WO1988000229A1 - Process and device for cooling loose material using a gas circuit - Google Patents

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WO1988000229A1
WO1988000229A1 PCT/AT1987/000038 AT8700038W WO8800229A1 WO 1988000229 A1 WO1988000229 A1 WO 1988000229A1 AT 8700038 W AT8700038 W AT 8700038W WO 8800229 A1 WO8800229 A1 WO 8800229A1
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WO
WIPO (PCT)
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preheater
cooling
gas
heat exchanger
heated
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Application number
PCT/AT1987/000038
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Inventor
Georg Beckmann
Peter Karas
Peter Yaldez
Original Assignee
Waagner-Biró Aktiengesellschaft
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Publication date
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1892—Systems therefor not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for cooling bulk materials, such as e.g. red-hot coke, clinker or sinter, in a cooling container by means of a cooling gas, which is at least partially countercurrent to the bulk material and uses its absorbed heat in a recooling system for recycling, the cooling gas being cleaned in a fine dust separator and fed back into the by a circulation fan Cooling container is returned.
  • a cooling gas which is at least partially countercurrent to the bulk material and uses its absorbed heat in a recooling system for recycling, the cooling gas being cleaned in a fine dust separator and fed back into the by a circulation fan Cooling container is returned.
  • EP-AI 151721 it is known to cool the cycle gas in a washer / cooler to about 20 ° and thus to fall below the dew point. This brings about erosion phenomena in the circulation blower through water droplets and also corrosion phenomena as well as an improvement in heat recovery, the scrubber being regarded as a heat destroyer and the downstream heat consumer (heat pump) only slightly improving the heat balance.
  • the invention has set itself the task of addressing the disadvantages and in particular simplifying the control process, so that a quantity control influences the temperature control of the cooling medium cooling the circulating gas in such a way that the wall temperature in the coldest preheater is scarce is above the dew point and the cycle gas can be continuously driven above the dew point.
  • the process according to the invention is characterized in that the circulating gas is cooled after its fine dedusting before and after its compression.
  • the measure according to the invention makes it possible to counteract undesirable dew point phenomena by certainly keeping the dust separator free of dew point, so that fluctuations in the dew point which occur both at temperature and as a result of the changing cooling gas composition at different points only occur after the fine dust separator .
  • the heating of the cooling gas due to the compression in the circulation fan occurs practically in the recooling heat exchanger, so that the temperature increase results in an increase in the temperature difference between the two heat-exchanging media and in a reduction in the heat exchange surfaces.
  • This brings not only an increase in the heat recovered, but also a colder cooling gas at the entrance to the cooling bunker, which increases the security against embers in the coke discharge.
  • the separation of the preheaters from the steam generator of the recooling system also has the advantage that the preheaters can be made of non-acid-resistant material or even enamelled, the preheater concerned being easy to replace in the event of damage. If necessary, the system can even be operated bypassing individual preheater parts.
  • the fine dust separator separates the fine dust at a temperature where it no longer improves the heat transfer by radiation. Furthermore, because of the dust-free nature of the cooling gas after fine dust removal, the preheaters can be designed for high gas speeds without the risk of erosion of the heating surfaces; the heating surface expenditure is further reduced as a result. Appropriate embodiments of the main claim are specified in the procedural claims.
  • the device according to the invention for cooling hot bulk goods in which a recooling system and a circulation blower is provided, is characterized in that after the steam generator of the recooling system, a fine dust separator and then two preheaters and between these the circulation blower are provided are.
  • the invention is shown schematically, for example, in the attached FIGS. 1 to 3. 1 and 2 show two partial circuit diagrams of a coke dry cooling system and FIG. 3 shows a T / Q diagram.
  • the recooling system essentially consists of a steam generator 1, to which a fine dust separator 2 is connected, and at least two downstream preheaters 3 and 4, between which the circulation fan 5 is provided.
  • the hot cooling gas escaping with temperature fluctuations between 800 ° and 1000 ° C. is cooled to about 170 ° C. in the steam generator 1 and then cleaned in a fine dust separator.
  • the steam generator and also the fine dust separator can be manufactured from normal boiler structural steel, which means that conventional means can be used for the main component of the recooling system downstream preheaters 3 and 4, the cycle gas is about 40 ° C further cooled, the heating of the cycle gas in the cycle fan 5 has already been taken into account by about 10 ° C.
  • the preheaters are acted upon by degassed feed water, that is to say at approximately 110 ° C., and leave them at approximately 150 °, an average temperature difference of approximately 20 U being maintained, which enables economical heat transfer.
  • the preheaters can be kept acid-proof by enamelling, so that there are practically no corrosion problems.
