ES2236978T3

ES2236978T3 - PROCEDURE AND DEVICE FOR DRYING AND / OR WARMING OF MATERIALS IN THE FORM OF POWDER OR FINE GRAIN.

Info

Publication number: ES2236978T3
Application number: ES99104276T
Authority: ES
Inventors: Jens Peter Nissen
Original assignee: Lintec GmbH and Co KG
Current assignee: Lintec GmbH and Co KG
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2005-07-16
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: DE19809067A1; ATE289049T1; EP0949476B1; DE59911572D1; EP0949476A2; EP0949476A3

Abstract

Flue gas (5) and the insert material (6) leave the combustion chamber (1) as a mixture. The insert material is so conducted into the burning zone of the burner flame (4) by compressed air that a disturbance-free burning of the burner flame is guaranteed. A ring gap (8) between the combustion chamber wall (2) and an additional outer chamber (9) contributes to the flame burning in a disturbance-free manner. The insert material is tangentially conducted into the combustion chamber and the ring gap so that through a ''cyclone effect'' it slides along the combustion chamber wall and the outer chamber. There is no connection between the combustion chamber and the ring gap so that the insert material and flue gas are fed separately.

Description

Procedimiento y dispositivo para el secado y/o calentamiento de materiales en forma de polvo o grano fino.Procedure and device for drying and / or heating of materials in the form of powder or fine grain.

La invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para el secado y calentamiento de materiales en forma de polvo o grano fino.The invention relates to a method and a device for drying and heating materials in form of dust or fine grain.

Los procedimientos conocidos para el secado y calentamiento de materiales en forma de polvo o grano fino, en lo sucesivo denominados materiales de uso, sólo aprovechan de forma limitada la propiedad específica del material: una transmisión de calor muy rápida entre el portador de calor y el material de uso a consecuencia del pequeño tamaño de grano.The known procedures for drying and heating of materials in the form of powder or fine grain, in successively called use materials, they only take advantage of Limited specific property of the material: a transmission of very fast heat between the heat carrier and the use material at consequence of the small grain size.

Por ejemplo, la transmisión indirecta de calor en la caldera agitadora tiene un rendimiento reducido y requiere un gran gasto técnico.For example, indirect heat transmission in the stirring boiler has a reduced performance and requires a Great technical expense.

El rendimiento mejora en el caso de la transmisión directa de calor en el secador por suspensión en aire caliente o en el secador en lecho fluidizado. Para evitar deterioros térmicos en la instalación o en el material de uso, los gases de combustión no se ponen directamente en contacto con el material a secar o calentar, sino que previamente se enfrían a temperaturas correspondientemente más bajas en un generador de gas caliente. Sin embargo, debido a la circulación relativamente grande de gas, por una parte se incrementa fuertemente el consumo de aire y por otra se reduce el rendimiento. El mayor consumo de aire requiere a su vez mayores instalaciones de separación para separar a continuación el material de uso. La combinación de estas dos circunstancias hace necesaria una ampliación de la instalación técnica de procedimiento.Performance improves in the case of direct heat transfer in the air suspension dryer hot or in the fluidized bed dryer. To avoid thermal deterioration in the installation or in the material of use, the flue gases do not come directly in contact with the material to dry or heat, but previously cooled to correspondingly lower temperatures in a gas generator hot. However, due to the relatively large circulation of gas, on the one hand the air consumption is strongly increased and on the other the performance is reduced. The highest air consumption it also requires more separation facilities to separate then the material of use. The combination of these two circumstances make an extension of the installation necessary procedure technique

El documento GB-A-1 570 276, describe un procedimiento de este tipo y un dispositivo de este tipo para el calentamiento de materiales sólidos sueltos. En una cámara de combustión se genera por combustión un gas de combustión caliente que se lleva a través de una tobera al extremo de entrada de una tobera Venturi. Los sólidos se conducen lateralmente al área de la tobera de paso y también se introducen en la tobera Venturi subsiguiente. En la tobera Venturi, que presenta una abertura cónica, tiene lugar a continuación el secado de los sólidos mediante el gas de combustión caliente, estando separados entre sí en el espacio el lugar de la generación del gas de combustión y el lugar del secado de los sólidos.The document GB-A-1 570 276, describes a procedure of this type and such a device for the heating of loose solid materials. In a chamber of combustion is generated by combustion a hot combustion gas which is carried through a nozzle to the inlet end of a Venturi nozzle. Solids are conducted laterally to the area of the nozzle and also introduced into the venturi nozzle subsequent. In the Venturi nozzle, which has an opening conical, the drying of the solids then takes place by hot combustion gas, being separated from each other in space the place of combustion gas generation and the Drying place of solids.

