DE1401684B

DE1401684B - Cooling device for powdery or granular material

Info

Publication number: DE1401684B
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: McEntee, Frank Joseph, Beverly Hills, Calif, (V.St.A.)

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für pulverförmiges oder körniges Material, das leicht an den wärmetauschenden Flächen anhaftet, mit einem Behälter, in dem Längsrippenrohre für das Kühlmittel lotrecht angeordnet sind, einem Einlaß für Aufwirbelgas durch den gasdurchlässigen Boden des Behälters und einem Abzug für das Aufwirbelgas am oberen Ende des Behälters.The invention relates to a cooling device for powdery or granular material that is easy to adheres to the heat-exchanging surfaces, with a container in which longitudinal finned tubes for the coolant are arranged vertically, an inlet for fluidizing gas through the gas-permeable bottom of the Container and a vent for the fluidizing gas at the top of the container.

Eine derartige Kühlvorrichtung ist nach der französischen Patentschrift 1 062 011 in Form eines Silos bekannt. Nachteilig ist es hierbei, daß das zu kühlende Gut die Neigung hat, an den Kühlflächen anzuhaften, wodurch ein wirksamer Wärmetausch erschwert wird. Dieser Nachteil tritt besonders bei gegen Feuchtigkeit empfindlichen Stoffen, wie Zementstaub, auf.According to French patent specification 1,062,011, such a cooling device is in the form of a silo known. The disadvantage here is that the goods to be cooled have a tendency to adhere to the cooling surfaces, whereby an effective heat exchange is made difficult. This disadvantage is particularly common materials sensitive to moisture, such as cement dust.

Nach der französierten Patentschrift 1 179 572 ist eine Vorrichtung zum Erhitzen und Abkühlen von Schüttgut bekannt, bei welcher die Materialzuführung am oberen Ende und die Materialabführung nahe dem Boden eines stehenden Behälters vorgesehen ist und wobei die Materialabführung durch eine ansteigende, von Wirbelgas durchströmte Austragleitung verwirklicht wird, die am oberen Ende eine Überströmkante aufweist.According to the French patent specification 1,179,572 a device for heating and cooling of Known bulk goods, in which the material feed at the top and the material discharge is provided near the bottom of a standing container and wherein the material discharge through a rising discharge line through which fluidizing gas flows is realized, which at the upper end has a Has overflow edge.

Die deutsche Patentschrift 900 578 beschreibt eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen staubförmigen und flüssigen Stoffen, bei welcher für den Austrag des zu kühlenden Materials eine höhenverstellbare Überströmkante vorgesehen ist, die durch ein lotrecht einstellbares Wehr gebildet wird.The German patent specification 900 578 describes a device for heat exchange between dusty and liquid substances, in which a height-adjustable for the discharge of the material to be cooled Overflow edge is provided, which is formed by a vertically adjustable weir.

Nach der deutschen Patentschrift 532 067 ist eine Vorrichtung zur Förderung körniger, gegebenenfalls staubhaltiger Materialien aus Wirbelschichten bekannt, in denen eine Wärmbehandlung (Schwelen) des Wirbelguts vorgenommen wird, bei welcher für das die Förderung in der Austragleitung bewirkende Aufwirbelgas am unteren Ende der Austragleitung eine Einführung vorgesehen ist, die vom Einlaß des Aufwirbelgases durch den Boden der zur Wärmebehandlung des Wirbelguts dienenden Wirbelschicht unabhängig ist.According to the German patent 532 067 a device for conveying granular, possibly dusty materials from fluidized beds known, in which a heat treatment (smoldering) of the fluidized material is made, in which for the promotion in the discharge line causing Fluidizing gas at the lower end of the discharge line an introduction is provided from the inlet of the Fluidizing gas through the bottom of the fluidized bed used for heat treatment of the fluidized material is independent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs genannten bekannten Gattung von Kühlvorrichtungen nun eine Kühlvorrichtung zu schaffen, deren Wärmetauschflächen sauber bleiben, d. h. bei denen Ablagerungen auf der Seite des pulverförmigen Materials zuverlässig vermieden werden.The invention is based on the object of the known type mentioned at the beginning of cooling devices now to create a cooling device whose heat exchange surfaces are clean stay, d. H. in which deposits on the side of the powdery material are reliably avoided will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden Merkmale gelöst:According to the invention, this object is achieved by the combination of the following features:

