DE8815394U1

DE8815394U1 - Regenerator for heating gases

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Publication number: DE8815394U1
Application number: DE8815394U
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner CRA Patent GmbH
Current assignee: Kloeckner CRA Patent GmbH
Priority date: 1988-12-10
Filing date: 1988-12-10
Publication date: 1989-03-30

Description

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Regenerator for heating gases The invention relates to a regenerator for

Aufheizen von Gasen, wobei im Wechsel Wärmeträger zunächst aufgeheizt und anschließend diese von den Wärmeträgern gespeicherte Energie zur Erwärmung kalter Gase genutzt wird.Heating of gases, whereby heat transfer medium is heated first and then the energy stored in the heat transfer medium is used to heat cold gases.

Das Prinzip der regenerativen Gaserwärmung ist bekannt und wird in der Industrie auf verschiedenen Gebieten angewendet. Beispielsweise wird der Heißwind für den Hochofenbetrieb in Winderhitzern (Cowpern) nach diesem Verfahren auf eine Temperatur von ca. 1200^#C aufgeheizt. Dabei wird die Wärmeenergie aus der Verbrennung von Gichtgas im Brennsehacht des Winderhitzers auf das Gitterwerk seines feuerfesten Besatzes übertragen, und nach beendeter Aufheizphase bläst man durch die erhitzte Gitterung Kaltluft und heizt sie mit der gespeicherten Wärme auf. Nach der gleichen Methode arbeiten auch die Gitterkammer&eegr; für Siemens-Martin- und Glaswannenöfen.The principle of regenerative gas heating is well known and is used in various fields of industry. For example, the hot blast for blast furnace operation in cowpers is heated to a temperature of around 1200 ^° C using this method. The heat energy from the combustion of blast furnace gas in the combustion chamber of the cowper is transferred to the latticework of its refractory lining, and after the heating phase has ended, cold air is blown through the heated latticework and heated with the stored heat. The lattice chambers for Siemens-Martin and glass tank furnaces also work according to the same method.

Für die kontinuierliche Erwärmung kalter Gase sind, entsprechend der beschriebenen Arbeitsweise, mindestens zwei Regeneratoren erforderlich, wobei der eine jeweils beheizt wird und somit Wärme speichert, während der zweite die gespeicherte Wärme an die eingeblasenen, kalten Gase abgibt und diese dadurch erwärmt.For the continuous heating of cold gases, according to the described method of operation, at least two regenerators are required, whereby one is heated and thus stores heat, while the second transfers the stored heat to the injected cold gases and thus heats them.

Bei der Auslegung und dem Bau von Regeneratoren ist stets ein ^: Kompromiß zwischen wärmetechnischen Anforderungen und bautechnischenWhen designing and building regenerators ^, a compromise must always be made between thermal requirements and structural

f; Möglichkeiten zu schließen. So haben sich für die Winderwärmung beimf; possibilities to close. For example, for wind warming in the

X Hochofenbetrieb die bekannten Winderhitzer in zylindrischer Form mit X Blast furnace operation the well-known hot blast stoves in cylindrical form with

"f einem Durchmesser-Höhen-Verhältnis von ungefähr 1:5 eingeführt. Bei"f a diameter-to-height ratio of approximately 1:5.

r" der Auslegung des Gittermauerwerkes, das in der Heizphase von obenr" of the design of the lattice masonry, which in the heating phase from above

₍ nach unten und in der Gaswärmphase umgekehrt von unten nach oben ₍ downwards and in the gas warming phase vice versa from bottom to top

durchströmt wird, sino, neben den Forderungen des Wärmeüberganges zwischen Gas und Gittermauerwerk, auch die Voraussetzungen für einen ! erträglichen Druckverlust der Gase beim Durchströmen des feuerfestenis flowing through, sino, in addition to the requirements of heat transfer between gas and lattice masonry, also the requirements for a ! tolerable pressure loss of the gases when flowing through the refractory

