DE1913305A1 - Schwebegas-Waermetauscher fuer die Zementindustrie - Google Patents

Description

• Anlage: 3 Titel: Schwebegas-Wärmetauscher für die Zementindustrie Es handelt sich um einen Wärmetauscher (Gas an pulvriges Gut) insbesondere für die Zementindustrie, dessen kegelstumpfartige Form eine energiereiche Drallströmung zur Folge hat.
• Bei derartigen Wärmetauschern ist eine weitgehende Ausnützung des Wärmeinhalts der heißen Abgase eines Drehofens anzustreben.Weiterhin soll das Zementrohmehl für den Drehofen möglichst gut vorbereitet, d.h. erhitzt werden. Schließlich ist der Aufwand für die Maschinenanlage des Wärmetauschers und seine Baulichkeiten gering zu halten.
• Seit vor ca. 20 Jahren der erste Schwebegas-Wärmetauscher für troc@enes Rohmehl in Betrieb genommen wurde,hat sich ein großer Teil der Zementerzeuger für dieses Verfahren entschieden.ES besteht im wesentlichen aus vier Zyklonstufen,die vom heißen Abgas ei nes Drehofens nacheinander durchströmt werden.Das zu erwärmende Rohmehlwird fein verteilt zwischen der dritten und vierten Zyklonstufe aufgegeben.
• Anlage : 4 Die vierte Zyklonstufe scheidet dieses Rohmehl größtenteils aus dem Gasstrome aus.
• Das nunmehr mäßig erwärmte Rohmehl fällt vor die dritte Zyklonstufe,wird erneut aufgeheizt und ausgeschieden.Der Vorgang wiederholt sich bis zur ersten Stufe und dem Fall des heißen Mehles in den Ofeneingang.
• Dar Wärmeübergang vom heißen Ofenabgas an das kalte Zementrohmehl vollzieht sich dabei stufenweise im Gleichstrom,insgesamt gesehen im Gegenstrom.
• Der Prototyp dieses Wärmetauschers wird noch heute in großen Stückzahlen gebaut und betrieben. Inzwischen Sind ähnliche Konstruktionen (Polysius, Wedag, Krupp, P@e@ov etc) zum Einsatz gekommen, von denen sich die meisten nicht wesentlich vom Prototyp unterscheiden, ausgenommen die reinen Gegenstrom-Wärmetauscher von Krupp und P@e@ov.Die beiden letzteren Typen erreichen allerdings nicht die wärmetechnischen Gütegrade der vorgenannten.
• Allen gemeinsam ist der Nechteil, nur etwa 65 % des Wärmeinhalts der Ofenabgase ausnützen zu könren.Das liegt zum Teil an dem angewandten Gleichstrom/Gegenstromverfahren, Anlage : 5 zum Teil an der ungenügenden Abscheideleistung der Zyklonstufen'deren Leckmehlmengen die Wärmemengen verschleppen.
• Außerdem sind alle Wärmetauschertypen sehr kompliziert im Aufbau und benötigen Beton-Tragkonstruktionen,die selbst teurer sind als die Maschinenanlage.In dieser Hinsicht machen die Wärmetauscher von Krupp und Petov eine Ausnahme.Sie sind viel einfacher und selbsttragend ausführbar,erreichen dafür leider nicht die wäretechnischen Gütegrade.
• Der E r f i n d u n g liegt die Aufgabe zugrunde,einen Wärmetauscher auf der Basis des reinen Gegenstrom - Wärmeaustausches zu konzipieren,der außer einem einfachen Aufbau auch die besten wärmetechnischen Gütegrade erreicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß in einem einzigen Großzyklon mit tangentialer Einströmung eine äußerst energiereiche Drallströmung erzeugt wird.Das geschieht mit Hilfe eines kegelstumpfförmigen Oberteils,in dem die Strömung durch zunehmende Verkleinerung des Durchmessers nach Anlage : 6 dem Drallgesetz# ( r . v = Konst.) beschleunigt wird.