a) in an sich bekannter Weise ist die Materialzuführung am oberen Ende und die Materialabführung nahe dem Boden des stehenden Behälters vorgesehen, wobei die Materialabführung durch eine ansteigende, von Aufwirbelgas durchströmte Austragleitung verwirklicht ist, die am oberen Ende eine Überströmkante aufweist;a) in a manner known per se is the material feed at the upper end and the material discharge provided near the bottom of the standing container, the material discharge being flowed through by a rising, fluidizing gas Discharge line is realized which has an overflow edge at the upper end;

b) die Überstörmkante ist in an sich bekannter Weise höhenverstellbar;b) the overflow edge is adjustable in height in a manner known per se;

c) in an sich bekannter Weise ist für das die Förderung in der Austragleitung bewirkende Aufwirbelgas am unteren Ende der Austragleitung eine Einführung vorgesehen, die vom Einlaß des Aufwirbelgases durch den Boden unabhängig ist.c) in a manner known per se is for the fluidizing gas causing the promotion in the discharge line at the lower end of the discharge line an introduction is provided from the inlet of the The fluidizing gas is independent through the floor.

Das zu kühlende, pulvcrförmige Material ist in hohem Maß feuchtigkeitsempfindlich. Diese Empfindlichkeit ist während des Kühlvorganges von der mittleren Temperaturdifferenz des Wärmetausches, d. h. von der Differenz der Temperaturen des zu kühlenden Materials an der Zuführung und Abführung an der Kühlvorrichtung sowie von der Differenz der Austritts- und Eintrittstemperatur des Kühlmittels abhängig. Weitere Faktoren, wie die Konsistenz des zu kühlenden Materials und seine Verweildauer in der Kühlvorrichtung, tragen ungewollt dazu bei, daß ίο das Material an den Kühlflächen haftet. Dieses Haften kann durch entsprechendes Steuern des Materialdurchsatzes je nach den Eigenschaften und den jeweiligen Temperaturen des Materials vermieden werden, und erst die Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht ausreichend zuverlässig dieses notwendige genaue Einstellen des Materialdurchsatzes. Ohne die Belüftungsverhältnissse je Flächeneinheit in der Wärmeaustauschkammer und in der Austragleitung zu ändern, läßt sich z. B. durch Verstellen der Höhe der Überströmkante das Druckhöhenverhältnis zwischen Wärmeaustauschkammer und Austragleitung in einem gewissen Bereich verändern und ausreichend genau einstellen. So wird eine sehr gute Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen eras möglicht.The powdery material to be cooled is highly sensitive to moisture. This sensitivity depends on the mean temperature difference of the heat exchange during the cooling process, i.e. H. from the difference in temperatures of the material to be cooled at the inlet and outlet the cooling device and the difference between the outlet and inlet temperatures of the coolant dependent. Other factors, such as the consistency of the material to be cooled and how long it remains in the cooling device, contribute unintentionally to the fact that ίο the material adheres to the cooling surfaces. This clinging can by appropriately controlling the material throughput depending on the properties and the respective Temperatures of the material are avoided, and only the cooling device according to the invention enables this necessary precise setting of the material throughput with sufficient reliability. Without the ventilation ratios per unit area in the heat exchange chamber and in the discharge line to change, z. B. the pressure height ratio by adjusting the height of the overflow edge change between the heat exchange chamber and discharge line in a certain area and set with sufficient precision. This ensures a very good adaptation to the respective operating conditions possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die höhenverstellbare Überströmkante durch ein lotrecht einstellbares Wehr gebildet wird oder daß sie durch mehrere wahlweise entfernbare Platten verwirklicht wird, die einen Teil des oberen Endes der Austragleitung bilden.Advantageous embodiments of the invention consist in that the height-adjustable overflow edge is formed by a vertically adjustable weir or that it is formed by several optionally removable Plates is realized which form part of the upper end of the discharge line.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt einer Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a vertical section of a cooling device according to the invention,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt der Austragleitung der Kühlervorrichtung nach der F i g. 1 und F i g. 3 einen waagerechten Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 2.F i g. FIG. 2 shows a vertical section of the discharge line of the cooler device according to FIG. 1 and F i g. 3 shows a horizontal section along the line 3-3 of FIG. 2.