Besatzes zu berücksichtigen. Während für den Wärmeübergang eine große Oberfläche und enge Kanäle günstig sind, läßt sich aber der freie Strömungsquerschnitt nur bis zu gewissen Grenzen einengen, um einen noch akzeptablen Druckverlust für den Gasstrom zu halten. Wegen des größeren freien Querschnitts der Strömungskanäle verschlechtert sich der Wärmeübergang, und demqemäß vergrößert sich die Temperaturüberhöhung der Verbrennungsgase für das Aufheizen des Wärmespeichermauer- ^: werks gegenüber der erreichbaren Windtemperatur. Um die genannteWhile a large surface and narrow channels are beneficial for heat transfer, the free flow cross-section can only be narrowed to a certain extent in order to maintain an acceptable pressure loss for the gas flow. Due to the larger free cross-section of the flow channels, heat transfer deteriorates and, accordingly, the temperature increase of the combustion gases for heating up the heat storage ^masonry increases compared to the achievable wind temperature. In order to achieve the above-mentioned

Hochofenwindtemperatur von 1200⁰C zu erreichen, ist eine Flaromentemperatur in der Heizphase von ca. 1500⁰C erforderlich. Diese F?ammentemperatur kann mit dem vom Hochofen abgegebenen Gichtgas nicht mehr . erreicht werden, und daher is«; eine zusätzliche Verfeuerung vonTo achieve a blast furnace wind temperature of 1200 ⁰ C, a flame temperature of about 1500 ⁰ C is required in the heating phase. This flame temperature can no longer be achieved with the top gas released by the blast furnace, and therefore an additional combustion of

^; Reichgas, z.B. Erdgas, notwendig und üblich. ^; Rich gas, e.g. natural gas, necessary and common.

Ein bekannter Weg, um den wärmetechnischen Wirkungsgrad der Regeneratoren zj verbessern, besteht darin, die Oberfläche der Wärmespeicherkörper deutlich heraufzusetzen. Dazu gibt es eine Reihe von Vorschlägen. Bei einem besonders effektiven Weg, diesem Ziel näherzukommon, ersetzt man die Gittermauerunj· <.'i>rch ein geeignetes Schüttgut mit ungefähr einheitlicher Korngröße. Es lassen sich beispielsweise Pellets aus feuerfesten Stoffen einsetzen.A well-known way of improving the thermal efficiency of the regenerators is to significantly increase the surface area of the heat storage bodies. There are a number of suggestions for this. A particularly effective way of achieving this goal is to replace the latticework with a suitable bulk material with an approximately uniform grain size. Pellets made of fireproof materials can be used, for example.

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tin Regenerator mit einer entsprechenden Scbüttung aus Warmespeicherkörpern mit ei- oder kugelförmiger Gestalt in einem Durchmesserbereich von 5 bis 15 mm, erlaubt es, die für den Wärmeaustausch wirksame Oberfläche im Vergleich zu einer Gittermauerung soweit zu erhöhen« daß die Temperaturdifferenz zwischen der Flamme bzw. dem Abgas in der Heizphase und dem aufgeheizten Gas in der Gaswärmphase nur noch gering ist und etwa im Bereich von 1O⁰C liegt. A regenerator with a corresponding bed of heat storage bodies with an egg- or spherical shape in a diameter range of 5 to 15 mm, makes it possible to increase the surface area effective for heat exchange compared to a lattice wall to such an extent that the temperature difference between the flame or the exhaust gas in the heating phase and the heated gas in the gas warming phase is only slight and lies approximately in the range of 10 ⁰ C.

Allerdings läßt sich beispielsweise die übliche Gitterung eines Winderhitzers für den Hochofenbetrieb nicht durch eine Schüttung der genannten Art ersetzen, da sich ein untragbar hoher Druckverlust beim Durchströmen mit Gas aufgrund der großen Schütthöhe einstellen würde.However, for example, the usual grating of a hot blast stove for blast furnace operation cannot be replaced by a bed of the type mentioned, since an intolerably high pressure loss would occur when gas flows through due to the large bed height.

