DE2230489A1

DE2230489A1 - Drying and cooling materials - esp feed to cement making rotary kiln

Info

Publication number: DE2230489A1
Application number: DE19722230489
Authority: DE
Inventors: Alfons Winterberg
Original assignee: Balcke AG
Current assignee: Balcke AG
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1974-01-10

Abstract

A heat exchanger for preheating, drying, cooling and for thermally treating fine granular or pulverulent materials comprises a number of stages successively arranged in a tower, the material travelling downwards and the gas upwards in contraflow. These stages comprise successive dust sepn cyclons each having a top cover and an inclined floor, all the cyclones being mounted coaxially above one another in a pref. cylindrical metal tower. Each cyclone is connected to the next by a coaxial pipe, passing through the inclined floor; solids accumulating on the inclined floor pass through a discharge line, pass down a certain distance outside the column wall and re-enter the column after bypassing one cyclone to rejoin the coaxial connecting pipe between the bypassed cyclone and the one next below.

Description

Wärmet auscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der zum Energieaustausch zwischen heißem Gas und kalten, feingemahlenen Feststoffteilen oder zur Kühlung heißer, pulverf örmiger Fest stoffe durch kalte Iiuft eingesetzt werden kann.Heat exchanger The invention relates to a heat exchanger, that for the exchange of energy between hot gas and cold, finely ground solid particles or used to cool hot, powdery solids with cold air can be.

Wärmeaustauscher zum Vorwärmen, Trocknen, Kühlen und zur Wärmebehandlung feinkörniger, pulverförmiger Materialien werden in großem Umfang bei der Zementherstellung, sowie in der Aluniniumindustrie und bei anderen ähnlichen Sinter- Brenn- und Röstanlagen zur Senkung der Abgastemperatur und zur Aufheizung des Aufgabematerials, verwendet.Heat exchangers for preheating, drying, cooling and for heat treatment fine-grained, powdery materials are used to a large extent in cement production, as well as in the aluminum industry and in other similar sintering, burning and roasting plants used to lower the exhaust gas temperature and to heat up the feed material.

Die bekannten Einrichtungen lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen. Es werden einerseits Wärmeaustauscher benutzt, die nach einem Nehrstufenprinzip arbeiten, wobei mehrere im Gleichstrom arbeitende über- und nebeneinander angeordnete Austauschstufen hintereinander geschaltet werden. Das zweite Prinzip besteht darin, daß die Abgase im Gegenstrom zum Aufgabematerial durch sogenannte Schachtvorwärmer geführt werden, in denen der Wärmeaustausch im Gegenstrom stattfindet. Bei diesen Anlagen ist eine gesonderte Tragkonstruktion in Form eines Stahlbau- oder Betonturms, wie sie bei nach dem MehrstuSenprinzip arbeitenden Wärmeaustauschern für erforderlich gehalten werden, entbehrlich; diese Anlagen können vielmehr als freistehende selbsttragende Aggregate ausge führt werden.The known facilities can be divided into two main groups. On the one hand, heat exchangers are used that operate according to a multi-stage principle work, with several working in direct current arranged one above the other and next to one another Exchange stages can be switched one after the other. The second principle is that the exhaust gases flow in countercurrent to the feed material through so-called shaft preheaters are performed, in which the heat exchange takes place in countercurrent. With these Plant is a separate supporting structure in the form of a steel or concrete tower, as required for heat exchangers working according to the multi-stage principle be kept, dispensable; Rather, these plants can be freestanding as self-supporting Aggregates are carried out.

Die Vorteile der nach dem Stufenprinzip arbeitenden Anlagen bestehen einerseits in dem guten Abscheidegrad der einzelnen Stufen und dem damit geringen Staubkreislauf und andererseits neben dem guten wärmetechnischen Wirkungsgrad in der elastischen Fahrweise über einen weiten Arbeitsbereich. Ein Nachteil der bekannten mehrstufigen Anlagen, die meist als Mehrfach-Zyklon-Wärmetauscher ausgeführt werden, ist die aufwendige Tragkonstruktion für die einzelnen Stufen, die aufgrund der Ausbildungsformen und der Anordnung notwendig ist.The advantages of the systems working according to the step principle exist on the one hand in the good degree of separation of the individual stages and thus the low one Dust cycle and, on the other hand, in addition to the good thermal efficiency in the elastic driving style over a wide work area. A disadvantage of the known multi-stage systems, which are usually designed as multiple cyclone heat exchangers, is the elaborate supporting structure for the individual stages, which is due to the forms of training and the arrangement is necessary.

