DE2446926C2 - Schwebegas-Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwebegas-Wärmetauscher, enthaltend wenigstens eine aus mindestens zwei auDcren Zyklonen bestehenden Zyklonstufe .sowie wenigstens einen zentralen Strömungsraum. in den die (iutaustragsleitungcn der beiden Zyklone mit einstellbaren, rohrartig ausgebildeten linden einmünden.

Schwebegas-Wärmetauscher der genannten Art wrden für verschiedene Wärmebehandlungen sowie /λ,■'· Teil auch /um Abkühlen von Gut. insbesondere Feingut, eingesetzt, wobei zu behandelndes Gut und Behandlungsgase im Gegenstrom und/oder Gleichstrom zueinander geführt werden können, wobei dann der gewünschte Wärmeaustausch zwischen Gut und Gas stattfindet

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß bei Schwebegas-Wärmetauschern der genannten Art in den äußeren Zyklonen der Zyklonstufe bzw. Zyklonstufen eine unterschiedliche Behandlung auftritt Dies ist vor allem in solchen Fällen äußerst ungünstig, in denen der Schwebegas-Wärmetauscher beispielsweise als Vorwärmeinrichtung für Zementrohmehl verwendet wird, das anschließend in einem Ofen (ζ. Β. Drehrohrofen) behandelt werden soll. In diesem Falle macht sich die unterschiedliche Behandlung in den äußeren Zyklonen der Zyklonstufe in einer ungleichmäßigen Entsäuerung des Zementrohmehles bemerkbar, was äußerst unerwünscht ist

Aus der GB-PS 12 14 375 ist nun bereits ein Schwebegas-Wärmetauscher bekannt bei dem in die festinstallierten Gutaustragsleitungen der Zyklone Einstellklappen bzw. Steuerglieder /ur Regulierung der Gutströme vorgesehen sind. Eine solche Einstellmöglichkeit für das in den zentralen Strömungsraum einzutragende Gut hat sich als vollkommen unzureichend erwiesen.

Aus der US-PS 32 65 775 läßt sich ferner in der einen Ausführungsform ein Schwebegas-Wärmetauscher der eingangs erwähnten Art entnehmen. In diesem Falle sind die Gutaustragsleitungen von zwei äußeren Zyklonen starr mit dem zentralen Strömungsraum verbunden, während die Gutaustragsleitungen zweier weiterer Zyklone in ihrer axialen Länge so eingestellt werden können, daß sie in verschiedenen Höhenlagen in den zentralen Strömungsraum einmünden können. Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß sich auch mit einer solchen Verstellbarkeit der Einmündungsenden von den Zyklon-Austragsleitungen keine merklich gleichmäßigere Behandlung von Feingut in den äußeren Zyklonstufen eines S"hwebegas-Wärmetauschers erzielen läßt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführungen einen Schwebegas-Wärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln zumindest eine besonders gleichmäßige Aufteilung des in den zentralen Strömungsraum eingebrachten Gutes auf die an diesen Teil des Strömungsraumes angeschlossenen äußeren Zyklone erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einmündungsenden der Gutaustragsleitungen gegenüber dem ortsfesten zentralen Strömungsraum schwenkbeweglich angeordnet S'nd.

Wie sich anhand von zahlreichen, der Erfindung zugrunde liegenden Versuchen gezeigt hat, sind die Nachteile der bekannten Schwebegas-Wärmetauscher zu einem großen Teil darauf zurückzuführen, daß die äußeren Zyklone einer Zyklonstufe mit unterschiedlichen Materialmengen beaufschlagt werden. Durch die erfindungsgemäüe Ausbildung der Einmündungsenden bei den Gutaustragsleitungen der äußeren Zyklone, d. h. insbesondere durch deren schwenkbewegliche verstellbare Anordnung, wird nun mit einfachen konstruktiven Mitteln die Möglichkeit geschaffen, diese fjnmündungsenclen jeweils so einzustellen, daß d;is herabfallende f iut derart in den ortsfesten zentralen Strömungsraum und somii den darin aufsteigenden Hchandluncseasstmm

gelangt, daß die 8;.· diesem Abschnitt des zentralen Strömungsraumes angeschlossenen äußeren Zyklone besonders gleichmäßig beaufschlagt werden können. Hierbei hat sich weiterhin gezeigt, daß nicht nur eine gleichmäßigere Verteilung, sondern auch eine äußerst günstige Aufteilung des aufsteigenden Gasstromes auf die entsprechenden äußeren Zyklone erreicht werden kann.

Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, läßt sich dieser Schwebegas-Wärmetauscher für sehr verschiedene Wärmebehandlungen einsetzen. Besonders gut geeignet ist dieser Schwebegas-Wärmetauscher in einer Ausführungsform als Vorwärmeinrichtung für in einem nachgeordneten Ofen zu behandelndes Gut, wobei die Abgasleitung des Ofens unten an den zentralen Strömungsraum angeschlossen ist, so daß die Ofenabgase zum Vorwärmen des Gutes verwendet werden. Hierbei sind ferner mehrere Zyklonstufen etagenweise übereinander vorgesehen, deren Zyklone jeweils gleichmäßig verteilt um den zentralen Strömungsraum angeordnet sind; außerdem enthält der zentrale Strömungsraum wenigstens einen schachtartigen mittleren Wirbeiraum sowie ein an das untere Ende dieses Wirbelraumes angeschlossenes oberes Abgasrohr und ein mit dem unteren Ende dieses Wirbelrau.iies über eine Gutleitung verbundenes unteres Gasrohr. In besonders vorteilhafter Weise münden dabei dann zumindest die Gutaustragsleitungen der untersten. Zyklonstufe mittels der schwenkbeweglichen Einmündungsenden in den durch das untere Gasrohr gebildeten unteren Abschnitt des zentralen Strömungsraumes ein. Hierdurch kann vor allem Zementrohmehl, das in einem der Vorwärmeinrichtung nachgeordneten Ofen zu behandeln ist, in allen äußeren Zyklonen der untersten Zyklonstufe sehr gleichmäßig entsäuert werden.

Selbstverständlich können auch die Einmündungsenden von Zyklon-Gutaustragsleitungen der oberen Zyklonstufen in der geschilderten Weise einstellbar sein. Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Schwebegas- Wärmetauschers, der als Vorwärmeinrichtung für Zementrohmehl ausgebildet und einem Drehrohrofen vorgeschaltet ist;

Fig.2 eine zum Teil geschnittene Ansicht einer Einmündungsstelle einer Gutaustragsleitung in den zentralen Strömungsraum (gemäß Ausschnitt Il in Fig.l).

Der in Fig. 1 veranschaulichte Schwebegas-Wärmetauscher ist als Vorwärmeinrichtung 1 beispielsweise für vorzuwärmendes Zementrohmehl (Behandlungsgut) ausgeführt, das anschließend in einem der Vorwärmeinrichtung nachgeordneten Drehrohrofen 2 in gewünschter Weise behandelt werden soll.