Bekannte Vorschläge, die den DruckvVrlutt vermeiden, indem man den Durchmesser des Winderhitzers erheblich vergrößert und etwa zu einem umgekehrten Durchmesser-Höhen-Verhältnis kommt, gegenüber der bisherigen Bauweise, zeigen bei etwa gleichem Druck/erlust zwar einen erheblich besseren Wärmeübergang, weisen jedoch andere Nachteile auf. Die Kuppel oberhalb der Wärmeträgerschüttung wirft beim Bau Probleme auf und erweist sich beim Betrieb eines derartigen Winderhitzers als nachteilig. Hauptsächlich führt das beträchtliche Kuppelvolumen beim Umschalten von der Aufheizphase zur Gaswärmphase zu einem relativ hohen Gasverlust, und zum anderen steigert die Kuppel mit ihrer großen Oberfläche die Wärmeverluste in diesem heißen Bereich des Winderhitzers deutlich. Weiterhin ist es nur schwer möglich, eine im Querschnitt große und dazu relativ dünne Schüttung in gleichmäßiger Stärke herzustellen und insbesondere während des Betriebes aufrechtzuerhalten. Known proposals that avoid pressure loss by significantly increasing the diameter of the blast heater and achieving an inverse diameter-to-height ratio compared to the previous design do indeed show a significantly better heat transfer at approximately the same pressure/loss, but have other disadvantages. The dome above the heat transfer fluid bed poses problems during construction and proves to be disadvantageous when operating such a blast heater. The considerable dome volume leads to a relatively high gas loss when switching from the heating phase to the gas heating phase, and the dome with its large surface area significantly increases the heat losses in this hot area of the blast heater. Furthermore, it is difficult to produce a bed that is large in cross-section and relatively thin in a uniform thickness, and to maintain it particularly during operation.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, einen Regenerator zum Aufheizen von Gasen zu schaffen,The invention is therefore based on the object of creating a regenerator for heating gases,

der die Gaserwärmung chne die Nachteile der bekannten Anlagen erlaubt, und insbesondere die Vorteile geringerer Wärmeverluste bei gesteigerter Wärmeübertragung durch große Wärmeaustauschflächen in einerwhich allows gas heating without the disadvantages of the known systems, and in particular the advantages of lower heat losses with increased heat transfer through large heat exchange surfaces in a

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gleichmäßigen Schüttung von Wärmeträgern mit relativ geringem Oruckv«rlust für die durchströmenden Gase aufweist.uniform distribution of heat transfer media with relatively low pressure loss for the gases flowing through.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelost« daß sich zwischen mindestens zwei rotationssymmetrischen, koaxial angeordneten Rosten eine lose bchüttung von Wärmeträgern befindet. Diese Schüttung wird in der Aufheizphas« des Regenerators mit dem Heißgas von innen nach außen und in der Gaswärmphase umgekehrt, mit dem kalten Gas näcn innen, durchströmt.This object is achieved according to the invention in that a loose bed of heat transfer media is located between at least two rotationally symmetrical, coaxially arranged grates. In the heating phase of the regenerator, the hot gas flows through this bed from the inside to the outside and in the gas heating phase, the opposite way round, with the cold gas flowing inwards.

When using the inventive

gemäßen Regenerators zeigen sich gegenüber den bekannten Prozessen bei der regenerativen Heiflgaserzeugung eine Reihe von Vorteilen, sowohl in wärme technischer Hinsicht als auch beim Bau entsprechender Anlagen. Insbesondere verringern sich die Wärmeverluste durch den deutlich kleineren Märmestro* zur Außenwand des Regenerators, da sich die Hochtemperaturbereiche in seinem Zentrum befinden und die Außenwand nur mit kalten Gasen in Berührung kommt. Daraus ergeben sich einmal der verbesserte wärmetechnische Wirkungsgrad und ium anderen deutliche Vorteile beim Bau des Regenerators durch Einsparungen beim Stahlbedarf und der feuerfesten Auskleidung aufgrund verkleinerter Abmessungen und geringerer Temperaturbeanspruchung im Vergleich zu den bekannten Anlagen mit gleicher Aufheizleistung, d.h. Gasdurchsatz und Gastemperatur.The use of a suitable regenerator has a number of advantages over the known processes in regenerative hot gas production, both in terms of thermal engineering and in the construction of corresponding systems. In particular, heat losses are reduced due to the significantly smaller mass flow to the outer wall of the regenerator, since the high-temperature areas are in its center and the outer wall only comes into contact with cold gases. This results in improved thermal efficiency and, on the other hand, clear advantages in the construction of the regenerator through savings in steel requirements and refractory lining due to smaller dimensions and lower temperature stress compared to the known systems with the same heating capacity, i.e. gas throughput and gas temperature.

