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Vorrichtung zur trockenen Kühlung von heißem Schütt-
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gut, insbesondere von heißem Koks.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur trockenen Kühlung von
heißem Schüttgut, insbesondere von heißem Koks, bei der ein Teilstrom des verwendeten
gasförmigen Kühlmediums im Kreuzstrom und ein weiterer Teilstrom des gasförmigen
Kühlmediums im Gegenstrom durch das von oben nach unten fließende Schüttgut geleitet
wird.
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Die meisten bisher bekannten Vorrichtungen zur trockenen Kühlung von
heißem Schüttgut, insbesondere von heißem Koks, arbeiten nach dem Gegenstromverfahrent
Das heißt, bei ihnen wird das gasförmige Kühlmedium im Gegenstrom zum von oben nach
arten fließenden Schüttgut durch die Vorrichtung gedrückt. Bei dieser Verfahrensweise
sind zwei Arten von Vorrichtungen bekannt, nämlich Vorrichtungen mit und ohne Vorkammer.
Die Vornchtungen ohne Vorkammer sind dabei einfach in der Konstruktion und im Aufbau.
Die Vorrichtungen dagegen, bei denen der obere Teil des Kühlschachtes als Vorkammer
ausgebildet ist, sind in ihrem Aufbau und der Konstruktionsauslegung bedeutend aufwendiger.
Dafür weisen diese Vorrichtungen aber den Vorteil auf, daß sich bei ihnen immer
die gleiche Schüttgutmenge im Bereich der Kühlzone befindet. Es sind jedoch in der
Praxis noch keine Vorrichtungen bekannt, die die Vorteile beider Arten - in voll
befriedigender Weise zu
kombinieren vermögen, Das heißt Vorrichtungen,
die einerseits einfach in ihrem Aufbau sind und bei denen sich andererseits immer
ein gleiches Schüttgutvolumen in der Kühlzone befindet.
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Aus der DE-PS 479 579, Abbildungen 1 und 2, ist zwar bereits eine
Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks bekannt, bei der bereits eine Kreuzstromführung
des gasförmigen Kühlmediums angedeutet wird. Dieser Vorschlag enthält jedoch keine
weiteren Einzelheiten und konnte daher keine Anregungen für das Zustandekommen der
vorliegenden Erfindung liefern.
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Aus der DE-OS 30 31 323 ist außerdem eine Vorrichtung zur Kokstrockenkühlung
bekannt, bei der eine Teilmenge des gasförmigen Kühlmediums im Kreuzstrom und eine
weitere Teilmenge im Gegenstrom durch die Vorrichtung geschickt wird. Diese Vorrichtung,
die einen kreisförmigen Querschnitt mit zentralem Gasabzugsschacht aufweist, ist
aber konstruktiv sehr aufwendig und bietet in dieser Hinsicht keinerlei Vorteile
gegenüber herkömmlichen Konstruktionen mit Vorkammer.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie sowohl einen einfachen
konstruktiven Aufbau besitzt als auch immer ein gleiches Schüttgutvolumen in der
Kühlzone aufweist. Außerdem sollen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Strömungsverhältnisse
des gasförmigen Kühlmediums und damit die Abkühlung des auf die Vorrichtung aufgegebenen
Schüttgutes generell verbessert sowie ein gut regelbarer, über den
gesamten
Querschnitt des Kühlschachtes gleichmäßiger Schüttgutaustrag gewährleistet werden.
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Die der Lösung dieser Aufgabe dienende Vorrichtung ist erfindungsgemäß
gekennzeichnet durch die Merkmale a) bis d) des Hauptanspruches.
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Das heißt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Teilstrom
des gasförmigen Kühlmediums im Kreuzstrom, d.h.
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quer zu dem absinkenden Schüttgut, durch die Vorrichtung geführt,
während ein weiterer Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums im Gegenstrom durch das
Schüttgut geführt wird. Hierbei ist vorgesehen, daß dieser Teilstrom über den spaltförmigen
Schüttgutauslauf von unten in die Schüttgutschicht eingeleitet wird. Dieser Teilstrom
durchströmt dabei insbesondere jene Bereiche der Schüttgutschicht, die nahe der
mit Gasaustrittsöffnungen versehenen Trennwand nach unten rutschen und die durch
den im Kreuzstrom geführten Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums nicht mehr ausreichend
gekühlt werden. Durch die Anordnung der hin- und herbewegten Abstreifer im Bereich
des Schüttgutauslaufes ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerdem möglich,
einen gleichmäßigen und regelbaren Schüttgutaustrag zu gewährleisten.