Die nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Anlagen haben demgegenüber den Vorteil, daß sie einfacher ausgebildet sind, d.h. keine gesonderte Tragkonstruktion benötigen, andererseits aber die Nachteile ungunstiger Betriebsdaten, eines erhöhten Staubkreislaufes und eines geringeren wärmetechnischen Wirkungsgrades.On the other hand, the systems that work according to the countercurrent principle have the advantage that they are of a simpler design, i.e. no separate supporting structure need, on the other hand, the disadvantages of unfavorable operating data, an increased Dust cycle and a lower thermal efficiency.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, einen Wärmetauscher so auszubilden, daß er die Vorteile der beiden vorstehend erwnten Typen von Warmetauschern vereinigt, d.h. daß die hintereinander geschalteten Stufen so angeordnet sind, daß ein möglichst geringer Raumbedarf benötigt wird und eine selbsttragende gonstruktion entsteht.The object on which the invention is based is to provide a To train heat exchangers so that he has the advantages of the two mentioned above Combined types of heat exchangers, i.e. the stages connected in series are arranged so that the smallest possible space is required and one self-supporting structure is created.

Bei einem Wärmetauscher zum Vorwärmen, Trocknen, Kühlen und zur Wärmebehandlung feinkörniger, pulverförmiger Materialien, insbesondere von Zementrohmehl, bei dem mehrere im Gleichstrom arbeitende hustauschstuien hintereinander geschaltet sind und das zu behandelnde Gut der obersten Stufe zugeführt uazii aus der untersten Stufe abgezogen wird. während das zas zunächst in die unterste Stufe eingeführt wird und die Anlagen über die oberste Stufe verlt, besteht die Erfindung darin, daß mehrere Drehströmungsentstauber mit einem Deckel und einem schrägen Boden koaxial übereinander in einem vorzugsweise zylindrischen Blech- oder Betonschacht angeordnet sind, die über ebenfalls koaxial zur Schachtachse angebrachte Verbindungsrohre miteinander verbunden sind, deren unteres Ende durch den Deckel in einen der Entstauber hineinragt, während die oberen Abschnitte der Verbindungsrohre durch die schrägen Böden in den darüber angeordneten Entstauber geführt sind, wobei sich an die schrägen Böden Austrittsleitungen für das zu behandelnde Gut anschließen, die aus dem Schacht nach außen geführt und unter Umgehung eines Entstaubers zwischen zwei Entstaubern an ein Ve-Dindungsrohr angeschlossen sind.With a heat exchanger for preheating, drying, cooling and heat treatment fine-grained, powdery materials, especially cement raw meal, in which several hustauschstuien working in direct current are connected in series and the items to be treated are fed to the top level and uazii from the bottom level Stage is withdrawn. while the zas is first introduced into the lowest level and leaves the systems via the top level, the invention consists in that several Rotary flow dust extractor with a cover and an inclined one Bottom coaxially one above the other in a preferably cylindrical sheet metal or concrete shaft are arranged, which are also attached coaxially to the shaft axis connecting pipes are connected to one another, the lower end of which through the lid into one of the dust extractors protrudes, while the upper sections of the connecting pipes through the inclined Soils are guided in the deduster arranged above, with the sloping Bottom, connect outlet lines for the material to be treated that come out of the shaft outwards and bypassing a dust extractor between two dust extractors are connected to a Ve-Dindungsrohr.

Auf diese Weise ergibt sich eine selbsttragende Konstruktion, in der die einzelnen Austauschstufen übereinander angeordnet sind.In this way there is a self-supporting structure in which the individual exchange levels are arranged one above the other.