Mit demWith the

erfindungsgemäßen Regenerator ergeben sich überraschenderweise sehr gleichmäßige Heißgastemperaturen und macht demzufolge bei vielen Anwendungsfällen eine entsprechende Temperaturregelung überflüssig. So kann beispielsweise bsi dsr Heißwinderzeugung für den Hochofenbetrieb mit einer Windtemperatur von i200^eC und einer Umschaltzeit der Gaswärmphase nach 30 min mit einer Streuung der Abgastemperatur zwischen 20⁰C bis 40⁰C gerechnet werden.The regenerator according to the invention surprisingly produces very uniform hot gas temperatures and therefore makes corresponding temperature control superfluous in many applications. For example, when generating hot wind for blast furnace operation with a wind temperature of 1200 ^° C and a switchover time of the gas heating phase after 30 minutes, a spread in the exhaust gas temperature between 20 ^° C and 40 ^° C can be expected.

Gemäß der Erfindung ist eine relativ geringe Temperaturdifferenz zwischen den Wärmeträgern und den Gasen erforderlich. Dies gilt sowohl b~eim Aufheizen den Wärmeträger selbst und für die Endtemperatur der aufzuheizenden Gase, beispielsweise Luft. Beim Aufheizen der Wärmeträger benötigt man demgemäß nur Brenngase mit einer Flammentemperatur, die geringfügig über der Aufheiztemperatur der kalten Gase liegt. Es kann zum Beispiel bei der Windbeheizung für den Hochofenbetrieb mit Gichtgas aus dem Hochofen oder mit nur wenig angereichertem Gichtgas gearbeitet werden.According to the invention, a relatively small temperature difference between the heat transfer medium and the gases is required. This applies both when heating the heat transfer medium itself and for the final temperature of the gases to be heated, for example air. When heating the heat transfer medium, only combustion gases with a flame temperature that is slightly higher than the heating temperature of the cold gases are required. For example, when using wind heating for blast furnace operation, blast furnace gas from the blast furnace or only slightly enriched blast furnace gas can be used.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Regenerators zur Windvörwärmung auf 1150⁰C₁ konnten die Wärmeträger im Regenerator mit Gichtgas, das einen Heizwert von ca. 750 kcal/Nm' hat, und einer daraus resultierenden Flammtemperatur von ca. 12OO*C aufgeheizt werden. Praktisch gleiche Aufheiztemperaturen kann man mit den genannten Betriebswerten bei der Erwärmung Anderer Gase, beispielsweise Stickstoff, Argon, mit sauerstoffangereicherter Luft, Sauerstoff und Brenngasen erzielen.When the regenerator according to the invention was used for wind preheating to 1150 ⁰ C _1, the heat transfer media in the regenerator could be heated with blast furnace gas, which has a calorific value of about 750 kcal/Nm', and a resulting flame temperature of about 1200*C. Practically the same heating temperatures can be achieved with the operating values mentioned when heating other gases, for example nitrogen, argon, with oxygen-enriched air, oxygen and fuel gases.