Este dispositivo y este procedimiento tienen la desventaja de que en la transmisión de calor entre el material a secar y el portador de calor se produce un intercambio de calor insuficiente, dado que la compensación térmica no tiene lugar hasta que se ha generado el gas de combustión, en una cámara posterior diferente y separada. De este modo, la transmisión rápida del calor entre el portador de calor y el material a secar sólo se aprovecha de forma limitada, en particular cuando se han de secar materiales muy finos, es decir, en forma de polvo o grano fino. Cuanto menor es el tamaño de grano del material a secar, más rápida es la transmisión de calor.This device and this procedure have the disadvantage that in the heat transfer between the material to dry and the heat carrier produces a heat exchange insufficient, since thermal compensation does not take place until that the combustion gas has been generated, in a rear chamber different and separate. In this way, rapid heat transmission between the heat carrier and the material to be dried, it is only used in a limited way, particularly when materials are to be dried very fine, that is, in the form of powder or fine grain. The smaller It is the grain size of the material to dry, the faster the heat transmission

El objetivo de la invención consiste en secar y calentar el material de uso, con la mayor temperatura de gas de combustión posible y un consumo reducido de aire adicional, aprovechando que el tamaño de grano permite tiempos de transmisión de calor cortos entre el portador de calor y el material de uso, y sin que se produzcan deterioros térmicos en la instalación o en el material de uso.The object of the invention is to dry and heat the use material, with the highest gas temperature of possible combustion and reduced additional air consumption, taking advantage of the grain size allows transmission times short heat between the heat carrier and the use material, and without thermal deterioration in the installation or in the use material.

El procedimiento según la invención aprovecha la finura (tamaño de partícula pequeño) del material de uso, que posibilita una compensación térmica rápida con el medio circundante. También se aprovecha la posibilidad de transporte neumático del material de uso, que al mismo tiempo provoca una mezcla homogénea del material de uso con el medio de transporte. Mediante la adición directa del material de uso en la cámara de combustión, es decir, al someter el material de uso a la acción directa de la llama, se logra un secado y calentamiento rápido y eficaz del material de uso. El aire de transporte actúa como amortiguador de temperatura contra un aumento demasiado fuerte y rápido de la temperatura. Esta propiedad se puede incluso aumentar aprovechando el efecto ciclón. En este caso, el material de uso se introduce tangencialmente en la cámara de combustión. La fuerza centrífuga impulsa el material de uso hacia la pared de la cámara exterior, de modo que el aire de transporte entre el material de uso y la llama del quemador puede formar una capa protectora.The method according to the invention takes advantage of the fineness (small particle size) of the use material, which enables rapid thermal compensation with the medium surrounding. The possibility of transport is also used tire of the material of use, which at the same time causes a homogeneous mixing of the material of use with the means of transport. By directly adding the use material in the chamber of combustion, that is, by subjecting the use material to the action direct flame, fast drying and heating is achieved and effective use material. The transport air acts as temperature damper against an increase too strong and Quick temperature. This property can even be increased taking advantage of the cyclone effect. In this case, the use material is Tangentially enters the combustion chamber. The force centrifuge drives the use material towards the wall of the chamber outside, so that the transport air between the use material and the burner flame can form a protective layer.