• Ein solcher Großzyklon besteht aus einem steilen Auslauftrichter mit selbsttätigen Verschlußklappen.I)er größte Durchmesser soll mindestens das 1,3,normalerweise das 1,5 - fache des Drehofendurchmessers betragen.Durch einen doppelten Gaskanal wird das Ofenabgas tangential eingesaugt.Die dabei entstehende Drallströmung setzt sich wie in jedem Zyklon nach unten hin fort.
• Der obere Teil des Großzyklons wird in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet.Die Neigung des Kegelmantels gegen die Senkrechte ist gering ( zwischen 5 und 20°),um eine hohe Konstruktion mit langer Aufenthaltsdauer für das Gas und das Mehl zu erhalten.
• Das Tauchrohr zum Absaugen der nunmehr gekühlsten Abgase ist 51 ausgeführt,daß die im Großzyklon herrschende Drallströmung durch einen tangentialen Austritt nochmals verstärkt wird.
• Die Aufgabe des kalten Rohmehls erfolgt tangential um das. Tauchrohr, um eine gleichmäßige Verteilung in der Gassbimung zu erhalten.
• Anlage : 7 Beschreibung: Aus einem Drehofen (1) strömt heißes Abgas in eine Einlaufkammer (2).Mittels der Gaskanäle (6) wird das Gas tangential in den Großzyklon (5) gesaugt.
• Etwa mitgeführtes Rohmeh wird im Trichter (4) ausgeschieden und fällt durch die Klappe (3) zurück in die Einlaufkammer (23 und in den Drehofen (1).
• Oberhalb der tangentialen Eintritte (6) wird durch einen kegelstumpfförmigen Aufbau (8) die Drallströmlng beschleunigt ( r . v = Konst).
• Durch den Ringspalt (10) eingeblasenes Rohmehl fällt fein verteilt in die Drallströmung und wird durch die Fliehkraft an die Wände des kegelstumpfförmigen Aufbaus (8) getragen.
• Hier sinkt es entgegen der aufsteigenden Drallströmung langsam abwärts sich selbst erwärmend und das Gas abkühlend.
• Durch das Tauchrohr (9) wird das gekühlte Gas tangential (im gleichen Drehsinn wie im Großzyklon (5) ) zur Reinigung in 2 oder mehrere Zyklone (11) gesaugt und ####### durch die Saugleitung (12) aus dem System entlassen., Anlage : 8 Die mit der Erfindung erzielten V o teile bestehen darin,daß nunmehr die-bisher besten termischen Wirkungsgrade eines trockenen Wärmetauschers mit einem wesentlichen einfacheren Aufwand zu erreichen sind.Die maschinelle Apparatur und die Baukonstruktiong werden etwa um die Hälfte verringert, die Kosten für beides also stark reduziert.
• Darüberhinaus ist der Verfahrensablauf in dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher einfacher und übersichtlicher,was zur Erleichterung der Bedienung und Montage,und damit zur Verringerung von Betriebsstörungen beiträgt.

Claims (4)

1. Anlage : 9

   S c h u t z a n s p r ü c h e 1. Wärietauscher in an sich bekannter selbsttragender Bauweise zur Ausnutzung heißer Dr#ehofenabgase zur Erwärmung von trockenem Zementrohmehl in einer Drallströmung dadurch gekennzeichnet, daß ein kegelstumpfförmiger Aufbau (8) auf den größten Querschnitt eines Großzyklons (5) aufgesetzt wird.
2. 2. Wärietauscher nach Ansprich 1 dadurch gekennzeichnet,daß der größte Durchmesser des kegelstumpfförmigen Aufbaus (8) mindestens das 1,3 - fache,jedoch bis zum 2 - fachen des Ofen-Durchmessers beträgt.
3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,daß die Neigung des Mantels des kegelstumpfförmigen Aufbaus (8) gegen die Senkrechte vorzugsweise zwischen 5° und 20 ° geneigt ist.
4. 4. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet,daß das zu erwärmende Rohmehl ringförmig,fein verteilt in das obere Ende des kegelstumpfförmigen Aufbaus (8) aufgegeben wird. L e e r s e i t e