  • the cooling medium is removed from a low-pressure degasser 7 and fed to a controllable heat exchanger 6 via a pump 9 before it is fed into the first preheater 3.
  • the cooling medium flowing out of the first preheater is led to a controllable branch 10, with a partial flow being removed which is used to heat the controllable heat exchanger 6.
  • the controllable heat exchanger 6 is designed as a recuperative heat exchanger.
  • this controllable heat exchanger 6 could also be designed as a cooler in which the cooling medium to be introduced into the preheater 3 is cooled to an appropriate temperature by a controllable amount of cooling water, which is just above the dew point.
  • a controller 11 is provided which is connected to a dew point sensor 12 in the cooled cycle gas. The not supplied to the controllable heat exchanger Cooling medium stream 13 is fed to the second or a subsequent preheater 4, it being mixed beforehand with the cooled partial stream 14.
  • the invention can be used not only for cooling red-hot coke, but also for cooling clinker or sinter, the dew point problems then taking a back seat and the main focus being on the low temperature of the cycle gas at the entrance to the cooling bunker .
  • FIG. 2 in contrast to FIG. 1, the two preheaters 3 and 4 are connected in parallel.
  • the inlet and outlet temperatures of the heat-exchanging fluids are given in ° C, for example.
  • a practical advantage is also claimed over the thermal advantages, since the preheaters for the blower act as a silencer and therefore reduce the environmental impact.
  • the invention thus makes it possible to downsize the recooling system by running in the steam generator with a low gas velocity and a relatively high gas viscosity, the dust radiation being exploited. With low gas viscosity, the dust is then deposited in the low temperature range (between 170 and 350 ° C.), the dust radiation having largely decayed. The heat transfer is now improved by increasing the gas velocity, the erosion effect of the dust grains being reduced to practically zero by the dust separation.
  • FIG. 3 shows the thermal effects in a QT diagram, the dew point being at the intersection of the T and Q lines.
  • ⁇ ' ⁇ t the drop below the dew point (hatched area) can be avoided without essentially changing the heat transfer conditions in the preheaters.
  • the compression work of the circulation blower 5 in the gas line 16 results in an increase in the temperature of the circulation gas, which results in a constant distance between the gas line 16 and the liquid line 15 of the cooling medium, so that the heating surfaces in the heating surfaces become hardly noticeable comes both preheaters.
  • the recuperative heat exchanger or controllable heat exchanger 6 is a liquid heat exchanger which is very small due to its favorable heat transfer and is therefore not economically significant.
  • the essence of the invention is the simplicity of the controllability, in that the amount of liquid passed through the heat exchanger 6 can be changed very quickly by changing the bypass, so that this regulation of a dew point shift of the order of 5 to 10 ° C. is very rapid can be counteracted.

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Abstract

To avoid the occurence of condensation in fine-powder separators and to obtain optimum cooling of the gas circulating in a coke dry cooling plant, the preheating of the steam generator is divided into at least two parts and is performed after dust separation. At least one preheater (3) is mounted downstream of the fan and upstream of the cooling receptacle and at least one second preheater (4) is located upstream of the fan (5) and downstream of the dust separator. The fluid to be preheated can pass through the preheaters, either in series or in parallel, and may constitute the preheater of a steam boiler. A further improvement is that the cooling fluid inlet temperature is adjustable in the first preheater. For this purpose, the cooling fluid temperature is increased slightly in an adjustable heat exchanger (6), arranged upstream of the preheater and is heated by means of a variable quantity of heated cooling fluid which is supplied upstream of the preheater (3). Adjustment is performed so that the temperature of the wall of the cooling fluid entering the preheater is slightly above the dew-point, which is measured continuously by a probe (12) and is transmitted to the regulator which controls the quantity of heating arriving at the heat exchanger (6). Since the preheaters are arranged outside the heat exchanger (1), the velocity of the circulating gas flowing through the preheaters and the coke is independant of the velocity of the cooling fluid. In this way the heating surfaces of the preheaters are small in relation to those of the boiler, so that a significant reduction in costs can be achieved by the repeated use of the preheaters (3 and 4).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Schüttgütern mittels Gaskreislaufes Method and device for cooling bulk materials by means of a gas circuit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung von Schüttgütern, wie z.B. glühendem Koks, Klinker oder Sinter, in einem Kühlbehälter mittels eines Kühlgases, welches zumindest teilweise im Gegenstrom zum Schüttgut geführt ist und seine aufgenommene Wärme in einer Rückkühlanlage einer Verwer- tung zuführt, wobei das Kühlgas in einem Feinstaubabscheider gereinigt und über ein Kreislaufgebläse wieder in den Kühlbe¬ hälter rückgeführt wird.The invention relates to a method and a device for cooling bulk materials, such as e.g. red-hot coke, clinker or sinter, in a cooling container by means of a cooling gas, which is at least partially countercurrent to the bulk material and uses its absorbed heat in a recooling system for recycling, the cooling gas being cleaned in a fine dust separator and fed back into the by a circulation fan Cooling container is returned.