Die Erfindung sieht ferner vor, daß das obere Ende der Verbindungsrohre mit einem Drallkörper versehen ist und daß innerhalb der Entstauber zwischen dem Eintritt und dem Austritt des Gases Strömungskörper angeordnet sind.The invention also provides that the upper end of the connecting pipes is provided with a swirl body and that within the deduster between the Inlet and outlet of the gas flow body are arranged.

Auf der Zeichnung- ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Anlage dient zur Vorwärmung von Rohmehl, das einem Drehrohrofen 1 zugeführt wird. Die aus diesem Ofen austretenden heißen Gase werden zur Aufheizung des Rohmehls benutzt und verlassen die Anlage über eine Leitung 2 und einen Ventilator 3, von wo sie in eine nicht dargestellte Entstaubungsanlage gelangen. Der Wärmetauscher besteht aus drei Stufen, die durch die Drehströmungsentstauber 4, 5 und 6 gebildet werden. Diese sind übereinander in einem Blech- oder Betonschacht 7 angeordnet und haben einen oberen Deckel 8 und einen unteren schräg verlaufenden Boden 9. In die einzelnen Böden münden von unten koaxial zur Schachtachse liegende Verbindungsrohre 10, die als Tauchrohre durch die Deckel 8 in die jeweils darunterliegenden Entstauber hineinragen.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The system serves to preheat raw meal which is fed to a rotary kiln 1 will. The hot gases emerging from this oven are used to heat the raw meal used and leave the system via a line 2 and a fan 3, of where they get into a dust collector, not shown. The heat exchanger consists of three stages, which are formed by the rotary flow dust extractors 4, 5 and 6 will. These are arranged one above the other in a sheet metal or concrete shaft 7 and have an upper cover 8 and a lower sloping bottom 9. In the individual floors open from below coaxially to the shaft axis Connecting pipes 10, which act as immersion pipes through the cover 8 in the respective underlying Deduster protrude.

Das unterste Verbindungsrohr mündet über eine Verbindungsleitung 11 in den Einlaufkopf 12 des Drehrohrofens.The lowermost connecting pipe opens out via a connecting line 11 into the inlet head 12 of the rotary kiln.

Zwischen den oberen Enden der Verbindungsrohre 10, die zweckmäßigerweise mit einem Drallkörper 13 versehen sind und dem unteren Ende des darüberliegenden Verbindungsrohres ist innerhalb des Entstaubers ein Strömungskörper 14 angeordnet, der zur Ablenkung des Gas- und Gutstromes und damit zur besseren Trennung dient. An die einseitig schräg angeschnittenen Böden schließt sich eine Austrittsleitung 15 für das in den einzelnen Stufen behandelte Gut an, die aus dem Schacht 7 herausgeführt ist, den darunterliegenden Entstauber umgeht und in das in diesen mündende Verbindungsrohr 10 in dem Abschnitt eingeführt wird, in dem dieses durch den zwischen zwei Entstaubern liegenden freien Raum tritt. Die Austrittsleitung der untersten Stufe mündet in den Xinlaufkopf 12 des Drehrohrofens.Between the upper ends of the connecting pipes 10, which is expediently are provided with a swirl body 13 and the lower end of the overlying Connecting pipe, a flow body 14 is arranged within the dust extractor, which serves to deflect the gas and material flow and thus for better separation. An outlet pipe connects to the bottom, which is cut at an angle on one side 15 for the goods treated in the individual stages, which lead out of the shaft 7 bypasses the deduster underneath and into the connecting pipe opening into this 10 is introduced in the section in which this is through the between two dedusters lying free space occurs. The outlet line of the lowest stage opens into the Xinlaufkopf 12 of the rotary kiln.