Die Kühlvorrichtung weist einen stehenden länglichen Behälter 1 auf, der jede zweckentsprechende Querschnittform haben kann und bei der dargestellten Ausführungsform ein Zylinder ist. Der Behälter 1 hat an seinem oberen Ende eine Materialzuführung 2 und nahe dem Boden 4 eine Materialabführung 3. Der Materialabführung 3 ist ein gasdurchlässiger Boden 4 benachbart, der sich zum Auslaß hin nach abwärts neigt. Der gasdurchlässige Boden besteht vorzugsweise aus Filtersteinen oder anderem wärmebeständigem Material oder kann, wenn die Temperatur dies zuläßt, ein dicht gewebtes Textilgebilde sein. Die Durchlässigkeit des Bodens ist vorzugsweise über seine ganze Fläche so gleichmäßig wie möglich. Der Boden 4 ist im Abstand von der Bodenwandung 5 des Behälters angeordnet, um dazwischen eine Verteilerkammer 6 vorzusehen. Ein Luft- oder Gaseinlaß 7 ist in der Bodenwandung 5 vorgeshen, um aufwirbelnde Luft oder Gas unter Druck in die Verteilerkammer 6 und durch den Boden 4 in den Behälter 1 einzuleiten, wo das darüberliegende Material aufgewirbelt wird. Die Luft oder das Gas werden durch einen Abzug 8 am oberen Ende des Behälters abgezogen.The cooling device comprises a standing elongated container 1, each of which is suitable for its purpose May have cross-sectional shape and in the illustrated embodiment is a cylinder. The container 1 has a material feed 2 at its upper end and a material discharge 3 near the bottom 4. The material discharge 3 is a gas-permeable floor 4 adjacent, which is towards the outlet slopes downwards. The gas-permeable floor is preferably made of filter stones or other heat-resistant Material or, if the temperature permits, a tightly woven textile structure being. The permeability of the soil is preferably as uniform over its entire area as possible. The bottom 4 is arranged at a distance from the bottom wall 5 of the container so as to be in between a distribution chamber 6 to be provided. An air or gas inlet 7 is provided in the bottom wall 5 to whirling air or gas under pressure into the distribution chamber 6 and through the bottom 4 into the container 1 where the overlying material is whirled up. The air or the gas will be deducted by a trigger 8 at the top of the container.

Eine kegelförmige Verteilerhaube 9 ist unterhalb der Zuführung 2 angeordnet, um das eintretende warme Material zu verteilen und in die Form eines ringförmigen, nach abwärts fließenden Stromes zuA conical distributor hood 9 is arranged below the feed 2 to prevent the entering to distribute warm material and in the form of an annular, downward flowing stream to it

überführen. Luft, die unterhalb der Verteilerhaube 9 aufsteigt, strömt unter der Verteilerhaube nach außen und rührt den ringförmigen Materialstrom durch. Mehrere Längsrippenrohre 11 erstrecken sich vom Deckel des Behälters nach unten in im wesentlichen symmetrischer Anordnung, vorzugsweise in konzentrischen Reihen, sowie in einer genügenden Anzahl, um eine verhältnismäßig kleine Querschnittsfläche zwischen den Längsrippenrohren offen zu haben, um einen Materialfluß durch den Behälter hindurch zu ermöglichen. Jedes Längsrippenrohr 11 besteht aus einem Paar konzentrisch angeordneter innerer und äußerer Rohre 13 und 14, die sich beide durch den Deckel 12 hindurch erstrecken. Das äußere Rohr 14 ist mit einer Mehrzahl von sich nach außen erstrekkenden, radialen, wärmeleitenden Rippen 15 versehen. Die Rippen 15 reichen vom unteren Ende des Rohres 14 bis zu etwas unterhalb des Deckels des Behälters 1. Ein Verschlußteil in Form eines nach unten weisenden Kegels 16 ist für das untere Ende jedes äußeren Rohres 14 vorgesehen. Der Kegel 16 dient der Verteilung des Gasstromes gleichmäßig um die Oberfläche der Längsrippenrohre 11 herum.convict. Air that rises below the distributor hood 9 flows to the outside under the distributor hood and stirs the annular stream of material. A plurality of longitudinal finned tubes 11 extend from the Lid of the container facing downwards in a substantially symmetrical arrangement, preferably in a concentric one Rows, as well as in a number sufficient to have a relatively small cross-sectional area to have open between the longitudinal finned tubes to allow a flow of material through the container to enable. Each longitudinal finned tube 11 consists of a pair of concentrically arranged inner and outer tubes 13 and 14, both of which extend through the cover 12. The outer tube 14 is provided with a plurality of outwardly extending, radial, heat-conducting ribs 15. The ribs 15 extend from the lower end of the tube 14 to slightly below the lid of the Container 1. A closure member in the form of a downwardly facing cone 16 is for the lower end each outer tube 14 is provided. The cone 16 is used to distribute the gas flow evenly the surface of the longitudinal fin tubes 11 around.