Es ist bekannt (AT-PS 361.892), glühenden Koks durch ein im ge¬ schlossenen Kreislauf geführtes Kühlgas zu löschen, wobei das heiße Kühlgas vor dem Eintritt in die Rückkühlanlage durch ei¬ nen Grobabscheider vom gröbsten Staub gereinigt und das gekühl¬ te Kühlgas im Austritt aus der Rückkühlanlage vom Feinstaub getrennt wird, so daß das Kreislaufgebläse vom reinen Kreis¬ laufgas durchströmt wird. Bei der Durchführung des Verfahrens zeigte sich, daß im Feinstaubabscheider zeitweise der Taupunkt erreicht wird, so daß es zum Zusammenbacken des Feinstaubes und damit zu Austragschwierigkeiten kam. Um diesen Schwierigkeiten zu entgehen, kann man natürlich die Rückkühltemperatur anheben, wodurch andererseits die Temperatur des gekühlten Kokses an¬ steigt, so daß Glutnester im kalten Koks nicht auszuschließen sind. IM diesen Nachteilen zu begegnen, wurde beispielsweise vorgeschlagen, den noch warmen mit Glutnestern versehenen Koks durch Flüssig-Cθ2 noch zusätzlich abzukühlen, wodurch die Kühl¬ kosten und damit die Erzeugungskosten für den Koks erhöht wur¬ den.It is known (AT-PS 361.892) to extinguish red-hot coke by means of a cooling gas conducted in a closed circuit, the hot cooling gas being cleaned of the coarsest dust by a coarse separator before entering the recooling system and the cooled cooling gas in the Exit from the recooling system is separated from the fine dust, so that the circulation blower is flowed through by the pure circulation gas. When the process was carried out, it was found that the dew point was temporarily reached in the particulate matter separator, so that the particulate matter caked and thus there were difficulties in discharging it. To avoid these difficulties, you can of course raise the recooling temperature, whereby on the other hand the temperature of the cooled coke rises, so that embers in the cold coke cannot be excluded. To counter these disadvantages, it has been proposed, for example, to additionally cool the still hot coke provided with embers by liquid CO 2, as a result of which the cooling costs and thus the production costs for the coke were increased.
Gemäß EP-AI 151721 ist es bekannt, das Kreislaufgas in einem Wäscher/Kühler auf etwa 20° zu kühlen und damit den Taupunkt zu unterschreiten. Dies bringt Erosionserscheinungeπ im Kreislauf¬ gebläse durch Wassertröpfchen und auch Korrosionserscheinungen sowie eine Verbesserung in der Wärmerückgewinnung, wobei der Wäscher als Wärmevernichter gilt und der nachgeschaltete Wärme¬ verbraucher (Wärmepumpe) nur mehr geringfügig den Wärmehaushalt verbessert.According to EP-AI 151721 it is known to cool the cycle gas in a washer / cooler to about 20 ° and thus to fall below the dew point. This brings about erosion phenomena in the circulation blower through water droplets and also corrosion phenomena as well as an improvement in heat recovery, the scrubber being regarded as a heat destroyer and the downstream heat consumer (heat pump) only slightly improving the heat balance.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß der Taupunkt des Kreis¬ laufgases während des Betriebes einer Kokskühlanlage plötzli¬ chen Schwankungen unterworfen ist, insbesondere dann, wenn grü¬ ner Koks, also nicht vollständig ausgegaster Koks, in den Kühl- kreislauf eingebracht wird.In practice, it has been shown that the dew point of the cycle gas is subject to sudden fluctuations during the operation of a coke cooling system, especially when green coke, that is to say coke which has not been fully degassed, is introduced into the cooling circuit.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den angespro¬ chenen Nachteilen zu begegnen und insbesondere das Regelverfah¬ ren zu vereinfachen, so daß durch eine Mengenregelung eine Tem¬ peraturregelung des das Kreislaufgas kühlenden Kühlmediums so beeinflußt wird, daß die Wandtemperatur im kältesten Vorwärmer knapp über dem Taupunkt liegt und das Kreislaufgas ständig über dem Taupunkt gefahren werden kann. Das erfindungsgemäße Verfah¬ ren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufgas nach sei¬ ner Feinentstaubung vor und nach seiner Verdichtung abgekühlt wird. Die erfindungsgemäße Maßnahme erlaubt, unerwünschten Tau¬ punktserscheinungen entgegenzuwirken, indem der Staubabscheider mit Sicherheit taupunktsfrei gehalten wird, so daß auch Schwan¬ kungen des Taupunktes, die sowohl temperaturmäßig als auch in¬ folge der wechselnden Kühlgaszusammensetzung an verschiedenen Stellen auftreten, erst nach dem Feinstaubabscheider auftreten. Hiebei ergibt sich als zusätzlicher Effekt, daß die Aufwärmung des Kühlgases infolge der Verdichtung im