En caso de materiales de uso termosensibles, la acción directa de la llama del quemador se puede evitar conduciendo el material de uso por ejemplo a una cámara exterior que forma un espacio anular alrededor de la cámara de combustión. La transición térmica se puede controlar mediante la elección del espesor de pared y el material de la cámara de combustión. El gas de combustión y el material de uso no se combinan hasta haber pasado la llama del quemador. Durante la combinación se puede aprovechar la presión neumática de transporte del material de uso para lograr una mezcla intensa del material de uso con los gases de combustión. En este contexto se puede aplicar el principio Venturi. También se puede evitar por completo la combinación de los gases de combustión con el material de uso, lo que conduce a una fácil separación del material de uso, dado que en ese caso sólo es necesario separar una proporción relativamente pequeña de aire de transporte.In case of heat-sensitive materials of use, the Direct action of the burner flame can be avoided by driving the use material for example to an outer chamber that forms a annular space around the combustion chamber. The transition Thermal can be controlled by choosing the wall thickness and the combustion chamber material. The flue gas and the Usage material does not combine until the flame of the burner. During the combination you can take advantage of the pressure Pneumatic transport of the use material to achieve a mixture Intense use material with flue gases. In this context the Venturi principle can be applied. It also can completely avoid the combination of flue gases with material of use, which leads to easy separation of the material of use, since in that case it is only necessary to separate a relatively small proportion of transport air.

Al utilizar el procedimiento según la invención, se tiene la ventaja de un aprovechamiento eficaz de la energía junto con un gasto reducido en aparatos.When using the method according to the invention, you have the advantage of an efficient use of energy along with a reduced expenditure on appliances.

La invención se explica más detalladamente mediante ejemplos de realización representados en los dibujos. Los dibujos muestran:The invention is explained in more detail. by examples of embodiment represented in the drawings. The Drawings show:

- Figuras 1, 2 y 3: En cada caso, una forma de realización de un dispositivo según la invención. En la parte superior de cada figura está representada una sección longitudinal y en la parte inferior una vista en planta del dispositivo.- Figures 1, 2 and 3: In each case, a form of embodiment of a device according to the invention. In the part top of each figure is represented a longitudinal section and at the bottom a plan view of the device.

- Figura 4: Una vista parcial de un dispositivo en sección longitudinal.- Figure 4: A partial view of a device in longitudinal section.

Como muestra la figura 1, el dispositivo consiste esencialmente en una cámara de combustión 1 en la que arde una llama 4 generada por un quemador 3. El gas de combustión se desvía a través de la descarga 14. El material de uso 6 también se conduce a la cámara de combustión 1 por el lado del quemador, distribuido por el perímetro de la pared 2 de la cámara de combustión. En caso de una disposición vertical de la cámara de combustión 1 con un "quemador de caída" 3 instalado y con la distancia correspondiente entre la llama 4 del quemador y el material de uso 6, se produce un calentamiento del material de uso 6 con un enfriamiento simultáneo de los gases de combustión 5. La distribución uniforme del material de uso 6 por el perímetro de la pared 2 de la cámara de combustión, se puede lograr por ejemplo realizando la introducción de material 7 por inyección tangencial del material de uso 6 mediante un transporte neumático. El efecto ciclón que se produce en este proceso hace que el material de uso 6 se concentre junto a la pared 2 de la cámara de combustión 2 y que el aire de transporte actúe como capa aislante entre el material de uso 6 y la llama 4 del quemador. Por lo demás, la configuración del dispositivo no está sujeta al montaje vertical.As Figure 1 shows, the device consists essentially in a combustion chamber 1 in which a flame 4 generated by a burner 3. The combustion gas is diverted through discharge 14. The use material 6 is also conducted to the combustion chamber 1 on the side of the burner, distributed per the perimeter of the wall 2 of the combustion chamber. In case of a vertical arrangement of the combustion chamber 1 with a "drop burner" 3 installed and with distance corresponding between the flame 4 of the burner and the material of use 6, heating of the use material 6 occurs with a simultaneous cooling of flue gases 5. The uniform distribution of the material of use 6 by the perimeter of the wall 2 of the combustion chamber, can be achieved for example performing the introduction of material 7 by tangential injection of the use material 6 by pneumatic transport. The effect Cyclone that is produced in this process makes the material use 6 concentrate next to the wall 2 of the combustion chamber 2 and that the transport air acts as an insulating layer between the material of use 6 and burner flame 4. Otherwise, the configuration of the device is not subject to vertical mounting.

