EP0051540B1 - Verfahren für die thermische Behandlung sehr kleiner fester Partikel - Google Patents

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EP0051540B1
EP0051540B1 EP81401731A EP81401731A EP0051540B1 EP 0051540 B1 EP0051540 B1 EP 0051540B1 EP 81401731 A EP81401731 A EP 81401731A EP 81401731 A EP81401731 A EP 81401731A EP 0051540 B1 EP0051540 B1 EP 0051540B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
gaseous stream
heavy
light
heated
Prior art date
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Expired
Application number
EP81401731A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0051540A1 (de
Inventor
Maurice A. Bergougnou
Georges Meunier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tunzini Nessi Entreprises d'Equipements SA TNEE
Original Assignee
Tunzini Nessi Entreprises d'Equipements SA TNEE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tunzini Nessi Entreprises d'Equipements SA TNEE filed Critical Tunzini Nessi Entreprises d'Equipements SA TNEE
Priority to AT81401731T priority Critical patent/ATE5613T1/de
Publication of EP0051540A1 publication Critical patent/EP0051540A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0051540B1 publication Critical patent/EP0051540B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
    • F28C3/12—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
    • F28C3/14—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material moving by gravity, e.g. down a tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
    • F28D19/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using granular particles

Definitions

  • the invention relates to a method of heat treatment of fine or light solid particles. It relates more particularly to a process for the thermal treatment of fine or light solid particles using dripping gas-solid exchangers.
  • the present invention performs these same heat treatments in relatively small devices, easy to use and good thermal efficiency. It uses dripping gas / solid exchangers, which seemed a priori unusable for these materials, and performs a double thermal transfer, carried out by means of a flow of recyclable solid particles, the density and particle size of which have been chosen so appropriate.
  • these light particles that is to say of low terminal speed of free fall (due to their particle size and / or their density) are transported pneumatically by the gaseous current from bottom to top, for example in a packed column traversed against the current, in runoff, by a flow of "heavy" solid particles (of particle size, density and mechanical characteristics chosen).
  • the light particles are introduced cold and the heavy particles hot, there is thus a heating of the light particles and a simultaneous cooling of the heavy particles.
  • the carrier gas heats up at the same time as the light particles it carries.
  • the heavy particles, recovered cold, are then heated again in a second exchanger, and recycled, that is to say reintroduced into the first exchanger, which makes it possible to continuously carry out the heat transfer leading to the heating of the particles. light.
  • the present invention obviously makes it possible, in a similar manner, to obtain the cooling of hot light particles using heavy recyclable cold particles.
  • the heavy recycled particles will preferably be chosen from materials resistant to attrition, of high density and of approximately spherical shape: sand beads of molten zircon or glass-ceramic, with a particle size of 1 to 2 mm and a density of 2.5 to 3.8 have given good results, these values not being limiting.
  • figs. 1 to 4 represent various variants of installations for implementing the method according to the present invention.
  • the installation shown in fig. 1 is intended to cool hot light particles, such as cement or alumina having undergone a calcination treatment in a rotating tube or a fluidized bed for example.
  • the hot fine particles (at a temperature of, for example, between 700 and 1100 ° C.) are collected in a hopper 1 and taken up by a rotary airlock, a worm, a vibrating corridor or any other system of dis volumetric contribution 2 to supply a venturi system 3 responsible for ensuring pneumatic transport by means of a current of hot air coming from a recovery device which will be described later.
  • the hot fines dispersed in the hot air are then brought through a conduit 4 to the lower part of an exchanger 5.
  • This consists of a cylindrical (or cylindrical-conical) container lined with horizontal stages of filling such as rings, gratings or profiles.
  • the hot air, charged with light fines rises against a flow of heavy particles chosen so that their limit speed of free fall is of the order of 10 to 100 times that of "fines".
  • a methodical type heat exchange takes place between these two flows during their displacement, against the current, and in direct contact.
  • the fines and their carrier air once cooled, escape to the upper part of the exchanger 5 through a conduit 6 and are collected in a cyclone 7 which separates them.
  • the cooled fines are delivered to the base of the cyclone via a rotary airlock 8, while the carrier air, also cooled, escapes to the atmosphere through an exhaust fan 9 possibly after filtration.