Die Materialabführung 3 steht mit dem unteren Ende einer Austragleitung 22 in Verbindung. Diese Austragleitung enthält einen unteren Schenkel 23, der sich von der Abführung 3 auswärts und aufwärts zum unteren Ende eines sich lotrecht erstreckenden Schenkels 24 erstreckt, der an seinem oberen Ende in einen Überströmschenkel 25 ausmündet. Der lotrechte Schenkel 24 und der Überströmschenkel 25 können gesonderte Leitungen oder gemäß den F i g. 2 und 3 Abteile einer einzigen Austragleitung 22 sein. Der Pegel des Überstroms vom lotrechten Schenkel 24 in den Überströmschenkel 25 bestimmt den Pegel des Materials im Behälter 1, wobei der Pegel des Materials im Behälter 1 über der Überströmkante 24 α liegen kann.The material discharge 3 is connected to the lower end of a discharge line 22. This discharge line contains a lower leg 23 which extends from the discharge 3 outwards and upwards to the lower end of a vertically extending leg 24 which opens into an overflow leg 25 at its upper end. The vertical limb 24 and the overflow limb 25 can be separate lines or according to FIGS. 2 and 3 compartments of a single discharge line 22. The level of the overcurrent from the vertical limb 24 into the overflow limb 25 determines the level of the material in the container 1, the level of the material in the container 1 being above the overflow edge 24 α.

Es ist nötig, den Pegel der Überströmkante 24 a zu ändern, um entsprechend den Pegel des Materials im Behälter 1 zu ändern. Zu diesem Zweck weist die gemeinsame Wandung zwischen dem lotrechten Schenkel 24 und dem Überströmschenkel 25 eine Reihe von austausch- oder entfernbaren losen Platten 24 c sowie eine Gleitplatte oder ein Wehr 24 d auf, die mittels eines Handgriffes 24 e verstellt werden können. Durch Entfernen oder Zufügen von Platten 24 c oder durch Austausch von größeren Platten gegen kleinere Platten, oder umgekehrt, und durch die Anwendung der Gleitplatte oder des Wehres 24 d kann die Überströmkante 24 α auf jeden gewünschten Pegel eingestellt werden.It is necessary to change the level of the overflow edge 24 a in order to change the level of the material in the container 1 accordingly. For this purpose, the common wall between the vertical leg 24 and the overflow leg 25 has a number of replaceable or removable loose plates 24 c and a slide plate or weir 24 d , which can be adjusted by means of a handle 24 e. By removing or adding plates 24 c or by exchanging larger plates for smaller plates, or vice versa, and by using the sliding plate or the weir 24 d , the overflow edge 24 α can be adjusted to any desired level.

An Stelle dieser lassen sich auch andere Mittel zum Anheben oder Absenken der Überströmkante 24 a vorsehen.Instead of this, other means for raising or lowering the overflow edge 24 a can also be provided.

Die Austragleitung 22 ist an ihrem oberen Ende mit einem Entlüftungsstutzen 29 versehen.The discharge line 22 is provided with a ventilation nozzle 29 at its upper end.

An der Materialabführung 3 ist der untere Schenkel 23 der Austragleitung 22 mit einem Sammelstutzen 26 versehen, der zum Inneren des Schenkels 23 hin offen und gegen die Atmosphäre mittels eines Ventil 27 geschlossen ist. Das Ventil 27 kann periodisch geöffnet werden, um Ansammlungen von übergroßem Material, Klumpen, Knollen od. dgl. oder Femdkörper abzuziehen.At the material discharge 3 is the lower leg 23 of the discharge line 22 with a collecting connector 26 provided, which is open to the interior of the leg 23 and against the atmosphere by means of a Valve 27 is closed. The valve 27 can be opened periodically to prevent accumulations of oversized Remove material, lumps, lumps or the like or foreign bodies.

Durch eine Einführung 28 kann in den Schenkel 23 Luft eintreten, die durch den Entlüftungsstutzen 29 entweicht.Air can enter the leg 23 through an inlet 28, through the vent port 29 escapes.

Im Betrieb gelangt das abzukühlende warme pulverförmige Material, wie beispielsweise aus einer Mühle stammender fertiger Zementklinker, der eine Temperatur von 65 bis 150 ° C haben kann, durch die Materialabführung 2 des Behälters 1 hindurch auf die Platte 10 der Verteilerhaube 9. Es gelangt als ringförmiger Strom auf die Verteilerhaube 9 und von dort in den Behälter 1.During operation, the warm powder to be cooled arrives Material, such as finished cement clinker coming from a mill, the one Can have a temperature of 65 to 150 ° C, through the material discharge 2 of the container 1 through onto the plate 10 of the distributor hood 9. It arrives as an annular stream on the distributor hood 9 and from there into container 1.