Der Regenerator, bei dem im Wechsel zunächst Wärmeträger aufgeheizt und anschließend diese von den Wärmeträgern gespeicherte .tfneroie zur Erwärmung kalter Gase genutzt wird, zeichnet sich bevorzugtdbdurch aus, daß er zentral um die Symmetrieachse herum einen Heißgassatnmelraum aufweist, der durch einen ersten inneren Rost gebildet ist ', und mindestens einen weiteren equidistant zum inneren Rost angeordneten äußeren Rost aufweist, wobei sich zwischen diesem äußeren Rost und der Regeneratoraußenwand ein Gassammeiraum befindet und die Gase die zwischen den Rosten angeordnete Schüttung der Wärmeträger radial durchströmen.The regenerator, in which heat transfer medium is first heated up alternately and then this heat energy stored by the heat transfer medium is used to heat cold gases, is preferably characterized in that it has a hot gas collection chamber centrally around the axis of symmetry, which is formed by a first inner grate, and at least one further outer grate arranged equidistantly from the inner grate, with a gas collection chamber being located between this outer grate and the outer wall of the regenerator, and the gases flowing radially through the bed of heat transfer medium arranged between the grates.

Dieser erf indungsgeisäße Regenerator hat gegenüber den bekannten vergleichbaren Vorrichtungen einige deutliche Vorteile. So bestehen die Wärmeträger, vergleichbar mit dem Besatz eines Winderhitzers, aus losen Körpern mit etwa gleichmäßiger Körnung. Durch die Schüttung dieser Wärmeträger zwischen den äquidistanten Rosten ist die Schicht-This regenerator according to the invention has some clear advantages over the known comparable devices. The heat carriers consist of loose bodies with a roughly uniform grain size, comparable to the filling of a blast stove. By pouring these heat carriers between the equidistant grates, the layering is

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stärke in Strömungsrichtung der Gase gleichmäßig stark» Die trurmeträgef können sich bei dem erfindungsgemäßeri Regenerator auch unter dem Einfluß der Strömung nicht bewegen, und somit ist die Gefahr eines Gasdurchbruches, beispielsweise hervorgerufen durch örtliches Überschreiten des Wirbelpunktes, nicht gegeben»strength in the direction of flow of the gases is uniformly strong» The drum carriers cannot move in the regenerator according to the invention even under the influence of the flow, and thus the risk of gas breakthrough, for example caused by locally exceeding the vortex point, is not present»

Bei dem Regenerator nach der Erfindung ist das freie Volumen zwischen den Wärmeträgern und auch im Heißgas- und Gassammeiraum relativ gering, und es ergeben sich demgemäß nur geringe Gasverluste beim Umschalten von der Aufheiz- in die Gaswärmphase.In the regenerator according to the invention, the free volume between the heat transfer media and also in the hot gas and gas collection chamber is relatively small, and accordingly only small gas losses occur when switching from the heating phase to the gas heating phase.

Die Wärmeträger können bei dem erfindungsgemäßeri Regenerator während des Betriebes erneuert werden. Durch entsprechende Stutzen bzw. Flansche an der Ober- und Unterseite der Schütturvg ist es möglich, die Wärmeträger auf der einen Seite nachzufüllen und an der gegenüberliegenden Seite abzuziehen.The heat transfer medium can be replaced during operation in the regenerator according to the invention. By means of appropriate nozzles or flanges on the top and bottom of the bed, it is possible to refill the heat transfer medium on one side and to remove it on the opposite side.