Kreislaufgebläse prak¬ tisch im Rückkühlwärmetauscher auftritt, so daß sich die Tempe¬ raturerhöhung in einer Vergrößerung der Temperaturdifferenz der beiden wärmetauschenden Medien und in einer Verkleinerung der Wärmetauschflächen auswirkt. Dies bringt nicht nur eine Vergrö¬ ßerung der rückgewonnenen Wärme, sondern auch ein kälteres Kühlgas am Eintritt in den Kühlbunker, wodurch die Sicherheit gegen Glutnester im Koksaustrag vergrößert wird. Die Trennung der Vorwärmer vom Dampferzeuger der Rückkühlanlage hat aber auch noch den Vorteil, daß die Vorwärmer aus nicht-säurebestän¬ digem Material bzw. sogar emailliert ausgeführt werden können, wobei im Schadensfall eine leichte Auswechselbarkeit des be¬ troffenen Vorwärmers gegeben ist. Gegebenenfalls kann die Anla¬ ge sogar unter Umgehung einzelner Vorwärmerteile gefahren wer¬ den.The invention has set itself the task of addressing the disadvantages and in particular simplifying the control process, so that a quantity control influences the temperature control of the cooling medium cooling the circulating gas in such a way that the wall temperature in the coldest preheater is scarce is above the dew point and the cycle gas can be continuously driven above the dew point. The process according to the invention is characterized in that the circulating gas is cooled after its fine dedusting before and after its compression. The measure according to the invention makes it possible to counteract undesirable dew point phenomena by certainly keeping the dust separator free of dew point, so that fluctuations in the dew point which occur both at temperature and as a result of the changing cooling gas composition at different points only occur after the fine dust separator . Here there is an additional effect that the heating of the cooling gas due to the compression in the circulation fan occurs practically in the recooling heat exchanger, so that the temperature increase results in an increase in the temperature difference between the two heat-exchanging media and in a reduction in the heat exchange surfaces. This brings not only an increase in the heat recovered, but also a colder cooling gas at the entrance to the cooling bunker, which increases the security against embers in the coke discharge. However, the separation of the preheaters from the steam generator of the recooling system also has the advantage that the preheaters can be made of non-acid-resistant material or even enamelled, the preheater concerned being easy to replace in the event of damage. If necessary, the system can even be operated bypassing individual preheater parts.
Der Feinstaubabscheider scheidet den Feinstaub bei einer Tempe¬ ratur ab, wo dieser den Wärmeübergang durch Strahlung nicht mehr verbessert. Weiters können die Vorwärmer wegen der Staub¬ freiheit des Kühlgases nach der Feinentstaubung auf hohe Gasge¬ schwindigkeiten ausgelegt werden, ohne daß die Gefahr einer Erosion der Heizflächen besteht; der Heizflächenaufwand ver¬ kleinert sich hiedurch weiter. In den Verfahrensunteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltun¬ gen des Hauptanspruches angegeben.The fine dust separator separates the fine dust at a temperature where it no longer improves the heat transfer by radiation. Furthermore, because of the dust-free nature of the cooling gas after fine dust removal, the preheaters can be designed for high gas speeds without the risk of erosion of the heating surfaces; the heating surface expenditure is further reduced as a result. Appropriate embodiments of the main claim are specified in the procedural claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung heißer Schüttgü¬ ter, bei der eine Rückkühlanlage und ein Kreislaufgebläse vor- gesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Dampfer¬ zeuger der Rückkühlanlage ein Feinstaubabscheider sowie an¬ schließend zwei Vorwärmer und zwischen diesen das Kreislaufge¬ bläse vorgesehen sind. Die Erfindung ist in den angeschlossenen Figuren 1 bis 3 bei- spielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 und 2 zwei Teilschaltbilder einer Kokstrockenkühlanlage und Fig.. 3 ein T/Q-Diagramm.The device according to the invention for cooling hot bulk goods, in which a recooling system and a circulation blower is provided, is characterized in that after the steam generator of the recooling system, a fine dust separator and then two preheaters and between these the circulation blower are provided are. The invention is shown schematically, for example, in the attached FIGS. 1 to 3. 1 and 2 show two partial circuit diagrams of a coke dry cooling system and FIG. 3 shows a T / Q diagram.