Die Anlage arbeitet wie folgt: Das aus dem Drehrohrofen kommende heiße Gas wird über den Einlaufkopf 12 und die Verbindungsleitung 11 in das Verbindungsrohr 10 der ersten Stufe eingeführt, aus der es nach Durchgang durch den Drehströmungsentstauber 4 durch das darüberliegende Verbindungsrohr 10 in den Entstauber 5 und dann in den Entstauber 6 gelangt, von wo es über zwei kleinere Zyklon-Abscheider 16 die Anlage über die Leitung 2 verläßt. Das zu behandelnde Gut wird über einen Einlaufstutzen 17 oberhalb des Entstaubers 6 zugeführt.The system works as follows: The hot one coming out of the rotary kiln Gas is fed into the connecting pipe via the inlet head 12 and the connecting line 11 10 of the first stage introduced, from which it is after passing through the rotary flow deduster 4 through the connecting pipe 10 above it into the dust extractor 5 and then into the Deduster 6 arrives, from where there are two smaller cyclone separators 16 the system on line 2 leaves. The material to be treated is fed via an inlet nozzle 17 fed above the dust extractor 6.

Zum Anfahren der Anlage dient eine Klappe 18. Das Gut wird durch das aus dem Entstauber 6 kommende Gas mitgerissen und durchläuft zunächst die beiden Zyklone 16, deren Austrittsleitungen in dem freien Raum zwischen dem oberen und dem mittleren Entstauber in das obere Verbindungsrohr 10 münden. Durch das aufsteigende Gas wird das Gut dem Drehströmungsentstauber 6 zugeführt, den es über die Beitung 15 verläßt, die aus dem Schacht herausgeführt ist, den Entstauben 5 umgeht und dann in dem freien Raum zwischen den Entstaubern 4 und 5 in das mittlere Verbindungsrohr mündet, so daß das Gut in den Entstauber 5 und in der beschriebenen Weise über das untere Verbindungsrohr 10 in den Entstauber 4 und schließlich in den Drehrohrofen gelangt.A flap 18 is used to start up the system coming from the dust extractor 6 entrained gas and first passes through the two Cyclones 16, their outlet lines in the free space between the upper and the middle dust extractor open into the upper connecting pipe 10. Due to the rising gas, the material is fed to the rotary flow deduster 6, which it leaves via the Beitung 15, which is led out of the shaft, the dedusting 5 bypasses and then in the free space between the dust extractors 4 and 5 in the middle Connecting pipe opens so that the material in the dust extractor 5 and in the described Way via the lower connecting pipe 10 in the dust extractor 4 and finally in reaches the rotary kiln.

Der eigentliche Wärmeaustausch findet dabei in den Verbindungsrohren 10 statt, in denen das aufgegebene Rohmehl dispergiert und die einzelnen Teilchen des Rohgutes intensiv von Heißgas umspült werden. Die Verteilung des Rohmehls im Gasstrom kann durch an sich bekannte Einbauten und Schieber noch verbessert werden.The actual heat exchange takes place in the connecting pipes 10 instead, in which the fed raw meal is dispersed and the individual particles of the raw material are intensively flushed with hot gas. The distribution of the raw meal in the Gas flow can be further improved by internals and slides known per se.

PatentansprücheClaims

Claims

Claims X Heat exchangers for preheating, drying, cooling and for heat treatment of fine-grained, powdery materials, especially raw cement meal, in which several exchange stages working in direct current are connected in series and the goods to be treated are fed to the top level and from the bottom Stage is withdrawn while the gas is first introduced into the lowest stage and leaves the system via the top level z e i c h n e t that several rotary flow dedusters (4, 5, 6) with a cover (8) and an inclined base (9) coaxially one above the other in a preferably cylindrical one Sheet metal or concrete shaft (7) are arranged, which is also coaxial to the shaft axis attached connecting pipes (10) are connected to each other, the lower end protrudes through the lid into one of the dust extractors, while the upper sections the connecting pipes (10) through the sloping floors into the deduster arranged above are performed, with outlet lines (15) for the to the inclined bottoms Connect the material to be treated, which is led out of the shaft (7) to the outside and underneath Deduster bypass connected to a connecting pipe between two dedusters are.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the the upper end of the connecting pipes is provided with a swirl body (13).

3. Heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that that within the dust extractor (4, 5, 6) between the gas inlet and the gas outlet Flow body (14) are arranged.