  • the heavy particles thus heated are then collected in the conical hopper 11 forming the bottom of the exchanger 5, then they reach a rotary distributor 12 of the same type as the distributor 10, but possibly constructed of refractory alloy if necessary and disposed at the upper part of a second exchanger 13.
  • the distributor 12 also acts as an airlock between the exchanger 5 already described and the second exchanger 13.
  • the heavy particles trickle through the exchanger 13, constituted in a similar way to the exchanger 5, and meet there against the current a flow of cold air, coming from the base, which gradually heats up there.
  • the heavy particles are collected in a fluidized siphon 14, the bottom 15 of which, provided with a fluidization grid, receives air through a conduit 16, and is evacuated in overflow by a conduit 17 to a storage tank 18 before being recycled by an elevator 19, for example with buckets, to the distributor 10.
  • the cold air is brought to the lower part of the exchanger 13 by a conduit 20 under the action of a fan 21 and heats up there in contact with the hot heavy particles.
  • this heated air is divided into two fractions: one of them is used to ensure the pneumatic transport of hot fines at the entrance of Venri 3 and the other can be, for example, to supply the burners of a calciner or for any other use: drying of the products at the start of the manufacturing cycle, etc.
  • the mass flow rates per unit area of the exchanger can be pushed to very high levels, from l '' from 5 to 10 T / h per m2 which allows relatively moderate sections of apparatus.
  • the installation shown in fig. 2 is intended for reheating light particles, for example before their introduction into a calcination oven, or even with a view to their drying (internal humidity).
  • the cold light particles stored in a hopper 22 are admitted via a device 23 for volumetric distribution at a controlled flow rate in a venturi 24 responsible for ensuring their dispersion and their transport by a conduit 25 in an air flow cold from a fan 26. They penetrate the lower part of an exchanger 27 comprising packing stages of the type similar to that which has been described for FIG. 1.
  • the air charged with light particles rises to meet a flow of hot heavy particles which descend through the exchanger.
  • the heat exchange between these two flows takes place from stage to stage, against the current and in direct contact.
  • the fines and their heated carrier air escape the upper part of the exchanger 27 by a conduit 28 to a cyclone separator 29.
  • the fines are collected at the base of the cyclone via a rotary airlock 30 and can then be directed, suitably preheated, to the device ensuring their subsequent treatment, for example a calciner, while the carrier air, also hot, is taken up by a conduit 31 to be reused as indicated below.
  • the path of the heavy particles is as follows: collected cold at the bottom of the exchanger 27 in a fluidized siphon 32, similar to the siphon 14, of FIG. 1, which separates, by elutriation, the few fine particles which could have been entrained, they are discharged through a conduit 33 into a storage tank 34, and are taken up by an elevator 35, for example with buckets, to be sent to the atmospheric separation rotary distributor 36 which distributes them to the upper part of the exchanger 37, similar to the exchanger 27. They are heated there against the current by a hot gas flow introduced through a conduit 38 to the part bottom of the exchanger 37, for example from a calciner and the air heated in the exchanger 27, air which has been taken up by the conduit 31, as indicated above.
  • the heavy particles are collected hot, at the bottom of the exchanger 37, to come directly to feed the rotary distributor with separation of atmosphere 39 which feeds the exchanger 27, while the cooled gases escape at the top of the exchanger 37 are discharged to the atmosphere by a fan 40 after passing through a cyclone separator 41.
  • the circulation of hot gases in the exchanger 37 of FIG. 2 is provided by the fan 40 located at the discharge of cold air at the top of the exchanger.
  • the lifting of heavy particles for recycling is always carried out at low temperature, allowing the empbi of a simple device, such as a bucket elevator.
  • the installation shown in fig. 3 is an installation intended for a relatively brief treatment of light particles, such as a "flash" calcination or drying, that is to say a duration of the order of a second, therefore much shorter than what was aimed with the installations of fig. 1 and 2.
  • the cold fine particles to be treated stored in a hopper 42 are admitted via a device 43 for volumetric distribution in a venturi system 44 responsible for their dispersion and their transport by a duct 45 in a flow of cold air carrier coming from a fan 46. They penetrate the lower part of the exchanger 47, similar to the exchangers 13 and 27, to meet heavy and hot particles falling in rain.