In der Fig. 1 ist das Schaltbild einer Kokstrockenkühlanlage dargestellt, bei der das heiße Kühlgas nach einer nicht darge- stellten Grobentstaubung in einer Rückkühlanlage abgekühlt und über ein Kreislaufgebläse 5 wieder in den Kühlbunker eingebla¬ sen wird. Die Rückkühlanlage besteht im wesentlichen aus einem Dampferzeuger 1, dem ein Feinstaubabscheider 2 nachgeschaltet ist, sowie aus mindestens zwei nachgeschalteten Vorwärmern 3 und 4, zwischen welchen das Kreislaufgebläse 5 vorgesehen ist. Das mit Temperaturschwankungen zwischen 800 ° und 1000 ° C aus¬ tretende heiße Kühlgas wird im Dampferzeuger 1 auf etwa 170 ° C abgekühlt, hierauf im Feinstaubabscheider gereinigt. Da in die¬ sem Bereich mit Sicherheit nicht mit Taupunktserscheinungen zu rechnen ist, kann der Dampferzeuger und auch der Feinstaubab- scheider aus normalem Kesselbaustahl hergestellt werden, wo¬ durch für die Hauptkomponente der Rückkühlanlage mit konventio¬ nellen Mitteln gearbeitet werden kann.. In den nachgeschalteten Vorwärmern 3 und 4 wird das Kreislaufgas etwa um 40 ° C weiter abgekühlt, wobei die Erwärmung des Kreislaufgases im Kreislauf- gebläse 5 um etwa 10 ° C bereits Berücksichtigung gefunden hat. Die Vorwärmer werden durch entgastes Speisewasser, also mit etwa 110 ° C, beaufschlagt, und verlassen dieselben mit etwa 150 °, wobei eine mittlere Temperaturdifferenz von etwa 20U eingehalten wird, die einen wirtschaftlichen Wärmeübergang er¬ möglicht. Die Vorwärmer können durch eine Emaillierung säure¬ fest gehalten werden, so daß sich praktisch keinerlei Korrosi¬ onsprobleme ergeben. Infolge der Feinentstaubung des Kreislauf- gases kann die Geschwindigkeit des Kreislaufgases in den Vor¬ wärmern erhöht werden, was sich ebenfalls in einer Verbesserung der Wärmeübergangszahl auswirkt, so daß die Verkleinerung der Wärmetauschflächen in der Verringerung des apparativen Aufwan¬ des aufscheint. Das Kühlmedium wird einem Niederdruckentgaser 7 entnommen und über eine Pumpe 9 einem regelbaren Wärmetauscher 6 zugeführt, bevor es in den ersten Vorwärmer 3 eingespeist wird. Das vom ersten Vorwärmer abströmende Kühlmedium wird zu einer regelba¬ ren Abzweigung 10 geführt, wobei ein Teilstrom entnommen wird, der zur Beheizung des regelbaren Wärmetauschers 6 dient. In diesem Fall ist der regelbare Wärmetauscher 6 als Rekuperativ- Wärmetauscher ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung könnte die¬ ser regelbare Wärmetauscher 6 auch als Kühler ausgebildet sein, in dem durch eine regelbare Kühlwassermenge das in den Vorwär- mer 3 einzuleitende Kühlmedium auf entsprechende Temperatur abgekühlt wird, die knapp über dem Taupunkt liegt. Zur Regelung dieser Mengenverteilung ist ein Regler 11 vorgesehen, der mit einem Taupunktfühler 12 im abgekühlten Kreislaufgas in Verbin¬ dung steht. Der nicht dem regelbaren Wärmetauscher zugeführte Kühlmediumsstrom 13 wird dem zweiten bzw. einem folgenden Vor¬ wärmer 4 zugeführt, wobei er vorher it dem abgekühlten Teil- strorr.14 durchmischt wird.1 shows the circuit diagram of a coke-dry cooling system, in which the hot cooling gas is cooled in a recooling system after a coarse dedusting, not shown, and is blown back into the cooling bunker via a circulation fan 5. The recooling system essentially consists of a steam generator 1, to which a fine dust separator 2 is connected, and at least two downstream preheaters 3 and 4, between which the circulation fan 5 is provided. The hot cooling gas escaping with temperature fluctuations between 800 ° and 1000 ° C. is cooled to about 170 ° C. in the steam generator 1 and then cleaned in a fine dust separator. Since dew point phenomena cannot be expected in this area with certainty, the steam generator and also the fine dust separator can be manufactured from normal boiler structural steel, which means that conventional means can be used for the main component of the recooling system downstream preheaters 3 and 4, the cycle gas is about 40 ° C further cooled, the heating of the cycle gas in the cycle fan 5 has already been taken into account by about 10 ° C. The preheaters are