten her Kühlluft durch das auf einem Wirbelboden aufgefangene feinteilige Material hindurch eingeblasen wird, die

nach Wärmetausch mit dem feinteiligen Material durch den Siebrost und das grobkörnige Material hindurchströmt und dann als Sekundärluft eines Drehrohrofens benutzt wird. Dabei tritt jedoch beim Durchströmen des feinteiligen Materials ein erheblicher Druckverlust und eine starke Verlangsamung des Kühlgasstromes, so daß das bereits erheblich erwärmte Kühlgas mit relativ hoher Temperatur auf das grobkörnige Material trifft und dort nur eine unzureichende Kühlwirkung erhalten wird, was wiederum unerwünschte Vergrößerung der Anlage und/oder der Kühlgasmenge erfordert.

Bei den bekannten Kühlverfahren bei der Herstellung von Karbid wird das mit einer Temperatur von etwa 2000° C aus einem elektrischen Ofen kommende ge-'ichmolzene Karbid bis zur Verfestigung abgekühlt, in noch heißem Zustand gebrochen und dann durch ein Kühlgas vollends abgekühlt Dabei wird das gebrochene heiße Karbid in einem Kühlbunker oder einer Kühlvorrichtung mit einem Schüttelrost mit Kühlgas behandelt Da das gebrochene Karbid großklumpige und feinteilige Anteile enthält, hai die heiße Karbidschichi im Kühibunker nur kleine Zwischenräume, so daß ein hoher Druckverlust des Kühlgases entsteht und somit nur eine geringe Kühlgeschwindigkeit erhalten wird. Eine Erhöhung der Kühlgeschwindigkeit erfordert jedoch zusätzliche Energie und eine räumlich größere Vorrichtung. Wenn das gesamte gebrochene Karbid mit seinen grobklumpigen und feinteiligen Anteilen über einen Schüttelrost geführt wird, ist der Druckverlust zwar geringer, jedoch wird dafür eine sehr viel größere Schüttelrostanlage mit entsprechendem Platzbedarf benötigt Überdies entstehen durch die sehr ungleichmäßige Teilchengröße starke lokale Abweichungen in der Kühlgasdurchströmung der auf dem Rost bewegten Karbidschicht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung von heißem, stückigem Material der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit verringertem Druckverlust End haxr Kühlgeschwindigkeit besonders wirtschaftlich arbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Verfahren zur Kühlung von heißem, stückigem Material der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale auf.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der abströmende, erhitzte Kühlgasstrom nach Wärmeentzug im Kreislauf zurückgeführt.

Durch im Kreislauf geführte Kühlluft wird besonders beim Kühlen von Karbid eine wirtschaftliche Arbeitsweise ermöglicht Wenn Karbid mit dem Sauerstoff der Luft chemisch reagiert, muß zum Kühlen entweder ein Inertgas, wie CO₂₁N₂, Argon oder dergleichen verwendet oder beim Kühlen von Karbid mit Luft diese in der dargestellten Weise im Kreislauf geführt werden, wobei das Karbid mit dem Sauerstoff der Luft gemäß der Gleichung (1) unter Bildung von CO2 reagiert

CaC₂ + -%-O₂ — CaO + 2 CO₂

Bei höherer Temperatur reagiert das Karbid auch mit

einem Teil des Stickstoffes in der Luft, so daß sich eine kleine Menge von CaCN₂ bildet, das weiterhin mit dem Sauerstoff der Luft entsprechend Gleichung (2) zu CO₂ und N₂ reagiert.

CaCN₂ + 4 O₂ -* CaO + CO₂ + N₂

Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung reagiert somit ein kleiner Teil des Karbids mit dem Sauerstoff zu Calciumoxid, wobei durch den Verbrauch des Sauerstoffs in der im Kreislauf geführten Kühlluft diese in ein Inertgas verändert wird. Selbst wenn später etwas Luft in die Vorrichtung eindringt, wird die Beeinträchtigung durch die obige Reaktion eliminiert

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, die mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 ausgestattet ist.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 4 bis 7 beschrieben.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Fließbüd einer Vorrichtung zum Kühlen von Karbid,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt einer Kühleinheit mit Rüttelrost zum Abkühlen feinteiligen Karbids.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt eine Fördervorrichtung 1 für geschmolzenes KarbH enthaltende Behälter 2, in denen sich das Karbid während des Transportes verfestigt Der vorderste Behälter 2 wird von der Fördervorrichtung 1 durch einen Kran auf eine automatische Zuführvorrichtung 5 überführt, die das feste Karbid aus dem Behälter 2 in eine Brechereinheit 3 einführt Die Brechereinheit 3 besitzt einen Aufbrechboden 6 zum Brechen des aufprallenden Materials und einen Rotationsbrecher 7, der das so vorgebrochene Material weiter auf vorbestimmte Teilchengrößen zerkleinen.