Der Regenerator hat häufig nur eine gleichmäßige Schüttung aus einer Sorte von Wärmeträgern, die zwischen einem inneren und einem äußeren Rost angeordnet ist. Es liegt aber auch im Sinne der Erfindung, mehr als zwei koaxiale Roste einzusetzen und somit mehrere koaxiale Ringräume herzustellen. Zwischen zwei benachbarten Rosten werden vorzugsweise gleiche Wärmeträger eingesetzt. Jedoch ist es mo^lich, von Ringraum zu Ringraum unterschiedliche Schüttungen von Wärmeträgern zu verwenden. So können beispielsweise zwischen zwei Rosten an der heißen inneren Seite des Regenerators hochtemperaturbeständige, keramische Kugeln, beispielsweise aus Korund, und zur kälteren Seite nach außen hin kostengünstigere Wärmeträger aus beispielsweise Mullit und/o^er Schamotte eingesetzt werden. Die Aufteilung der Gesamtschüttung in zwei und mehr Schichten kann nicht nur nach Kostengesichtspunkten, sondern auch aus betrieblichen, insbesondere wärmetechnischen, Gründen erfolgen. Dabei können erfindungsgemäß sowohl das Material als auch die Größe und die Form der Wärmeträger variiert werden.The regenerator often has only one uniform bed of one type of heat transfer medium, which is arranged between an inner and an outer grate. However, it is also within the scope of the invention to use more than two coaxial grates and thus to produce several coaxial annular spaces. The same heat transfer medium is preferably used between two adjacent grates. However, it is possible to use different beds of heat transfer medium from annular space to annular space. For example, high-temperature-resistant ceramic balls, for example made of corundum, can be used between two grates on the hot inner side of the regenerator, and more cost-effective heat transfer medium made of mullite and/or fireclay, for example, can be used on the colder side towards the outside. The division of the total bed into two or more layers can be done not only for cost reasons, but also for operational, in particular thermal, reasons. According to the invention, both the material and the size and shape of the heat transfer medium can be varied.

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Die Roste des erfindungsgemäßen Regenerators können aus den gleichen, bevorzugt jedoch aus unterschiedlichen, Materialien gefertigt sein. Es kann zum Beispiel der innere, heißseitige Rost aus feuerfestem Material, wie feuerfesten Steinen mit entsprechenden Gaskanälen, bestehen und der äußere, kaltseitige Rost aus Metall, wie beispielsweise Stahl, zunderbeständigem Stahl oder Guß, gefertigt sein. Auch beim Einsatz weiterer Roste zwischen dem inneren und dem äußeren Rost ist das Material der Temperaturbeanspruchung entsprechend zu wählen. Hauptsächlich werden Keramik- oder Metallwerkstoffe eingesetzt.The grates of the regenerator according to the invention can be made of the same, but preferably of different materials. For example, the inner, hot-side grate can be made of refractory material, such as refractory bricks with corresponding gas channels, and the outer, cold-side grate can be made of metal, such as steel, scale-resistant steel or cast iron. When using additional grates between the inner and outer grates, the material must also be selected according to the temperature stress. Ceramic or metal materials are mainly used.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, die Schüttung der Wärmeträger in gleichmäßiger Stärke aufzubauen und sie in radialer Richtung von den Gasen zu durchströmen. Auch bei einer Unterteilung der Wärmeträgerschüttung in mehrere Schichten gj.lt dieses Merkmal.An essential feature of the invention is to build up the bed of heat transfer fluids in a uniform thickness and to allow the gases to flow through it in a radial direction. This feature also applies when the bed of heat transfer fluids is divided into several layers.

Als Materialien für die Wärmeträger haben sich keramische Stoffe unterschiedlicher Qualitäten, beispielsweise auf der Basis von Korund, Mullit, Schamotte, Magnesia, Chromoxyd, Zirkonoxyd, Siliziumkarbid und beliebige Mischungen davon, ebenso bewährt wie Metallwerkstoffe. Selbstverständlich sind die Wärmetragermaterialien entsprechend ihrer Temperaturbeanspruchung auszuwählen. Die Form der Wärmeträger nach der Erfindung ist grundsätzlich beliebig, jedoch können Formen entsprechend der wirtschaftlichen und zweckmäßigen Herstellung, v/ie sie beispielsweise öeim Pelletisieren und Brikettieren entstehen, insbesondere für keramische Materialien, bevorzugt werden. Geometrisch sind dies im wesentlichen Eiformen oder Kugeln. Es lassen sich aber auch Schüttungen aus beliebigen Spalt- und Bruchstrukturen einsetzen.Ceramic materials of different qualities, for example based on corundum, mullite, chamotte, magnesia, chromium oxide, zirconium oxide, silicon carbide and any mixtures thereof, have proven to be just as effective as metal materials as materials for the heat transfer medium. Naturally, the heat transfer medium materials must be selected according to their temperature stress. The shape of the heat transfer medium according to the invention is basically arbitrary, but shapes according to economic and practical production, such as those created by pelletizing and briquetting, for example, can be preferred, especially for ceramic materials. Geometrically, these are essentially egg shapes or spheres. However, fillings made of any gap and fracture structures can also be used.