acted upon by degassed feed water, that is to say at approximately 110 ° C., and leave them at approximately 150 °, an average temperature difference of approximately 20 U being maintained, which enables economical heat transfer. The preheaters can be kept acid-proof by enamelling, so that there are practically no corrosion problems. As a result of the fine dedusting of the cycle gas, the velocity of the cycle gas in the preheaters can be increased, which also has an effect on the improvement of the heat transfer coefficient, so that the reduction of the heat exchange surfaces appears in the reduction of the apparatus expenditure. The cooling medium is removed from a low-pressure degasser 7 and fed to a controllable heat exchanger 6 via a pump 9 before it is fed into the first preheater 3. The cooling medium flowing out of the first preheater is led to a controllable branch 10, with a partial flow being removed which is used to heat the controllable heat exchanger 6. In this case, the controllable heat exchanger 6 is designed as a recuperative heat exchanger. Within the scope of the invention, this controllable heat exchanger 6 could also be designed as a cooler in which the cooling medium to be introduced into the preheater 3 is cooled to an appropriate temperature by a controllable amount of cooling water, which is just above the dew point. To regulate this quantity distribution, a controller 11 is provided which is connected to a dew point sensor 12 in the cooled cycle gas. The not supplied to the controllable heat exchanger Cooling medium stream 13 is fed to the second or a subsequent preheater 4, it being mixed beforehand with the cooled partial stream 14.
Die Erfindung kann nicht nur zur Kühlung von glühendem Koks, sondern auch zur Kühlung von Klinker oder Sinter verwendet wer¬ den, wobei dann die Taupunktsprobleme in den Hintergrund treten und das Hauptaugenmerk auf die niedrige Temperatur des Kreis¬ laufgases am Eintritt in den Kühlbunker gerichtet ist. In Fig. 2 sind im Gegensatz zu Fig. 1 die beiden Vorwärmer 3 und 4 parallel geschaltet.The invention can be used not only for cooling red-hot coke, but also for cooling clinker or sinter, the dew point problems then taking a back seat and the main focus being on the low temperature of the cycle gas at the entrance to the cooling bunker . In FIG. 2, in contrast to FIG. 1, the two preheaters 3 and 4 are connected in parallel.
In beiden Figuren sind die Ein- und Austrittstemperatur der wärmetauschenden Fluide in ° C beispielsweise angegeben. Gegenüber den wärmetechnischen Vorteilen wird auch ein prakti¬ scher Vorteil geltend gemacht, da die Vorwärmer für das Gebläse als Schalldämpfer wirken und daher die Umweltbelastung reduzie¬ ren.In both figures, the inlet and outlet temperatures of the heat-exchanging fluids are given in ° C, for example. A practical advantage is also claimed over the thermal advantages, since the preheaters for the blower act as a silencer and therefore reduce the environmental impact.
Die Erfindung ermöglicht somit die Rückkühlanlage zu verklein¬ ern, indem im Dampferzeuger mit geringer Gasgeschwindigkeit und relativ hoher Gaszähigkeit gefahren wird, wobei die Staubstrah- lung ausgenützt wird. Bei geringer Gaszähigkeit wird dann im tiefen Temperaturbereich (zwischen 170 und 350 ° C) der Staub abgeschieden, wobei die Staubstrahlung weitestgehend abgeklun¬ gen ist. Durch Erhöhung der Gasgeschwindigkeit wird nun der Wärmeübergang verbessert, wobei die Erosionswirkung der Staub- körner durch die Staubabscheidung praktisch auf Null reduziert wurde.The invention thus makes it possible to downsize the recooling system by running in the steam generator with a low gas velocity and a relatively high gas viscosity, the dust radiation being exploited. With low gas viscosity, the dust is then deposited in the low temperature range (between 170 and 350 ° C.), the dust radiation having largely decayed. The heat transfer is now improved by increasing the gas velocity, the erosion effect of the dust grains being reduced to practically zero by the dust separation.