Ein Teil des aufgewirbelten Klinkers strömt durch die Materialabführung 3 hindurch und aufwärts in den lotrechten Schenkel 24 der Austragleitung. Die Luftzufuhr durch die Einführung 28 wird so geregelt, daß das Material im Schenkel 24 so weit aufgewirbelt wird, daß es eine niedrigere Dichte hat, derart, daß die Säule oder der hydrostatische Druck des aufgewirbelten Materials im Behälter 1 das weniger dichte Material im Schenkel 24 zum Steigen und Überströmen in den Überströmschenkel 25 bringt, von wo es ausgetragen wird.Part of the whirled up clinker flows through the material discharge 3 and up into the vertical leg 24 of the discharge line. The air supply through the inlet 28 is regulated in such a way that that the material in the leg 24 is whirled up so far that it has a lower density, in such a way that that the column or the hydrostatic pressure of the fluidized material in the container 1, the less brings dense material in the leg 24 to rise and overflow into the overflow leg 25, from where it is carried out.

Im normalen Betrieb, nämlich solange die Zufuhr von Luft durch die Einführung 28 fortgesetzt wird, wird Zement ausgetragen. Deshalb wird der neue Zement, der in das Wirbelbett gelangt, aufgewirbelt und mit dem Bett gemischt wird, im Behälter nach unten verlagert. Wenn der Zement nach unten durch den Kühler hindurchläuft, bewirkt das ständige Rühren durch Aufwirbelung eine wirksame Wärmeübertragung zwischen dem Zement und den Längsrippenrohren 11. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit des dem Behälter zugeführten Zements auf die Geschwindigkeit, mit der der Zement durch die Abführung 3 hindurch ausgetragen wird, so abgestimmt, daß er mit einer Geschwindigkeit von etwa 90 cm/ Min. durch den Kühler hindurchströmt. Für Materialien, die feuchtigkeitsempfindlich sind und dazu neigen, auf den Wärmeübertragungsoberflächen einen Überzug zu bilden, können Geschwindigkeiten herunter bis zu 30 cm/Min, richtig sein.In normal operation, namely as long as the supply of air through the inlet 28 is continued, cement is discharged. Therefore, the new cement that gets into the fluidized bed is whirled up and is mixed with the bed, shifted downward in the container. When the cement is down through runs through the cooler, the constant stirring causes an effective heat transfer by fluidization between the cement and the ribbed tubes 11. Preferably, the speed is of the cement fed to the container to the speed at which the cement passes through the discharge 3 is discharged through it, so tuned that it moves at a speed of about 90 cm / Min. Flows through the cooler. For materials that are sensitive to moisture and in addition speeds can tend to form a coating on the heat transfer surfaces down to 30 cm / min, be right.

Unter gewissen Bedingungen baut sich das Material im Kühler allmählich auf, wenn der Pegel der Überströmkante 24 α derselbe bleibt, was, wenn keine Berichtigung vorgenommen wird, zum Zusetzen der Kühlvorrichtung führen kann. Um dies zu vermeiden, wird die Überströmkante 24 α so weit gesenkt, wie es notwendig ist, um den gewünschten Pegel des Wirbelbettes im Behälter 1 aufrechtzuerhalten.Under certain conditions, the material in the cooler gradually builds up if the level of the overflow edge 24 α remains the same, which, if no correction is made, can lead to clogging of the cooling device. In order to avoid this, the overflow edge 24 α is lowered as far as is necessary to maintain the desired level of the fluidized bed in the container 1.

Claims

Claims: '

1. Cooling device for powdery or granular material that is easily attached to the heat-exchanging Adhering to surfaces, with a container in which longitudinal finned tubes for the coolant are perpendicular are arranged, an inlet for fluidizing gas through the gas-permeable bottom of the Container and a vent for the fluidizing gas at the top of the container by combining the following features:

a) in a manner known per se, the material feed (2) is provided at the upper end and the material discharge (3) near the bottom (4) of the standing container (1), the material discharge through an ascending discharge line (22) through which the fluidizing gas flows. is realized, which has an overflow edge (24 a) at the upper end;

b) the overflow edge (24 d) can be adjusted in height in a manner known per se;

c) in a manner known per se is for the promotion in the discharge line (22) causing A fluidizing gas inlet (28) is provided at the lower end of the discharge line, which is independent of the inlet (7) of the fluidizing gas through the floor (4).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the height-adjustable overflow edge is formed by a vertically adjustable weir (24 d) .

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the height-adjustable overflow edge is formed by a plurality of optionally removable plates (24 c) which form a part form the upper end of the discharge line.

1 sheet of drawings