DE1243109B - Verfahren zum Behandeln stueckigen Gutes mittels Dampf und rohrfoermige Kammer zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F26b

Deutsche KL: 82 a-1/07

Nummer: 1243109

Aktenzeichen: O7455X/82a

Anmeldetag: 11. Juni 1960

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von stückigem Gut in einer Kammer mittels Dampf, beispielsweise zum Trocknen von Kohle, und darauffolgendem Abkühlen des Gutes in Stufen, wobei die beim stufenweisen Abkühlen frei werdende Wärme korrespondierenden Erwärmstufen zugeführt wird und auf eine rohrförmige Kammer zur Durchführung des Verfahrens. Die Dampfbehandlung von stückigem Gut wird üblicherweise in Druckbehältern durchgeführt, welche chargenweise betrieben werden. Es handelt sich hierbei um einen Trocknungsvorgang, ζ. B. für lignitische Braunkohle.

Um wirtschaftliche Anlagen zu erstellen, ist man bestrebt, Verfahren anzuwenden, bei denen die Anlagekosten bzw. der Dampf verbrauch möglichst gering sind. So wird z. B. bei Druckbehältern für die Trocknung lignitischer Braunkohle ein Stufenverfahren angewendet, bei welchem die Vorwärmung durch Dampf aus benachbarten Druckbehältern erfolgt. Andererseits lassen sich Anlagekosten verringern, wenn der chargenmäßige Betrieb durch ein kontinuierliches Verfahren ersetzt werden kann, wie es bei der Vakuumtrocknung von isolierten Kleinteilen vorgeschlagen wurde.

Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens demgegenüber ist es, den kontinuierlichen Betrieb mit der stufenweisen Dampfexpansion zwecks bester Wärmeökonomie zu vereinen. Das erfindungsgemäße Verfahren geht hierbei von dem eingangs beschriebenen Verfahren aus.

Es ist gekennzeichnet durch Zufuhr von Dampf an das kontinuierlich durch hintereinandergeschaltete, gegeneinander abgedichtete Teilkammern unterschiedlichen Druckes transportierte Gut in eine mittlere Teilkammer und weiter unter fortlaufender Expansion in die anschließende erste Kühlkammer und von dieser jeweils teilweise in die folgende Kühlstufe und in die korrespondierende Erwärmstufe.

Auf diese Weise wird das zu behandelnde Gut zunächst in Stufen erwärmt und dann in Stufen abgekühlt, wobei sich der Dampfdruck in den einzelnen Zonen derart einstellt, daß er, in Bewegungsrichtung des Gutes gesehen, von Beginn der Reihe der Teilkammern gegen den mittleren Bereich dieser Reihe hin zunimmt und von dort zum Ende der Reihe hin wieder abnimmt.

Der Dampf, welcher der im mittleren Bereich der Reihe liegenden Teilkammer mit Überatmosphärendruck zugeführt wird, kann somit nach der Einwirkung auf das in dieser Zone befindliche Gut mit diesem in die dieser mittleren Teilkammer nach-Verfahren zum Behandeln stückigen Gutes mittels Dampf und rohrförmige Kammer zur
Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Österreichisch-Alpine Montangesellschaft, Wien

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Schliebs, Patentanwalt,

Darmstadt, Ludwig-Büchner-Str. 14

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Walter Kaufmann,
Zeltweg (Österreich)

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 18. Dezember 1959 (A 9187/59) -

geschalteten Kühlkammern unter Expansion übergehen, wobei ein Teil dieses allmählich expandierenden Dampfes von den der mittleren Teilkammer nachgeschalteten Kühlkammern in die diesen entsprechenden Erwärmkammern geleitet und dort zur Erwärmung des in diesen Erwärmkammern befindlichen Gutes verwendet wird. Das zu behandelnde Gut wird somit im wesentlichen durch drei Bereiche geführt, und zwar durch einen Erwärmebereich, einen eigentlichen Dämpfbereich und durch einen Abkühlbereich. Die für die Behandlung des Gutes im Dämpfbereich erforderliche Wärme stammt von dem in diesem Bereich eingeführten Dampf. Beim weiteren Fortschreiten des Gutes und bei dessen Austritt aus der Dämpfzone expandiert der zusammen mit dem Gut austretende Dampf und wird in eine dem Dämpfbereich vorgeschaltete Zone geführt, in welcher dieser expandierte Dampf für die Erwärmung des dort befindlichen Gutes verwendet wird. In diesem Sinn sind je nach Bedarf mehrere Erwärmstufen dem Dämpfbereich vorgeschaltet bzw. mehrere Kühlstufen diesem nachgeschaltet, wobei der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens um so günstiger wird, je mehr solche Stufenpaare sich vor bzw. nach der mittleren Teilkammer, welcher der Dampf zugeleitet wird, befinden. Am zweckmäßigsten ist es, wenn