In Fig. 3 sind in einem QT-Diagramm die wärmetechnischen Effek¬ te dargestellt, wobei an der Kreuzung der T- mit der Q-Linie der Taupunkt liegt. Durch die Anhebung der Speisetemperatur um ,■' \ t läßt sich die Taupunktsunterschreitung (schraffierter Bereich) umgehen, ohne daß sich die Wärmeübergangsverhältnisse in den Vorwärmern im wesentlichen ändern. Dazu kommt noch, daß durch die Kσmpressionsarbeit des Kreislaufgebläses 5 in der Gaslinie 16 eine Temperaturerhöhung des Kreislaufgases ergibt, die einen konstanten Abstand der Gaslinie 16 von der Flüssig¬ keitslinie 15 des Kühlmediums Dewirkt, so daß es zu einer kaum wahrnehmbaren Vergrößerung der Heizflächen in den beiden Vor¬ wärmern kommt. Der Rekuperativwärmecauscher bzw. regelbare Wär- metauscher 6 ist ein Flüssigwärmetauscher, der infolge seines günstigen Wärmeüberganges sehr klein ist und so wirtschaftlich nicht ins Gewicht fällt.3 shows the thermal effects in a QT diagram, the dew point being at the intersection of the T and Q lines. By raising the food temperature by , ■ ' \ t the drop below the dew point (hatched area) can be avoided without essentially changing the heat transfer conditions in the preheaters. In addition, the compression work of the circulation blower 5 in the gas line 16 results in an increase in the temperature of the circulation gas, which results in a constant distance between the gas line 16 and the liquid line 15 of the cooling medium, so that the heating surfaces in the heating surfaces become hardly noticeable comes both preheaters. The recuperative heat exchanger or controllable heat exchanger 6 is a liquid heat exchanger which is very small due to its favorable heat transfer and is therefore not economically significant.
Das Wesentliche an der Erfindung ist die Einfachheit der Regel¬ barkeit, indem durch Veränderung des Bypasses die durch den Wärmetauscher 6 geführte Flüssigkeitsmenge sehr rasch geändert werden kann, so daß durch diese Regelung einer Taupunktsver¬ schiebung in der Größenordnung 5 bis 10 ° C sehr rasch entge¬ gengewirkt werden kann. The essence of the invention is the simplicity of the controllability, in that the amount of liquid passed through the heat exchanger 6 can be changed very quickly by changing the bypass, so that this regulation of a dew point shift of the order of 5 to 10 ° C. is very rapid can be counteracted.

Claims

P a t e n t a n s p ü c h eP a t e n t a n s p u c h e
~ 1) Verfahren zur Kühlung von heißen Schüttgütern, wie z.B. glühendem Koks, Klinker oder Sinter, in einem Kühlbehälter mittels eines Kühlgases, welches zumindest teilweise im Gegenstrom zum Schüttgut geführt ist und seine aufgenomme¬ ne Wärme in einer Rückkühlanlage einer Verwertung zuführt, ~ 1) Method for cooling hot bulk materials, such as glowing coke, clinker or sinter, in a cooling container by means of a cooling gas, which is at least partially guided in countercurrent to the bulk material and feeds its absorbed heat for recycling in a recooling system,
IC- wobei das Kühlgas in einem Feinstaubabscheider gereinigt und über ein Kreislaufgebläse wieder in den Kühlbehälter rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreis¬ laufgas nach seiner Feinentstaubung vor und nach seiner Verdichtung abgekühlt wird und daß insbesondere das vomIC - whereby the cooling gas is cleaned in a fine dust separator and returned to the cooling container via a circulation fan, characterized in that the circulation gas is cooled after its fine dedusting before and after its compression and that in particular the from
15 Kreislaufgas beheizte Kühlmedium, wie z.B. Wasser, im Ge¬ genstrom bzw. Kreuzgegenstrom zum Kreislaufgas geführt .wird,15 circulating gas-heated cooling medium, such as water, is fed in countercurrent or cross-countercurrent to the circulating gas,
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 0 heiße Kreislaufgas nach seiner Abkühlung im Dampferzeuger der Rückkühlanlage auf 170 ° C entstaubt, dann auf ca. 145 ° C abgekühlt, dem Kreislaufgebläse zugeführt in diesem um ca. 10 ° C erhitzt und anschließend auf 130 ° C abgekühlt wird, wobei im Gegenzug das entgaste Wasser von 5 110 ° C auf 150 ° C und mit dieser Temperatur in den Dampferzeuger eingespeist wird.2) Method according to claim 1, characterized in that the 0 hot circulation gas is dedusted after it has been cooled in the steam generator of the recooling system to 170 ° C, then cooled to approximately 145 ° C, fed to the circulation fan and heated by approximately 10 ° C and is then cooled to 130 ° C, and in return the degassed water is fed from 5,110 ° C to 150 ° C and into the steam generator at this temperature.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher vor und nach dem Kreislaufgebläse kühlmit- 0 telseitig parallel geschaltet sind. 4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich der Feinentstaubung bei etwa 170 - 350°C und geringer Zähigkeit des Gases liegt und daß die Gasgeschwindigkeit nach der Feinentstaubung höher ist als im mittleren Teil des vor der Feinentstaubung angeordneten Teiles der Rückkühlanlage.3) Method according to claim 1, characterized in that the heat exchangers are connected in parallel on the coolant side before and after the circulation fan. 4) Method according to claim 1, characterized in that the temperature range of the fine dedusting is around 170 - 350 ° C and low viscosity of the gas and that the gas velocity after the fine dedusting is higher than in the middle part of the part of the recooling system arranged before the fine dedusting.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kreislaufgas zu beheizende Kühlmedium mit insbesondere -~\ in Abhängigkeit des jeweiligen Taupunkts des Kreislaufga¬ ses geregelter Temperatur, vorzugsweise aufgeheizt, in den Vorwärmer der Abwärmeverwertungsanlage eingespeist wird.5) Method according to claim 1, characterized in that the cooling medium to be heated by the circulating gas is fed into the preheater of the waste heat utilization plant at a regulated temperature, preferably heated, in particular -~\ depending on the respective dew point of the circulating gas.