Die Erfindung wird nun anhand eines nichteinschränkenden Beispiels und anhand einer Abbildung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using a non-limiting example and using a figure.

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Abbildung 1 zeigt schematisch den Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Regenerator».Figure 1 shows a schematic cross-section through a regenerator according to the invention.

Dieser Regenerator besteht aus einem äußeren Blechmantel 1 von ungefähr kugelförmiger Gestalt. Obwohl die äußere Form des Regenerators von unwesentlicher Bedeutung ist und demzufolge beliebige Gestalt annehmen kann, haben sich in der Praxis, mehr aus fertigungstechnischen Gründen, Formen wie stehende Zylinder, Kugeln oder aufeinandergesetzte Doppelkegelstüinpfe mit und ohne zylindrisches Zwischenstück bewährt.This regenerator consists of an outer sheet metal casing 1 of approximately spherical shape. Although the external shape of the regenerator is of no importance and can therefore take on any shape, in practice, shapes such as upright cylinders, spheres or double truncated cones placed on top of one another with and without a cylindrical intermediate piece have proven to be useful, mainly for manufacturing reasons.

In dem Stahlblechmantel 1 befindet sich der zylinderförmige äußere Rost 2 mit kreis- und/oder schlitzförmigen Öffnungen. Zwischen diesem Rost 2 und der äußeren Stahlblechhülle 1 befindet sich der ringförmige Gassarnmelraum 3 für das kalte Gas.The cylindrical outer grate 2 with circular and/or slot-shaped openings is located in the sheet steel casing 1. Between this grate 2 and the outer sheet steel casing 1 is the annular gas collection chamber 3 for the cold gas.

Der innere Rost 4 ist aus feuerfesten Steinen mit entsprechenden Gasdurchlaßkanälen aufgebaut. Die koaxiale Anordnung der beiden Roste 2 und 4 gewährleistet für den Zwischenraum 5 auf dem gesamten Umfang den gleichen Abstand zwischen diesen beiden Rosten. Dieser Raum 5 mit kreisringförmigem Querschnitt nimmt die Wärmeträger 6, beispielsweise Pellets aus keramischem Material, auf.The inner grate 4 is made of refractory bricks with corresponding gas passage channels. The coaxial arrangement of the two grates 2 and 4 ensures the same distance between the two grates for the space 5 over the entire circumference. This space 5 with a circular cross-section accommodates the heat transfer medium 6, for example pellets made of ceramic material.

Im Zentrum des Regenerators befindet sich der Heißgasraum 7 mit kreisförmigem Querschnitt. Am unteren Ende dieses Heißgasraumes 7 strömen in der Aufheizphase des Regenerators die im Brenner 8 erzeugten heißen Abgase ein. Der Brenner 8 ist über den Gefäßdeckel 9 zugänglich.In the center of the regenerator is the hot gas chamber 7 with a circular cross-section. During the heating phase of the regenerator, the hot exhaust gases generated in the burner 8 flow into the lower end of this hot gas chamber 7. The burner 8 is accessible via the vessel cover 9.

Die heißen Verbrennungsgase strömen vom HeiCgasraum 7 durch den Rost 4 und d'J-ch die Schüttung aus den Wärmeträgern 6 in Raum 5, weiter durch den Rost 2 in den Gassammei raum 3. Auf ihrem Weg durch die Schüttung der Wärmeträger 6 haben sich die Gase abgekühlt und erreichen den Gassammeiraum 3 ungefähr mit Normaltemperatur. Sie verlassen den GassämmelPaum und damit den Regenerator durch den Stutzen 10.The hot combustion gases flow from the hot gas chamber 7 through the grate 4 and through the bed of heat transfer media 6 into chamber 5, then through the grate 2 into the gas collection chamber 3. On their way through the bed of heat transfer media 6, the gases have cooled down and reach the gas collection chamber 3 at approximately normal temperature. They leave the gas collection chamber and thus the regenerator through the nozzle 10.