Die veranschaulichte Vorwärmeinrichtung 1 enthält eine aus wenigstens zwei äußeren Zyklonen 3, 3' bestehende unterste Zyklonstufe 4. eine aus den äußeren Zyklonen 5, 5' bestehende mittlere Zyklonstufe 6 sowie eine aus den äußeren Zyklonen 7, τ bestehende obere Zyklonstufe 8, wobei die Zyklonstufe 4, 6 und 8 etagenweise übereinander vorgesehen sind und wobei die äußeren Zyklone dieser Zyklonstufen im wesentlichen jeweils gleichmäßig verteilt um einen zentralen Strömungsraum 9 dieser Vorwärmeinrichuing I herum angeordnet sind. Der zentrale Strömungsraum 9 umfaßt wenigstens einen sch.ichtartigcn mittleren Wirbelraum 50. ein an das oben; Ende dieses Wirbclraumcs 10 angeschlossenes, gerades oberes Abgasrohr 11 sowie ein mit dem unteren Ende dieses Wirbelraumes 10 über eine Gutleitung 12 in Verbindung stehendes unteres Gasrohr 13. Wie ferner deutlich aus Fig. 1 zu ersehen ist, verzweigt sich das untere Gasrohr 13 zu der: Zyklonen 3,3' der untersten Zyklonstufe 4, während sich das obere Abgasrohr 11 zu den Zyklonen 5, 5' der mittleren Zyklonstufe verzweigt; die Zyklone 5, 5' sind in üblicher Weise über ihre Abgasleitungen 14,14' an die Zyklone 7, T der obersten Zyklonstufe 8 angeschlossen, während die Abgasleitungen der obersten Zyklone 7, T in eine gemeinsame Leitung 15 übergehen, die zu einem Ventilator 16 führt.

Unten an den zentralen Strömungsraum 9, genauer gesagt an seinen durch das untere Gasrohr 13 gebildeten unteren Abschnitt, ist die Abgasleitung 17 des Drehrohrofens 2 angeschlossen, so daß die Ofenabgase (gestrichelte Pfeile 18) die Vorwärmeinrichtung 1 im wesentlichen von unten nach oben durch den zentralen Strömungsraum 9 sowie die angeschlossenen Zyklonstufen 4,6,8 durchströmen kann.

In den zentralen Strömungsraum 9 münden in verschiedenen Höhenlagen die Gt uustragsleitungen der äußeren Zyklone ein, und zwar ronden in das untere Gasrohr 13 die Gutaustragsleitungen 19, 19' der Zyklone 3,3' (unterste Zyklonstufe 4), in Gaseintriite 46, 46' des Wirbelraumes 10 die Gutaustragsleitungen 20, 20' der fußeren Zyklone 5,5' (mittlere Zyklonstufe) und etwa in den mittleren Teil des oberen Abgasrohres 11 die Gutaustragsleitungen 21,2Γ der äußeren Zyklone 7, 7' (oberste Zyklonstufe) ein. Die Aufgabe des Rohmehles (ausgezogene Pfeile 22) erfolgt über eine Gutleitung 23, die sich zu den Abgasleitungen 14,14' hin verzweigt, so daß das frisch aufgegebene Rohmehl zunächst in die Zyklone 7, T der obersten Zyklonstufe gelangt und dann nach und nach die Zyklonstufen 8, 6 und 4 bzw. den zentralen Strömungsraum 9 von oben nach unten entgegengesetzt zur Richtung der aufsteigenden Ofenabgase durchsetzt.

Die Einmündungsenden der Gutaustragsleitungen von den äußeren Zyklonen sind zumindest bei den Gutaustragsleitungen 19, 19' von den untersten Zyklonen 3, 3' in das untere Gasrohr 13 einstellbar ausgeführt; es können jedoch außerdem noch die Einmündungsenden der Gutaustragsleitungen 21, 2Γ der obersten Zyklone 7, T in die obere Abgasleitung 11 einstellbar ausgeführt sein. Die konstruktive Ausbildung eines Einmündungsendes von einer Gutaustragsleitung läßt sich aus F i g. 2 genauer ersehen; diese konstruktive Ausbildung ist für die verschiedenen Gutaustragsleitun-

"^]0 gen im wesentlichen gleichartig und natürlich der entsprechenden Anordnung angepaßt.

In Fig. 2 ist das Einmündungsende 30 der Gutaustragsleitung 19 vom untersten Zyklon 3 als Beispiel näher dargestellt.