  • the mixture of treated fines and hot carrier gases enters the base of a second exchanger 49 constituted like the previous ones.
  • the mixture there meets, against the current, a flow of heavy particles introduced cold at the upper part of the exchanger 49.
  • the cooled treated fines are evacuated by a conduit 50 and separated from their carrier gases in a cyclone 51.
  • the fines are removed by a rotary airlock 52 and the gases are sent to the atmosphere, possibly by means of an extractor fan 53.
  • the closed circuit route for heavy particles is similar to the previous case. They are introduced cold at the upper part of the exchanger 49 by the rotary distributor 54 with airtightness. Heated during the passage of the exchanger 49, they are transferred directly by the distributor 55 to the upper part of the exchanger 47, from which they are evacuated by the siphon 56 to a storage tank 57 and the recycling elevator 58.
  • the installation shown in fig. 4 is a simplified fine treatment installation, usable when said treatment requires only a few fractions of a second, for example when the fines are polluted with combustible particles, or sensitive to heat.
  • the fines to be treated are transported pneumatically as above and admitted to the base of an exchanger 59 which has three sections.
  • the fines gradually heat up to meet hot heavy particles which descend.
  • the exchanger which is a combustion zone, they are brought into contact with hot gases coming from burners 62, annular for example, which allows them to reach the desired temperature, for example 800 ° C. .
  • the fines gradually cool in contact with the cold heavy particles which flow down in rain from the distributor 64 Finally, they are evacuated by a conductor 65 and separated by a cyclone 66 from their carrier air, and finally evacuated by the rotary airlock 67.
  • the heavy particles flow from the distributor 64, through the exchange assembly 63, 61, 60, then, evacuated by the siphon 68, they are recycled by the elevator 69, after intermediate storage in the tank 70.
  • the movement of the gases through the exchange column is ensured by a fan 71 supplying the venturi 72 for introducing fines.
  • the invention which is applicable in the most diverse industries having to deal with large tonnages of fine solids, can advantageously be used for the calcination of hydrated alumina , both for the heating of hydrated product and for the cooling of the calcined product.
  • a particle size of the alumina of 50 to 80, am corresponding to a terminal speed of free fall of the order of 10 to 50 cm / s, using, for example, as recyclable heavy particles, zircon beads 1.2 to 1.6 mm in diameter, with an average terminal speed of the order of 10 m / s.

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Claims (18)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Teilchen mit geringer Grenzgeschwindigkeit des freien Falls, sogenannten leichten Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die leichten Teilchen in einem ersten Gasstrom dispergiert werden,
b) daß längs einer ersten gedrosselten Wegstrecke der erste die leichten Teilchen enthaltende und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom mit festen Teilchen mit sehr viel höherer Grenzgeschwindigkeit des freisen Falls, sogenannten schweren Teilchen in Kontakt gebracht wird, wobei diese Teilchen im Gegenstrom zirkulieren und unter Schwerkraft derart frei strömen, daß ein erster Wärmeaustausch zwischen einerseits den festen Teilchen und dem ersten Gasstrom und andererseits den schweren festen Teilchen stattfindet,
c) daß längs einer zweiten gedrosselten Wegstrecke die festen schweren, dem ersten Wärmeaustausch ausgesetzt gewesenen und im Gegenstrom sowie durch Schwerkraft frei strömenden Teilchen mit einem zweiten sich von oben nach unten bewegenden Gasstrom in Kontakt derart gebracht werden, daß ein zweiter Wärmeaustausch zwischen einerseits den schweren Teilchen und andererseits dem zweiten Gasstrom stafffindet, und
d) die schweren, dem zweiten Wärmeaustausch unterworfen gewesenen Teilchen in der Stufe b) wieder eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzgeschwindigkeit des freien Falls der schweren Teilchen 10 bis 100 mal größer ist als die der leichten Teilchen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Behandlung der leichten Teilchen mit einer Grenzgeschwindigkeit des freien Falls bei Umgebungstemperatur unter 0,2 m/s schwere Teilchen mit einer Grenzgeschwindigkeit des freien Falls von 2-20 m/s bei Umgebungstemperatur verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schweren Teilchen eine Grenzgeschwindigkeit des freien Falls von 5-15 m/s bei Umgebungstemperatur aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schweren Teilchen Kugeln aus Sand, aus Zirkon oder Glaskeramik mit einer Größe von 1 bis 2 mm und einer Dichte von 2,5 bis 3,8 sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1 zur Abkühlung von leichten Festteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die leichten Teilchen in einem ersten Gasstrom dispergiert werden,