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Die Regelung des Schüttgutaustrages kann hierbei insbesondere durch
die Regelung der Hubzahl des als Antrieb für die Abstreifer dienenden Hubzylinders
sowie der Stellung der Abstreifer herbeigeführt werden.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich
aus den vorliegenden Unteransprüchen sowie aus den Abbildungen, an Hand derer die
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nachfolgend näher erläutert
werden
soll.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B von
Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie C-D von Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt
entlang der Linie E-F von Fig. 1; Fig. 5 einen Längsschnitt durch den unteren Teil
einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die speziell zur
trockenen Kühlung von heißem Koks geeignet ist; Fig. 6 einen Schnitt entlang der
Linie A-B von Fig. 5; sowie Fig 7 einen weiteren Schnitt entlang der Linie A-B von
Fig. 5, wobei hier aber eine andere Aus führungs form der Abstreiferbefestigung
zur Anwendung gelangt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt den Kühlschacht 1, der
von den Außenwänden 2 und 7 begrenzt wird.
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Die Aufgabe des zu kühlenden Schüttgutes erfolgt von oben über die
Öffnung 10. Die strichpunktierte Linie innerhalb des Kühlschachtes 1 zeigt dabei
den Böschungswinkel des aufgegebenen heißen Schüttgutes 4. Im unteren bis mittleren
Bereich der Außenwand 2 sind die durch Linien angedeuteten Gaseintrittsöffnungen
15 vorgesehen.
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Hierbei gelangt ein Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums, der über
die Leitung 12 und den Verteilerkanal 3 zugeführt wird, durch die Gaseintrittsöffnungen
15 in die im Kühlschacht 1 befindliche Schüttgutschicht. Damit diese Schüttgutschicht
von dem gasförmigen Kühlmedium im Kreuzstrom durchströmt werden kann, ist auf der
gegenüber liegenden Seite parallel zur Außenwand 2 die Trennwand 5 angeordnet, die
mit ebenfalls durch Linien angedeutete Gasaustrittsöffnungen 16 versehen ist.
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Wie aus der Darstellung in Fig. 1 zu ersehen ist, weist die Trennwand
5 dabei wesentlich mehr Gasaustrittsöffnungen 16 auf als Gaseintrittsöffnungen 15
in der Außenwand 2 vorgesehen sind. Dadurch wird der wahrend des Kühlvorganges auftretenden
und durch Erhitzung bedingten Volumenvergrößerung des, gasförmigen Kühlmediums Rechnung
getragen. Bedingt durch die aus der Abbildung ersichtliche Anordnung der Gaseintrittsöffnungen
15 und der Gasaustrittsöffnungen 16, weist die Kreuzstromführung des gasförmigen
Kühlmediums die Form eines Keiles auf.
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Es versteht sich von selbst, daß die Lage sowie die Richtung und die
Breite dieses Keiles durch die Lage der Gaseintrittsöffnungen 15 und der Gasaustrittsöffnungen
16 verändert werden kann und damit auf konstruktiv
einfache Art
und Weise die Lage und Größe des Wärmeaustauschvolumens der Schüttgutschicht beeinflußt
und genau festgelegt werden kann. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Gaseintrittsöffnungen
15 und die Gasaustrittsöffnungen 16 möglichst im unteren Bereich des Kühlschachtes
1 angeordnet sind. Der Teil der Schüttgutschicht, der oberhalb der keilförmigen
Kreuz-.
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stromführung des gasförmigen Kühlmediums liegt, wirkt dabei nämlich
gewissermaßen als Vorkammer (Wärmespeicher). Durch Erhöhung des Kühlschachtes 1
kann natürlich ebenfalls das Vorkammervolumen nach Belieben vergrößert werden.
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Hinter der Trennwand 5 befinden sich die senkrechten Gasabzugskanäle
8, die außer von der Trennwand 5 noch von der Außenwand 7 sowie den Stützwänden
6 begrenzt werden. Letztere dienen auch zur Aufnahme der horizontalen Silokräfte.