6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 5 Kühlmedium vor einer Einspeisung in den Vorwärmer in einem Rekuperativ-Wärmetauscher beheizt wird, der von einem re¬ gelbaren Teilstrom des aus dem Vorwärmer abströmenden Kühlmediums beheizt wird und daß vorzugsweise der durch den Rekuperativ-Wärmetauscher und der nicht aus dem Reku- perativ-Wärmetauscher geführte Teilstrom durchmischt den folgenden Teilen der AbwärmeVerwertungsanlage, insbesonde¬ re dem zweiten Vorwärmer der Vorwärmerkette zugeführt wer¬ den.6) Method according to claim 1, characterized in that the cooling medium is heated in a recuperative heat exchanger before being fed into the preheater, which is heated by a controllable partial flow of the cooling medium flowing out of the preheater and that preferably by the recuperative -Heat exchanger and the partial flow not led from the recuperative heat exchanger are mixed and fed to the following parts of the waste heat recovery system, in particular to the second preheater of the preheater chain.
7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium für das Kreislaufgas aus einem Niederdruckent¬ gaser entnommenes Speisewasser dient. 8) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des eintretenden Kühlmediums in Abhängigkeit der Wandtemperatur am Eintritt in den ersten Vorwärmer geregelt wird.7) Method according to claim 1, characterized in that feed water taken from a low-pressure degasser serves as a cooling medium for the circulating gas. 8) Method according to claim 1, characterized in that the temperature of the incoming cooling medium is regulated depending on the wall temperature at the entrance to the first preheater.
9) Vorrichtung zur Kühlung heißer Schüttgüter in einem Bunker mittels Gaskreislaufes, bei dem eine Rückkühlanlage und ein Kreislaufgebläse vorgesehen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn¬ f> zeichnet, daß nach dem Dampferzeuger (1) der Rückkühlanla¬ ge ein Feinstaubabscheider (2) sowie anschließend zwei Vorwärmer (3,9) Device for cooling hot bulk materials in a bunker by means of a gas circuit, in which a recooling system and a circulation fan are provided, for carrying out the method according to claims 1 to 8, characterized in that after the steam generator (1) the recooling system ¬ ge a fine dust separator (2) and then two preheaters (3,
4) und zwischen diesen das Kreislaufgebläse4) and between these the circulation fan
(5) vorgesehen sind.(5) are provided.
10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg des"in den ersten Vorwärmer (3) eintreten¬ den Kühlmediums ein regelbarer Wärmetauscher (6) vorgese¬ hen ist, der als Rekuperativ-Wärmetauscher ausgebildet ist und durch einen regelbaren Teilstrom, der vorzugsweise 0 durch eine Bypass-Schaltung des regelbaren Wärmetauschers gegeben ist, des aus dem Vorwärmer (3) abströmenden Kühl¬ mediums beheizt ist, und daß insbesondere der Rekupera¬ tiv-Wärmetauscher aus einem Niederdruck-Entgaser (7) ange¬ speist wird. 10) Device according to claim 9, characterized in that in the flow path of the cooling medium entering the first preheater ( 3), a controllable heat exchanger (6) is provided, which is designed as a recuperative heat exchanger and through a controllable partial flow, which is preferably 0 by a bypass circuit of the controllable heat exchanger, the cooling medium flowing out of the preheater (3) is heated, and that in particular the recuperative heat exchanger is fed from a low-pressure degasser (7).
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