b) daß längs einer gedrosselten Wegstrecke der erste, die leichten, sich von oben nach unten bewegenden Teilchen enthaltende Gasstrom mit festen, schweren, kälteren im Gegenstrom und unteer Schwerkraft frei strömenden Teilchen so in Kontakt gebracht werden, daß ein erster Wärmeaustausch zwischen einerseits den festen, leichten Teilchen und dem ersten Gasstrom und andererseits den schweren festen Teilchen, stattfindet, so daß abgekühlte leichte Teilchen, ein ersten abgekühlter Gasstrom und aufgeheizte schwere Teilchen entstehen,
c) längs einer zweiten gedrosselten Wegstrecke die aufgeheizten schweren, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen mit einem zweiten, kälteren, sich von oben nach unten bewegenden Gasstrom so in Kontakt gebracht werden daß ein zweiter Wärmeaustausch zwischen einerseits den schweren Teilchen und andererseits dem zweiten Gasstrom, stattfindet und damit abgekühlte schwere Teilchen und ein zweiter aufgeheizter Gasstrom anfallen,
d) die abgekühlten schweren Teilchen in der Stufe (b) wieder eingesetzt werden, und
e) ein Teil des zweiten aufgeheizten Gasstroms als erster Gasstrom verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 zum Aufheizen von leichten, festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die leichten Teilchen in einem ersten Gasstrom dispergiert werden,
o) längs einer ersten gedrosselten Wegstrecke der erste, die leichten Teilchen enthaltenden und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom mit den schweren, festen und wärmeren, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen in Kontakt gebracht wird, so daß ein erster Wärmeaustausch zwischen einerseits den leichten, festen Teilchen und dem ersten Gasstrom und andererseits den schweren, festen Teilchen stattfindet, so daß aufgeheizte leichte, feste Teilchen, ein erster aufgeheizter Gasstrom und abgekühlte schwere feste Teilchen entstehen,
c) längs einer zweiten gedrosselten Wegstrecke die abgekühlten, schweren, festen, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen, mit einem zweiten, heißeren, sich von unten nach oben bewegenden Gasstrom in Kontakt gebracht werden, so daß ein zweiter Wärmeaustausch zwischen einerseits den schweren Teilchen und andererseits dem zweiten Gasstrom stattfindet und wieder aufgeheizte schwere Teilchen und ein abgekühlter zweiter Gasstrom entstehen,
d) die schweren, wieder aufgeheizten Teilchen in der Stufe 1) wieder eingesetzt werden, und
e) der erste aufgeheizte Gasstrom dazu verwendet wird, wenigstens einen Teil des zweiten Gasstromes zu bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 zur schnellen Wärmebehandlung von leichten, festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) leichte Teilchen in einem Gasstrom dispergiert werden,
b) längs einer ersten gedrosselten Wegstrecke der die leichten Teilchen enthaltende und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom mit schweren, heißeren, festen im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen so in Kontakt gebracht wird, daß ein erster Wärmeaustausch zwischen einerseits den leichten, festen Teilchen und dem Gasstrom und andererseits den schweren, festen Teilchen stattfindet, so daß ein wiederaufgeheizter Gasstrom mit aufgeheizten, leichten festen Teilchen und abgekühlten schweren festen Teilchen entsteht,
c) der aufgeheizte, die aufgeheizten leichten festen Teilchen enthaltende Gasstrom einer schnellen Wärmebehandlung unterzogen wird,
d) längs einer zweiten gedrosselten Wegstrecke der so behandelte, sich von unten nach oben bewegende Gasstrom mit abgekühlten, schweren, festen, im Gegenstrom und unter Schwerkiraft frei strömenden Teilchen in Kontakt gebracht wird, so daß ein zweiter Wärmeaustausch zwischen einerseits den schweren Teilchen und andererseits dem die behandelten leichten Teilchen führenden Gasstrom stattfindet, so daß aufgeheizte schwere Teilchen und ein abgekühlter Gasstrom mit abgekühlten, behandelten leichten Teilchen entstehen, und
e) die schweren, wieder aufgeheizten Teilchen für die Stufe b) wiederverwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung in einer einzigen Kolonne geschieht, die in ihrem unteren Teil eine erste gedrosselte. Wegstrecke, in ihrem Mittelteil Einrichtungen zur Lieferung von Energie und in ihrem oberen Teil eine zweite gedrosselte Wegstrecke aufweist.
10. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Teilchem mit geringer Grenzgeschwindigkeit des freien Falls, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in Kombination die verschiedenen nachfolgenden Elemente enthält:
a) Einrichtungen (2, 3, 23, 24, 4, 25 ...) zur Suspendierung und zum pneumatischen Transport der leichten Teilchen in einem ersten Gasstrom, enthaltende z. B. ein volumetrisches Verteilersystem (2, 32 ...) ein "Venturi"-System (3, 24...) und eine Leitung (4, 25), die an den unteren Teil des folgenden Elementes (b) angeschlossen ist,
b) eine erste Kolonne (5, 27 ...) mit Etagen aus Füllkörperelementen, in der der erste, die leichten Teilchen enthaltende und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom in Kontakt mit festen Teilchen gebracht wird, die eine größere Geschwindigkeit im freien Fall aufweisen, sogenannte schwere Teilchen, die im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömen, so daß ein erster Wärmeaustausch zwischen einerseits den leichten, festen Teilchen und dem ersten Gasstrom und andererseits den schweren, festen Teilchen erfolgt, und die im unteren Teil angeschlossen ist an
c) Einrichtungen (11, 12,32,33,34,35 ...)zur Wiedergewinnung der schweren Teilchen und zu ihrer Überführung derselben in den oberen Teil des nachstehenden Elementes (d).
d) eine zweite Kolonne (13, 37) mit Füllkörperböden, in der die im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden schweren festen Teilchen nach einem ersten Wärmeaustausch in Kontakt mit einem zweiten, sich von unten nach oben bewegenden Gasstrom bringbar sind, so daß ein zweiter Wärmeaustausch zwischen einerseits den schweren Teilchen und andererseits dem zweiten Gasstrom entsteht, und die in ihrem unteren Teil, angeschlossen ist an
e) Einrichtungen (14, 17, 18, 19, 39 ...) zur Wiedergewinnung der schweren Teilchen und zu ihrer Überführung in den oberen Teil der ersten Kolonne (5, 27 ...), im Hinblick auf ihre Umwälzung und
f) Einrichtungen (6, 7, 8, 9, 28, 29, 30 ...) zur Wiedergewinnung der behandelten leichten Teilchen, die an den oberen Teil der ersten Kolonne (5, 27, ...) angeschlossen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, zur Abkühlung der heißen leichten Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 in Kombination der folgenden verschiedenen Einrichtungen umfaßt:
a) Einrichtungen (2,3,4) zum Suspendieren und pneumatischen Überführen der leichten Teilchen in einen ersten Gasstrom, enthaltend z. B. ein volumetrisches Verteilungssystem (2), "Venturi-System" (3) und eine Leitung (4), die am unteren Tel des folgenden Elementes (b) angeschlossen ist,
b) eine ersten Kolonne (5) mit Füllkörperböden, in der der erste, die leichten Teilchen enthaltende und von unten nach oben sich bewegende Gasstrom in Kontakt mit den schweren, festen, kälteren, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen bringbar ist, so daß über einen ersten Wärmeaustausch abgekühlte leichte Teilchen, ein erster abgekühlter Gasstrom und aufgeheizte schwere Teilchen erhalten werden, und an die im unteren Teil angeschlossen sind:
c) Einrichtungen (11, 12) zur Wiedergewinnung der schweren Teilchen und zu ihrer Überführung in den oberen Tell der folgenden Einrichtung (d):
d) eine zweite Kolonne (13) mit Füllkörperböden in der die aufgeheizten schweren Teilchen unter Schwerkraft im Gegenstrom zu einem kälteren, zweiten, sich von unten nach oben bewegenden Gasstrom umgewälzt werden, so daß durch einen zweiten Wärmeaustausch abgekühlte schwere Teilchen und ein zweiter, aufgeheizter Gasstrom entstehen, und an die in ihrem unteren Teil angeschlossen sind