" Wie iioh aus F i g. 2 ersehen läßt, ist die Gutaustragsleitung 19 und in gleicher Weise auch deren Einmündungsende 30 rohrartig ausgebildet, η diesem Falle mit rundem oder kreisförmigem Querschnitt. Das Einmündungsende 30 ist mit dem übrigen Teil 31 der Gutaustragsleitung 19 mit einem lösbaren Verstellflansch 32 verbuncen. An der Wand 33 des unteren Gasrohres (vom zentralen Strömungsraum 9) ist eine Halterungskonsole 34 befestigt (z. B. angeschweißt), auf dessen freies Ende das zugehörige Einmündjngsende 30 "' schwenkbeweglich abgestützt ist. Das Einmündungscnde 30 wirrt dabei von dem freien Ende 35 vollkommen odf-r nur gabelartig umfaßt. An der Konsole 34 sind zumindest zwei Drucklageisdiraubcn 36 vorgesehen.

die an dem das Einmündungsende 30 umfassenden Teil 35 der Konsole 34 sich diametral zum I jnmündungsende 30 gegenüberliegen (in Fig. ? ist nur eine Drucklagerschraube 36 von zwei Schrauben zu sehen). Auf den Enden dieser einstellbaren Drucklagerschrauben 36 stützt sich jeweils ein Lagerbock 37 ab. der an der entsprechenden Außenseite am Rinmündungsende 30 befestigt ist. Zusätzlich oder wahlweise zu dieser Schwenklageriing (36, 37) lassen sich winklig % ersetzt solche Lagerungen auf der Konsole 34 bzw. an dem " Einmündungsende 30 anbringen. Auf diese Weise läßt sich das Einmündungsende 30 gegenüber dem ortsfesten unteren Gasrohr 13 des zentralen .Strömungsraumes 9 in gewünschter Weise verschwenken. Um dieses Verschwenken und somit ein Einstellen des Einmün- ΐΐ dungsendes 30 gegenüber dem ortsfesten Gasrohr 13 vornehmen zu können, wird zuvor der Verstellflansch 32 entsprechend gelöst; nach durchgeführter Einstellung in der gewünschten Weise wird das Einmündungsende 30 über den Verstellflansch 32 wieder (in der neuen Lage) x' festgestellt.

Eine zusätzliche Verstellung des Einmündungsendes 30 kann weiterhin dadurch erreicht werden, daß dieses Einmündungsende 30 auf der Halterungskonsole 34 in Richtung auf das Gasrohr 13 sowie in Richtung von 2ί diesem Gasrohr verstellbar gehaltert wird, so daß der durch den Doppelpfeil 38 angedeutete Abstand zwischen dem Einmündungsende 30 und der Wand 33 des Gasrohres 13 verstellt werden kann.

In der Wand 33 des unteren Gasrohres 13 (vom Jo Strömungsraum 9) ist ein Rohrstück 39 eingesetzt, das schräg nach oben-außen gerichtet ist und das von oben her kommende untere Ende des zugehörigen Einmündungsstückes 30 mit Abstand umschließt, so daß sich zwischen der Außenwand des Eininündungsendes 30 und der Innenwand des Rohrstückes 39 ein Zwischenraum 40 ergibt. Während dieser Zwischenraum 40 an seinem unteren Ende ebenfalls frei in das untere Abgasrohr 13 ausmündet, ist er an seinem oberen Ende durch eine Dichtung 41 abgeschlossen. Diese ringförmi- ^4fl ge Dichtung ist am oberen Ende des fest eingesetzten Rohrstiickcs 39 angebracht und in I urin ein» ι Stopfbuchse 41 ausgebildet.

In dem ringförmigen Zwischenraum 40 mündet in dessen oberes Ende eine Blasleitung 42 aus. bei der es sich vorzugsweise um eine Preßluftlcitiing hatuleln kann, die über ein Ventil 42«i an ein bereits vorhandenes Preßluflncl/ angeschlossen werden kann. Die Blasleitung 42 umgibt vorzugsweise das Rührstück 39 in Ringfomi und mündet mit mehreren Abzweigstückeri 42b derart schräg in dem Zwischenraum 40 aus, daß dieser Zwischenraum 40 bei Bedarf in Richtung auf den zentralen Strömungsraum freigeblasen werden kann. Durch dieses Frriblasen kann das Verschwenken des Einmündungsendu 30 in vorteilhafter Weise gesichert werden, da evtl. im Zwischenraum 40 abgelagerte Gutteilchen auf diese Weise entfernt werden und das Schwenken des F.inmündungsstückes 30 in keiner Weise behindern können.