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Während der Gaswärmphase strömt komprimiertes Gas durch den Stutzen 11 in den Gassammei raum 3, weiter durch der. Rost 2 und die Schüttung aus Wärmeträgern 6 im Raum 5, über den inneren Rost 4 in den Heißgasraum 7. Auf diesem Weg haben sich die Gase an den aufgeheizten Wärmeträgern 6 erwärmt und verlassen den Regenerator über den Stutzen 12.
Weiterhin sind am RegeneratorgefäG die mit Flanschen verschließbaren Öffnungen 13 und 14 zu erkennen. Über die Stutzen 14 können während des Betriebes oder in Wartungs- und Reparaturzeiten, die Wärmeträger 6 ay* dem Raum 5 abgelassen und gleichzeitig über die Öffnungen 13 nachgefüllt werden. Es ist demgemäß möglich, die gesamte Füllung der Wärmeträger 6 in Raum 5 diskontinuierlich oder kontinuierlich auszutauschen. During the gas heating phase, compressed gas flows through the nozzle 11 into the gas collection chamber 3, then through the grate 2 and the bed of heat transfer media 6 in chamber 5, over the inner grate 4 into the hot gas chamber 7. In this way, the gases are warmed by the heated heat transfer media 6 and leave the regenerator via the nozzle 12.
Furthermore, the openings 13 and 14 which can be closed with flanges can be seen on the regenerator vessel. During operation or during maintenance and repair times, the heat transfer media 6 can be drained from the chamber 5 via the nozzles 14 and simultaneously refilled via the openings 13. It is therefore possible to replace the entire filling of the heat transfer media 6 in chamber 5 discontinuously or continuously.

Im Sinne der Erfindung liegt es, das Verfahren und den Regenerator den verschiedenen Bedingungen beim industriellen Einsatz anzupassen. Wie zuvor erläutert, lassen sich die Materialien für Roste und Wärmeträger auf die Temperaturerfordernisse abstimmen. Auch die Form des Regenerators kann seinem Einsatz entsprechend abgeändert werden, jedoch sollte das Prinzip der radialen Durchströmung der WarmeträgerschUttung erhalten bleiben.The purpose of the invention is to adapt the process and the regenerator to the various conditions of industrial use. As previously explained, the materials for the grates and heat transfer medium can be adapted to the temperature requirements. The shape of the regenerator can also be modified according to its use, but the principle of radial flow through the heat transfer medium bed should be retained.

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Claims

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i/ Regenerator for the heating of gases, in which first the heat transfer medium is heated up and then the energy stored by the media is used to heat cold gases, characterized by the fact that a loose bed of heat transfer medium is located between at least two coaxially and equidistantly arranged grates.

2) Regenerator for heating gases according to claim 1, characterized in that the regenerator has a hot gas collecting chamber 7 centrally around the axis of symmetry, which is formed by a first inner grate 4 and consists of at least one further grate 2 arranged equidistantly to the grate 4, with a preferably annular gas collecting chamber 3 being located between this outer grate 2 and the regenerator outer wall 1.

3) Regenerator according to claims 1 and 2, characterized in that the grates are made of different materials.

4) Regenerator according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the inner hot-side grate 4 consists of refractory material, for example refractory bricks with gas channels.

5) Regenerator according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the outer
cold-side grate 2 is made of metal, for example steel.

C) Regenerates/ according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that further grates,

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ceramic material or metal materials.

7) Regenerator according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the heat carriers C can have any desired shape.

·) Regenerator according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the heat transfer media C consist of briquetted, sintered, ceramic materials in egg or spherical form.

S) Regenerator according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that heat transfer media made of different materials are used.