e) Einrichtungen (14, 17, 18, 19, 10) zur Wiedergewinnung der abgekühlten schweren Teilchen und zur Uberführung dieser in den oberen Teil der ersten Kolonne (15) im Hinblick auf ihre Umwälzung;
f) mit dem oberen Teil der ersten Kolonne (5) in Verbindung stehende Einrichtungen (6, 7, 8, 9) zur Wiedergewinnung der abgekühlten leichten Teilchen, um diese vom ersten abgekühlten Gasstrom zu trennen und
g) Einrichtungen (20, 21) zum Umwälzen des weiten Gasstromes in der zweiten Kolonne (13) und zum Abnehmen eines Teiles des zweiten, in der zweiten Kolonne (13) erhitzten Gasstromes zur Bildung des ersten Gasstromes.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 für das Aufheizen kalter leichter Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 in Kombination die folgenden verschiedenen Elemente aufweist:
a) Einrichtungen (23, 24, 25, 26) zur Suspendierung und pneumatischen Überführung der leichten Teilchen in einem ersten Gasstrom, die z. B. ein volumetrisches Verteilungssystem (23), ein "Venturi"-System (24), einen Ventilator (26) und eine Leitung (25) enthalten, die mit dem unteren Teil der folgenden Einrichtung (b) verbunden ist:
b) eine erste Kolonne (27) mit Füllkörperböden in der der erste, die kalten leichten Teilchen enthaltende und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom in Kontakt mit schweren, heißeren festen, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen gebracht wird, so daß über einen ersten Wärmeaustausch aufgeheizte leichte Teilchen, ein ersten aufgeheizter Gasstrom und abgekühlte schwere Teilchen erhalten werden, und die in ihrem unteren Teil angeschlossen ist an
c) Einrichtungen (32, 33, 34, 35, 36) zur Wiedergewinnung der abgekühlten schweren Teilchen und zu ihrer Überführung in den oberen Teil des folgenden Elementes (d):
d) eine zweite Kolonne (37) mit Füllkörperböden, in der die abgekühlten schweren Teilchen unter Schwerkraft im Gegenstrom zu einem zweiten heißeren, sich von unten nach oben bewegenden Gasstrom umgewälzt werden, so daß man über einen zweiten Wärmeaustausch aufgeheizte schwere Teilchen und einen zweiten abgekühlten Gasstrom erhält, und die an ihrem unteren Teil abgeschlossen ist an
e) Einrichtungen (39) zur Wiedergewinnung, Überführung und Verteilung der aufgeheizten schweren Teilchen im oberen Teil der ersten Kolonne (27) im Hinblick auf ihre Umwälzung aufweist
f) Einrichtungen (28, 29, 30) zur Wiedergewinnung der aufgeheizten leichten Teilchen, die mit dem oberen Teil der ersten Kolonne (27) in Verbindung stehen und die Teilchen von dem ersten aufgeheizten Gasstrom trennen und
g) Einrichtungen (31, 38, 40, 41) zum Umwälzen des zweiten Gasstromes in der zweiten Kolonne (37) und zur Verwendung des aufgeheizten ersten Gasstromes wenigstens zum Teil als zweiter Gasstrom.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur schnellen Wärmebehandlung von leichten festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 in Kombination die verschiedenen folgenden Elemente aufweist:
a) Einrichtungen (43, 44, 45, 46) zur Suspendierung und pneumatischen Überführung der kalten, leichten Teilchen in einem Gasstrom, bestehend insbesondere aus einer mit dem unteren Teil des nachstehenden Elementes (b) verbundenen Leitung (45):
b) eine erste Kolonne (47) mit Füllkörperböden in der der die kalten leichten Teilchen enthaltende und sich von unten nach oben bewegende Gasstrom in Kontakt mit den wärmeren, schweren Teilchen, die im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömen, gebracht wird, so daß über einen ersten Wärmeaustausch aufgeheizte leichte Teilchen, ein aufgeheizter Gasstrom und abgekühlte schwere Teilchen erhalten werden, und die Kolonne in ihrem oberen Teil am Einlaß