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jede der der mittleren Teilkammer nachgeschalteten von links und rechts von ihr liegenden ähnlichen

Kühlstufen eine Teilmenge des ihr zugeleiteten Teilkammern angeordnet und hat eine Zuleitung 4 für

expandierenden Dampfes an die jeweils korrespon- Wasserdampf sowie eine Ableitung 5, durch welche

dierende Erwärmstufe abgibt. in der Teilkammer 3 anfallendes Wasser in ein

Das in den einzelnen Teilkammern anfallende 5 Wassersammeigefäß 6 abgeleitet wird, das einen AnWasser wird zweckmäßig getrennt gesammelt und, schluß 7 für eine Wasserableitung und einen Angegebenenfalls nach Abscheidung von Schlamm, von schluß 8 für die Schlammableitung aufweist. Im Zonen höheren Dampfdruckes zu Zonen niedrigeren Inneren der rohrförmigen Kammer 1 dienen Rollen-Dampfdruckes geleitet, wo es in für die Behandlung lagerungen 9 zur Führung und Abstützung von durch des Gutes verwendbaren Dampf übergeht. Dadurch io die einzelnen Teilkammern geführten Gutbehältern kann das Verfahren noch ökonomischer gestaltet 10, welche als Hohlzylinder ausgebildet sind (F i g. 2). werden. Die Außenfläche dieser Behälter 10 wirkt mit den

Da das aus den letzten Teilkammern der Reihe Stopfbüchsen 2 im Sinn einer Abdichtung der Teilaustretende Gut, welches mit niedergespanntem und kammer 3, gegenüber den übrigen Teilkammern "zuteilweise gesättigtem Dampf in Berührung steht, noch 15 sammen. In F i g. 2 ist ein derartiger Behälter 10 darimmer einen gewissen Restgehalt an Feuchtigkeit auf- gestellt. Das eine Ende eines jeden derartigen Behälweist, hat es sich insbesondere bei der Trocknung von ters ist dicht abgeschlossen, während das andere Kohle als zweckmäßig erwiesen, im Rahmen der Ende eine undichte Abdeckung, beispielsweise einen Erfindung eine Nachbehandlung des Gutes mit mit Löchern versehenen Deckel 11, hat. Dieser dient heißem Gas vorzunehmen. Dies kann so erfolgen, 20 dazu, das Gut 12 in den Behältern zu halten, und erdaß das Gut zwischen zwei im Endbereich der Teil- möglicht gleichzeitig den Eintritt von Dampf und den kammerreihe angeordneten Kühlkammern mit hei- Austritt von Wasser durch die Löcher im Deckel, ßem Gas, z. B. Heißluft, bespült wird. Auf diese Beide Enden eines jeden Behälters haben Zungen Weise wird erreicht, daß das aus den Kühlkammern 13, welche mit entsprechenden Schlitzen 14 abwechder Reihe austretende Gut praktisch vollkommen 25 sein und an ihrer Außenseite im mittleren Bereich trocken anfällt. eine Ringnut 15 aufweisen, in welche ein Federring

Die erfindungsgemäße rohrförmige Kammer zur 16 eingesetzt werden kann. Zur Verbindung von zwei Durchführung des Verfahrens geht aus von einer Behältern 10 miteinander werden die Zungen 13 des Konstruktion, welche durch Dichtungen gegenein- einen Behälters in die Schlitze 14 des anderen einander abgegrenzte Teilkammern und Zu-, Über- und 30 geführt, bis sich die Nuten 15 der beiden Behälter Ableitungen für Dampf und Ableitungen für Kon- decken, worauf dann in diese gemeinsame Nut der denswasser hat. Sie ist gekennzeichnet durch undicht Federring 16 eingesetzt wird. Man erhält auf diese abgeschlossene, durch die Kammer schiebbare Gut- Weise eine jederzeit lösbare und den Transport eines behälter. Die Kammer bildet eine Führung für diese aus einer Vielzahl von Behältern 10 zusammen-Behälter, wobei die Dichtungen zwischen den ein- 35 gesetzten Behälterstranges durch die rohrförmige zelnen Teilkammern mit den Behältern zwecks Er- Kammer durch Zug an einem Ende dieses Stranges zielung einer Dichtwirkung zusammenwirken. Zweck- ermöglichende Verbindung. Die Verbindung muß mäßig sind hierbei die Behälter als an einem Ende undicht sein, um das Eindringen von Dampf von dicht verschlossene und am anderen Ende mittels außen in den Behälter durch die Löcher des Deckels eines undichten Deckels abdeckbare, lösbar mitein- 40 11 zu ermöglichen.