Mediante la coordinación correspondiente de los parámetros esenciales, como por ejemplo la cantidad de material de uso 6, el diámetro y la longitud de la cámara de combustión 1, la conformación de la llama de quemador 4, la generación de una presión negativa en la descarga 14 y en consecuencia también en la cámara de combustión 1, etc., se puede lograr un aumento de temperatura selectivo del material de uso 6 sin perturbar la zona de combustión completa de la llama de quemador 4. La combustión completa sin perturbaciones de la llama de quemador 4 es una condición previa para lograr una combustión perfecta con pocas emisiones.Through the corresponding coordination of essential parameters, such as the amount of material use 6, the diameter and length of the combustion chamber 1, the Burner flame shaping 4, the generation of a negative pressure in the discharge 14 and consequently also in the combustion chamber 1, etc., an increase of selective temperature of the use material 6 without disturbing the area of complete combustion of the burner flame 4. Combustion complete without disturbance of the burner flame 4 is a precondition for perfect combustion with few emissions

En la figura 2, la cámara de combustión 1 está rodeada adicionalmente por una cámara exterior 9. La introducción de material 7 tiene lugar en el espacio anular 8 resultante. Como muestra la figura 2, la cámara de combustión 1 puede estar configurada en forma de sección de tubo, de modo que el gas de combustión 5 y el material de uso 6 no se mezclan hasta llegar a la cámara de mezcla 12 posterior. La mezcla se intensifica mediante la presión de transporte del material de uso 6. No obstante, también se puede concebir una configuración en la que no haya ninguna conexión entre la cámara de combustión 1 y el espacio anular 8, de modo que no se produzca ninguna mezcla del material de uso 6 con el gas de combustión 5. Esta construcción también permite aplicar el procedimiento por contracorriente, es decir, con la corriente del material de uso 6 en sentido opuesto a la del gas de combustión 5.In Figure 2, the combustion chamber 1 is additionally surrounded by an outer chamber 9. The introduction of material 7 takes place in the resulting annular space 8. How Figure 2 shows, the combustion chamber 1 can be configured in the form of a tube section, so that the gas from combustion 5 and the use material 6 do not mix until they reach the rear mixing chamber 12. The mixture is intensified by transport pressure of the use material 6. However, also you can conceive a configuration in which there is no connection between combustion chamber 1 and annular space 8, of so that no mixing of the use material 6 with the flue gas 5. This construction also allows the application of countercurrent procedure, that is, with the current of the material of use 6 in the opposite direction to that of flue gas 5.

La figura 3 muestra un dispositivo en el que la cámara de combustión 1 está cerrada adicionalmente por un fondo de cámara de combustión 10. El fondo de cámara de combustión 10 separa la cámara de combustión 1 y la cámara de mezcla 12. Al mismo tiempo, debido a su conformación, el fondo de cámara de combustión 10 configura la cámara de mezcla 12. Entre la cámara de combustión 1 y la cámara de mezcla 12 quedan conexiones a través de las cuales el gas de combustión 5 puede llegar a la cámara de mezcla 12, por ejemplo un espacio anular 8 que se muestra en la figura 3. El material de uso 6 también se conduce a la cámara de mezcla 12, en la figura 3 por ejemplo a través de una desviación de aproximadamente 180º. En la cámara de mezcla 12 se produce una mezcla intensa con el gas de combustión 5 debido a la presión de transporte del material de uso 6. La mezcla de gas de combustión-material de uso sale de la cámara de mezcla 12 y llega a la descarga 14 a través del espacio de retención 13. No obstante, también se pueden concebir soluciones en las que el gas de combustión sea desviado sin llegar a la cámara de mezcla 12 y sin mezclarse con el material de uso 6.Figure 3 shows a device in which the combustion chamber 1 is additionally closed by a bottom of combustion chamber 10. The combustion chamber bottom 10 separates combustion chamber 1 and mixing chamber 12. At the same time, due to its conformation, the combustion chamber bottom 10 set the mixing chamber 12. Between the combustion chamber 1 and the mixing chamber 12 are connections through which the combustion gas 5 can reach the mixing chamber 12, by example an annular space 8 shown in figure 3. The use material 6 is also conducted to the mixing chamber 12, in Figure 3 for example through a deviation of approximately 180º. In mixing chamber 12 there is a intense mixing with combustion gas 5 due to the pressure of transport of the material of use 6. The gas mixture of combustion-use material leaves the chamber mix 12 and reaches discharge 14 through the space of retention 13. However, solutions can also be devised in those that the combustion gas is diverted without reaching the chamber of mixture 12 and without mixing with the use material 6.