c) eines Systems (48) zur schnellen Aufbereitung angeschlossen ist, wie ein Transportbett oder eine Mitnahmeschleife mit Gleichstrom zur Behandlung des Gasstromes und der aufgeheizten leichten Teilchen, wobei der Ausgang mit dem unteren Teil des folgenden Elementes (d) verbunden ist:
d) eine zweite Kolonne (49) mit Füllkörperböden, in der die abgekühlten schweren Teilchen unter Schwerkraft frei im Gegenstrom zum Gasstrom strömen und behandelte leichte Teilchen sich am Ende des Systems (48) von unten nach oben bewegen, so daß über einen zweiten Wärmeaustausch einerseits aufgeheizte schwere Teilchen, die am unteren Teil abgefangen werden, um sie in den oberen Teil der ersten Kolonne (47) durch den Verteiler (55) auszeführen, erhalten werden, und andererseits ein abgekühlter Gasstrom, der die abgekühlten behandelten leichten Teilchen enthält, am oberen Teil der Kolonne, wo er abgezogen wird durch
e) Einrichtunge (50, 51, 52, 53) zum Absaugen (53) und zum Abtrennen (51) der behandelten leichten Teilchen; und
f) Einrichtungen (56), 57, 58, 54) zur Wiedergewinnung am Boden der abgekühlten schweren Teilchen am Boden des ersten Austauschers (57) umd zum Überführen derselben in den oberen Teil des zweiten Austauschers (49).
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur schnellen Wärmebehandlung von leichten festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 diese in einem einzigen Raum (59) in einer etwa zylindrischen Form und in vertikaler Anordnung enthält
a) einen ersten Austauscher (60) mit Füllkörperböden, der in seinem unteren Teil ausgerüstet ist mit
b) Einrichtungen (62), wie Brennern zum Zuführen von Energie, in seinem mittleren Teil
c) mit einem zweiten Austauscher (63) mit Füllkörperböden und in seinem oberen Teil u. a.
d) mit Einrichtungen (71, 72) zum Suspendieren kalter leichter Teilchen und zur pneumatischen Überführung diese zu behandelnden Teilchen in einem Gasstrom zum Boden über einen ersten Austauscher (60), anschließend über den mittleren Teil und einen zweiten Austauscher (63), in dem der Gasstrom und die leichten Teilchen sich von unten nach oben bewegen, um auf die schweren, im Gegenstrom und unter Schwerkraft frei strömenden Teilchen zu treffen, woran sich ein erstes und zweites Aufheizen und ein Abkühlen anschließt,
e) Einrichtungen (50, 51, 52, 53) zum Absaugen nung der abgekühlten schweren Teilchen am Boden des ersten Austauschers (60) und zur Umwälzung derselben über einen Elevator (69) zum oberen Teil des zweiten Austauschers (63), wo die Teilchen von einem Verteiler (64) abgetrennt werden, und schließlich angeschlossen an seinem oberen Teil
f) Einrichtungen (65, 66, 67) zur Gewinnung des abgekühlten Gasstromes und zur Trennung der abgekühlten, behandelten, leichten, von ihm getragenen Teilchen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein dichtes Fluidsyphonsystem aufweist zur Sicherung der Dichtigkeit am Einlaß, den Verteilern (10, 12, 36, 39, 54, 55, 64) und am Ausgang (14, 32, 56, 68) der schweren Teilchen der verschiedenen Austauscher (5, 18, 27, 37, 47, 49) oder Austauschräume (59).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie Rotationssiebe zum Sichern der Dichtigkeit am Einlaß (2, 23, 43) und am Auslaß (8, 52, 67) der feinen Teilchen aus den verschiedenen Austauschern oder Räumer aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mechanischen Elevator (19, 35, 58, 69) z. B. ein Becherwerk aufweist, der die schweren Teilchen zur Umwälzung nach oben zur Kolonne zurückzubringen.
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