Unterhalb jeder Einmündungsstelle, die durch die Mündungsöffnungen 44 der Einmündungsenden 30 einer Zyklonstufe in den zentralen Strömungsraum 9 definiert ist, befindet sich ein Aufprall-Verteilorgan 45 bzw. 45' (siehe auch Fig. 1), das fest in dem zentralen Strömungsraum eingebaut ist und vorzugsweise durch eine in bekannter Weise diesen Strömungsraum durchquerende Brücke gebildet ist; es kann jedoch auch ein anderweitig in passender Form ausgebildetes Organ vorgesehen sein, durch das sichergestellt ist. daß der von einer Anstragsleitung (z. B. 19) kommende, verhältnismäßig kompakte Rohmehlstrom zwecks Erzielung eines guten Wärmeüberganges gleichmäßig aufgelöst wird. Für eine genaue Aufteilung sowohl des aufsteigenden Gasstromes einerseits als auch des herabfließenden Rohmehlstromes andererseits wird das Einmündungsende 30 gegenüber dem ortsfesten zentralen Strömungsraum und insbesondere gegenüber dem erwähnten Aufprallverteilorgan 45 bzw. 45' eingestellt. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, ein als Brücke ausgebildetes Aufprall-Verteilorgan gegenüber herkömmlichen Ausführungsformen etwas breiter zu gestalten.

Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schwebegas-Wärmetauscher, enthaltend wenigstens eine aus mindestens zwei äußeren Zyklonen bestehenden Zyklonstufe sowie wenigstens einen zentralen Strömungsraum, in den die Gutaustragsleitungen der beiden Zyklone mit einstellbaren, rohrartig ausgebildeten Enden einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündungsenden (30) der Gutaustragsleitungen (z. B. 19) jo gegenüber dem ortsfesten zentralen Strömungsraum (9) schwenkbeweglich angeordnet sind.

2. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zentralen Strömungsraum (9) für jedes Einmündungsende (30) der Gutaustragsleitungen (z. B. 19) eine Halterungskonsole (34) befestigt ist, auf der das zugehörige Einmündungsende schwenkbeweglich abgestützt ist, und daß jedes Einmündungsende (30) mit dem übrigen Teil (31) der Gutaustragsleitung (19) über einen lösbaren Verstellflansch (32) verbunden ist.

3. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einmündungsende (30) der Gutaustragsleitungen (z. B. 19) auf seiner Konsole (34) zusätzlich in Richtung vom und zum zentralen Strömungsraum (9) verstellbar gehaitert ist.

4. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur schwenkbaren Halterung der Einmündungsenden (30) der Gutaustragsleitungen (z. B. 19) an den Konsolen (34) Drucklagei^chrauben (36) vorgesehen sind, auf denen sich an den Einmündungsenden (30) angebrachte Lagerböcke p7) abst-czen.

5. Schwebegas- Wärmetauscher nach wenigstens einem der vorhergehenden .nsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (33) des zentralen Strömungsraumes (9 bzw. 13) für jede Gutaustragsleitung (z. B. 19) ein nach außen vorstehendes Rohrstück (39) befestigt ist, das das untere Ende des zugehörigen Einmündungsenden (30) unter Bildung eines Zwischenraumes (40) umgibt.

6. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des fest eingesetzten Rohrstückes (39) eine Dichtung (41) aufweist, die die Außenwand des zugehörigen Einmündungsendes (30) umschließt.

7. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtung eine Stopfbuchse (41) vorgesehen ist.

8. Schwebegas-Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Zwischenraum (40) zwischen dem Rohrstück (39) und dem zugehörigen Einmündungsende (30) eine Blasleitung (42) einmündet.