Das über die Gasaustrittsöffnungen 16 in die Gasabzugskanäle 8 eintretende gasförmige
Kühlmedium gelangt über den Sammelkanal 9 und die Leitung 14 zum nicht dargestellten
Abhitzekessel oder wird einer sonstigen Verwertung zugeführt. Die Gasabzugskanäle
8 werden dabei zweckmäßigerweise so bemessen, daß die Strömungsgeschwindigkeit des
in ihnen aufsteigenden gasförmigen Kühlmediums so gering ist, daß vom Gas mitgerissene
gröbere Staubpartikel bis zu einer Größe von ca. > ot6 mm abgeschieden werden.
Die Gasabzugskanäle 8 wirken somit als Staub-Vorabscheider.
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Der abgeschiedene Staub sammelt sich hierbei in den Auslauftrichtern
17 und kann aus diesen kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen werden.
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Es versteht sich außerdem von selbst, daß die Trennwand 5 und die
Stützwände 6 bei entsprechender konstruktiver Auslegung ebenfalls zur Kühlung des
heißen Schüttgutes bzw. des gasförmigen Kühlmediums herangezogen werden können,
indem man sie von einem zusätzlichen Kühlmedium durchströmen läßt.
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Im Unterteil des Kühlschachtes 1 befinden sich die schräge Auslauffläche
18 sowie der gewinkelte Austragetisch 19, durch die der spaltförmige Schüttgutauslauf
20 begrenzt wird. Im Bereich des spaltförmigen Schüttgutauslaufes 20 befinden sich
auf dem Austragetisch 19 die in das auslaufende Schüttgut eingreifenden hin- und
herbewegten Abstreifer 21. Auf diese Abstreifer 21 wird weiter unten im Zusammenhang
mit den Fig. 5 - 7 noch näher eingegangen werden. Unterhalb der schrägen Auslauffläche
18 ist ein weiterer Gaseintritt 13, durch den ein Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums
in die Vorrichtung eingeleitet wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Gaseintrittes
13 gelangt dieser Teilstrom über den spaltförmigen Schüttgutauslauf 20 in jenen
Teil des Schüttgutes 4, der nahe der Trennwand 5 nach unten rutscht. Dieser Teil
des Schüttgutes wird von dem aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium im Gegenstrom
gekühlt, und dadurch wird ein Ausgleich dafür herbeigeführt, daß dieser Teil des
Schüttgutes 4 von dem im Kreuzstrom geführten Teil des gasförmigen Kühlmediums infolge
der beim Durchströmen des heißen Schüttgutes 4 aufgetretenen Erwärmung desselben
weniger stark gekühlt wird. Gleichzeitig wird durch den über den Gaseintritt 13
eingeleiteten Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums
natürlich auch
das über den spaltförmigen Schüttgutauslauf 20 austretende Schüttgut einer wirksamen
Restabkühlung unterworfen. Dieser Teilstrom des gasförmigenKühlmediums wird gemeinsam
mit dem über die Leitung 12 zugeführten Teilstrom über die Gasaustrittsöffnungen
16 und die Gasabzugskanäle 8 aus der Vorrichtung abgezogen. Das gekühlte Schüttgut
wird über die Auslauftrichter 11 aus der Vorrichtung abgezogen.
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Die gesamte Vorrichtung ist dabei auf den Stützen 22 montiert.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig 1. Man erkennt
aus dieser Abbildung, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 1 einen rechteckigen Querschnitt
aufweist, was tatsächlich eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt. Allerdings
ist auch ein anderer eckiger Querschnitt, z.B. in Form eines Sechsecks, denkbar.
Außerdem erkennt man aus Fig. 2, wie mehrere senkrechte Gasabzugskanäle 8 nebeneinander
angeordnet sind.
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Bei der Darstellung in Fig 3 handelt es sich um einen Schnitt entlang
der Linie C-D in Fig. 1. Kierist der Unterteil der nebeneinander liegenden senkrechten
Gasabzugskanäle 8 mit den dazugehörigen Auslauftrichtern 17 zu erkennen. Der Austrag
des sich in den Auslauftrichtern 17 ansammelnden Staubes kann beispielsweise durch
eine mit einem Antrieb 23 versehene Förderschnecke 24 erfolgen.