La figura 4 muestra un dispositivo que produce una mezcla aun más intensa del material de uso 6 con el gas de combustión 5, con una extracción simultánea de los gases de combustión 5 de la cámara de combustión 1 por aspiración. Para ello, el espacio anular 8 para el material de uso 6 se configura en forma de tobera 11 en la zona de la combinación con el gas de combustión 5. El fondo de cámara de combustión 10 se adapta y configura junto con la cámara exterior 9 la cámara de impulsión y mezcla 12 de una bomba inyectora. Este procedimiento, también conocido como principio Venturi, también se emplea en la bomba de chorro de agua. El espacio de retención 13 también puede estar formado por la configuración del fondo 10 de la cámara de combustión.Figure 4 shows a device that produces an even more intense mixture of the use material 6 with the gas combustion 5, with simultaneous extraction of gases from combustion 5 of the combustion chamber 1 by aspiration. For this, the annular space 8 for the use material 6 is configured in nozzle shape 11 in the area of the combination with the gas of combustion 5. The combustion chamber bottom 10 adapts and configure the drive chamber together with the outer chamber 9 and mixture 12 of an injection pump. This procedure, too known as the Venturi principle, it is also used in the pump Waterjet. The retention space 13 can also be formed by the bottom 10 configuration of the camera combustion.

List of reference numbers

1one: Cámara de combustiónCamera combustion

22: Pared de cámara de combustiónWall combustion chamber

33: QuemadorBurner

44: Llama de quemadorCall of burner

55: Gas de combustiónGas from combustion

66: Material de usoUse material

77: Introducción de materialMaterial Introduction

88: Espacio anularAnnular space

99: Cámara exteriorCamera Exterior

1010: Fondo de cámara de combustiónBackground combustion chamber

11eleven: ToberaNozzle

1212: Cámara de mezclaMixing chamber

1313: Espacio de retenciónRetention space

1414: DescargaDischarge

15fifteen: AislamientoIsolation

Claims

1. Procedure for heating and drying a material of use (6) in the form of powder or fine grain, characterized in that a flame is generated within a combustion chamber (1) delimited by a combustion chamber wall (2) of burner (4), the use material (6) is directed to the combustion chamber wall (2) through an introduction of material (7), the use material (6) moves along the combustion chamber wall (2) and, during this displacement of the use material (6) along the combustion chamber wall (2), the use material (6) is heated and dried by the burner flame (4).

2. Method according to claim 1, characterized in that the use material (6) is transported pneumatically.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the use material (6) is carried tangentially on the combustion chamber wall (2) and / or is conducted in a helical line around the burner flame (4 ).

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the use material (6) is conducted to the complete combustion zone of the burner flame (4).

Method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the use material (6) and the combustion gas (5) of the burner flame (4) are preferably mixed in a mixing chamber (12) .

Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the combustion gas (3) and the use material (6) are conducted separately, preferably along the combustion chamber wall (2) .

Method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the use material (6) is conducted through an annular space (8) formed between the combustion chamber wall (2) and an external chamber (9) .

Method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the combustion gas (5) is aspirated by means of the transport pressure of the use material (6).

Method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the use material (6) and / or the flue gas (5) is removed through a discharge (14), in particular by negative pressure.

10. Device for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that a burner (3) is provided for generating a burner flame (4), a combustion chamber (1) with a chamber wall of combustion (2), an introduction of material (7) to drive the use material (6) over the combustion chamber wall (2), and a means to move the use material (6) along the combustion chamber wall (2).

Device according to claim 10, characterized in that a pneumatic transport means for the material of use (6) is provided.

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that a means, in particular an outer chamber (9), for configuring an annular space (8) is provided.

13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that a mixing chamber (12) is provided in the combustion chamber (1) and / or a discharge (14), in particular activatable with negative pressure.