Der beim Brechen von Karbid im Brecher 7 anfallende grobklumpige Anteil wird durch einnen Schacht 12 zum Kühlen in einen Kühlbunker 13 geführt

Der Schacht 12 ist in einem mittleren Abschnitt mit einem Sieb 14 versehen, durch das die feinteiligen Anteile von dem durch den Schacht 12 fallenden grobklumpigen Karbid abgetrennt und über einen Kanal 15 einer Kühleinheit '5 zugeführt werden.

Der Kühlbunker 13 umfaßt einen hohlzylindrischen Behälter 13a mit vertikaler Achse, einen oberen Einlaß für den grobklumpigen Teil einen unterseitigen Auslaß

20 und einen im unteren Abschnitt angeordneten Kühlgaseinlaß 17 zur Verteilung des Kühlgases im Kühlbunker 13. Das in den Kühlbunker 13 eingeführte Kühlgas wird durch Wärmetausch mit dem heißen Karbid auf eine höhere Temperatur erwärmt. Das erwärmte Kühlgas strömt durch einen Auslaß im oberen Abschnitt des Bunkers 13 über eine Kühlgasableitung 18 in den Wärmetauscher 19. Da das Karbid im Kühlbunker 13 grobklumpig vcliegt und frei von feinteiligen Partikeln ist, ist der Druckverlust des Kühlgases über die Karbidschicht gering, so daß der Kühlbunker kleiner dimensioniert werden kann. Das im Kühlbunker 13 abgekühlte Karbid wird durch den unterseitigen Auslaß 20 jeweiis entsprechend der durch den Schacht 12 zugeführten Menge ausgetragen und mittels eines Austragförderers

21 abgeführt.

Für den feinteiligen Anteil des Karbids eignet sich die in F i g. 2 dargestellte, an sich bekannte Kühleinheit 16 so mit Schüttelrost. Diese besitzt einen Hauptkörper 22 und durch eine nur schematisch dargestellte Rüttelvorrichtung angetriebene Schüttelroste 23. Das über den Schüttelrost 23 geführte feinteilige Karbid wird durch ein Kühlgas direkt abgekühlt. Das erwärmte Kühlgas fs wird durch eine Kühlga^r?bleitung 25 in die Kühlgasableitung 18 vom Kühlbunker 13 eingespeist und dann dem Wärmetauscher 19 zugeführt. Das in der Kühleinheit 16 abgekühlte feinteilige Karbid wird aus dieser über eine mit einem doppelten Schieber ausgerüstetc-Entnahmevorrichtung 26 auf den Förderer 21 ausgetragen. Die zum Wärmetauscher 19 führende Kühlgasableitung 18 ist mit eninem Staubseparator 27 versehen, durch den der von erwärmten Kühlgas mitgerissene Karbidstaub entfernt wird. Dieser sammelt sich im unteren Ende des Separators 27 und fällt über eine Staubauslaßvorrichtung 28 mit doppeltem Schieber auf den Förderer 21.

Das in den Wärmetauscher 19 eingeführte erwärmte Kühlgas wird nach Abkühlung durch einen Lüfter 29 verdichtet und in den Kühlbunker 13 bzw. die Kühleinheit 16 zurückgeführt

Hierau 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ν" fa, Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kühlung von heißem, stückigem Material, insbesondere Karbid, bei welchem man dieses unter Auftrennung in grobklumpige und feinteilige Anteile mit Kühlgas kühlt, dadurch gekennzeichnet, daß man die grobklumpigen Anteile bzw. die feinteiligen Anteile erst nach vollständiger Trennung derselben voneinander jeweils mittels eines separaten Kühlgasstromes kühlt und dabei jede Vorwärmung eines Kühlgasstromes durch den anderen vermeidet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erhitzte Kühlgas nach Wärmeentzug im Kreislauf zurückführt

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einer Kühleinheit, einer Trennvorrichtung zur Auftrennung des zu kühlenden Materials in einen grobklumpigen und einen feinteiäigen Anteil sowie einer Kühlgaszuleitung und einer Kühigasabieitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (14) in Materialflußrichtung vor der Kühleinheit (13 bzw. 16) angeordnet ist, die grobklumpigen Anteile einer ersten Kühleinheit (13) und die feinteiligen Anteile einer zweiten, von der ersten völlig getrennten Kühleinheit (16) zugeführt werden und jede Kühleinheit (13 bzw. 16) eine Kühlgaszuleitung (30) und eine Kühlgasab!eitung(18 bzw. 25) aufweist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dat die Kühlgasableitung (18, 25) mit der Kühlgaszuleitung (30) über e^lnen Wärmetauscher (19) zu einer Kühlgas-Kreislaufleitung verbunden ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine von der zweiten Kühleinheit (16) in einen mittleren Abschnitt der ersten Kühleinheit (13) führende Kühlgasableitung (39).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühleinheit als im wesentlichen senkrecht angeordneter Kühlbunker (13) mit einem oberseitigen Einlaß für dar heiße, grobklumpige Material, einem unterseitigen Auslaß (20) für das gekühlte, grobklumpige Material und mindestens einem nahe dem unteren Ende angeordneten Kühlgaseinlaß (17) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kühleinheit (16) einen Schüttelrost (23) aufweist