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Fig. 4 zeigt schließlich den Schnitt entlang der Linie E-F in Fig.
1. Dieser Abbildung ist zu entnehmen, daß bei der dargestellten Vorrichtung zwei
Auslauftrichter 11 für das gekühlte Schüttgut nebeneinander angeordnet sind. Selbstverständlich
können bei einer derartigen Vorrichtung auch nur ein oder mehr als zwei Aus auf
trichter 11 vorgesehen werden.
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Fig. 5 zeigt den Längsschnitt durch den unteren Teil einer anderen
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die speziell für die trockene
Kühlung von heißem Koks geeignet ist, was ja ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der
erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt. Es ist dabei davon auszugehen, daß der
Oberteil der in Fig4 5 dargestellten Vorrichtung prinzipiell den gleichen Aufbau
aufweist wie die Vorrichtung in Fig. 1. Daher haben übereinstimmende Bezugszeichen
natürlich in beiden Fällen auch die gleiche Bedeutung. Bei der trockenen Kühlung
von heißem Koks ist man, bedingt durch die Zusammensetzung des verwendeten gasförmigen
Kühlmediums, bestrebt, ein Entweichen des staubbeladenen gasförmigen Kühlmediums
in die Atmosphäre zu verhindern. Daher ist bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung
unter dem Auslauftrichter 11 noch ein Schleusenbehälter 25 angeordnet.
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Der Auslauf 26 des Auslauftrichters 11, der mit der Klappe 27 versehen
ist, mündet dabei in den ebenfalls mit einer Klappe 29 versehenen Einlauftrichter
28 des Schleusenbehätters 25. Wenn die Klappen 27 und 29 geöffnet sind und die Klappe
30 geschlossen ist, gelangt die gekühlte Kokscharge in den Schleusenbehälter 25,
wobei eventuell mit eingeströmtes Gas über den Absaugstutzen
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abgezogen werden kann. Die Entleerung des Schleusenbehälters 25 erfolgt natürlich
erst nach Beendigung des Abs.augvorganges und nach Schließung der Klappen 27 und
29. Dadurch wird ein Entweichen von Gas in die Atmosphäre vermieden.
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Die Abstreifer 21 sind an dem Tragbalken 32 angebracht, der seinerseits
von den Schwenkhebeln 33 geführt wird.
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Diese werden wiederum in den Lagern 34 gehalten.
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Fig. 6, die einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 5 darstellt,
läßt die Anordnung von Tragbalken 32, Schwenkhebeln 33 und Lagern 34 klar erkennen.
Aus dieser Darstellung ist außerdem die Anordnung des Hubzylinders 35 zu ersehen,
durch dessen Hubbewegung die hin- und hergehende, d.h. schwingende Bewegung der
Abstreifer 21 hervorgerufen wird. Der Hubzylinder 35, der hydraulisch oder pneumatisch
angetrieben werden kann, ist dabei auf der einen Seite an der Halterung 36 befestigt,
während er auf der anderen Seite mit einem der beiden Schwenkhebel 33 in Verbindung
steht.
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Die hin- und hergehende Hubbewegung des Hubzylinders 35 wird dabei
von den Schwenkhebeln 33 auf die am Tragbalken 32 befestigten Abstreifer 21 übertragen.
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Hierbei wird der Koks durch die Bewegung der Abstreifer 21 gleichmäßig
über die gesamte Breite aus dem spaltförmigen Schüttgutauslauf 20 ausgekratzt. Die
Darstellung in Fig. 6 läßt außerdem erkennen, daß der Austragetisch 19 in seinem
unteren Teil seitlich nicht ganz bis zu den Kühlschachtwänden reicht. Hier ist der
für den seitlichen Koksaustrag der jeweils äußeren Abstreifer 21 erforderliche Freiraum
vorgesehen.
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Die Abbildung in Fig. 7 zeigt im Prinzip den gleichen Schnitt wie
in Fig. 6. Hier werden jedoch die Abstreifer 21 unmittelbar in den Lagern 34 gehalten
und mittels einer Steuerstange 37 geführt. Die Bewegung der Abstreifer 21, die durch
strichpunktierte Linien angedeutet ist, wird in diesem Falle ebenfalls von dem Hubzylinder
35 erzeugt, der mit der Steuerstange 37 in Verbindung steht.