ander verbundene Hohlzylinder ausgebildet, wobei In F i g. 4 sind mit den Bezugszeichen 17,17', IT"

die Außenflächen des Hohlzylinders mit den als die links von der mittleren Teilkammer 3 vorhan-

Stopfbüchsen ausgebildeten Abdichtungen der rohr- denen Erwärmkammern und mit den Bezugszeichen

förmigen Kammer zusammenwirken. 18,18', 18" die rechts von der mittleren TdI-

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von 45 kammer 3 liegenden Kühlkammern bezeichnet. Die

Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es von der rohrförmigen Kammer 1 gebildete Führung

zeigt für die Behälter 10 hat nach F i g. 4 eine Neigung, die

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den mittleren den Wasserabfluß in den einzelnen Teilkammern zu

Bereich einer erfindungsgemäßen Kammer, den diesen Teilkammern zugeordneten Wasser-

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen in der 50 sammelgefäßen 6, 6', 6" und 6 a,6 a', 6 a". Die beKammer verwendeten Gutbehälter, günstigt rohrförmige Kammer 1 kann jedoch auch in

F i g. 3 einen Querschnitt durch ein Behälterende, jeder beliebigen Neigung gegenüber der Waage-

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer erfin- rechten liegen. Sie kann auch lotrecht stehen,

dungsgemäßen Kammer mit den Leitungen, welche Der aus einer Vielzahl von miteinander verbun-

die die einzelnen Behandlungszonen bestimmenden 55 denen Behälter 10 gebildete Behälterstrang kann

Teilkammern miteinander verbinden, durch außerhalb der letzten Teilkammer 18" an-

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer An- gewendeten Zug in Richtung des Pfeiles 19 durch die

lage für das erfindungsgemäße Verfahren für die rohrförmige Kammer 1 gezogen werden.

Kohletrocknung. In der mittleren Teilkammer 3 befindet sich nun

In Fig. 1 ist mit 1 die Wand einer rohrförmigen 60 zu einem gegebenen Zeitpunkt eine bestimmte AnDruckkammer bezeichnet. 2 sind in Form von Stopf- zahl von Gutbehältern 10, die in der schon beschriebuchsen ausgebildete Dichtungen zu beiden Seiten benen Weise die Teilkammer 3 gegen die Nachbareiner Teilkammer 3. Die Stopfbuchsen 2 sind aus kammern abdichten. Durch die Rohrleitung 4 strömt einer Vielzahl von in Einzelsegmente aufgeteilten Wasserdampf in die Teilkammer 3 und durch die Ringen zusammengesetzt, welche durch Ringfedern 65 Deckel U in die mit Gut 12 gefüllten Behälter. Der nach innen gedruckt werden und auf diese Weise eine Wasserdampf bewirkt eine Aufschließung des zu bestopfbüchsenartige Wirkung hervorrufen. Die rohr- handelnden Gutes, und das dabei gegebenenfalls anförmige Teilkammer 3 ist in der Mitte einer Reihe fallende Kondenswasser läuft durch die Ableitung 5

Claims (1)

1. 5 6

   in das Wassersammeigefäß 6, in dem sich etwa vor- die Erwärmung des in diese Teilkammern eintretenhandener Schlamm absetzen kann, welcher peri- den Gutes nutzbare Wärme zur Verfügung steht, odisch durch die Schlammableitungen 8, 20 abgeführt Auch aus den Teilkammern 18 und 17 fließt Konwird, denswasser in die entsprechenden Wassersammel-

   Durch Zug am Behälterstrang in Richtung des S gefäße 6 α bzw. 6'. Dieses Wasser gelangt über eine Pfeiles 19 wird der in der Teilkammer 3 am weitesten Leitung 26 in die Teilkammer 17', wo es ebenfalls rechts befindliche Gutbehälter durch die die Teil- verdampft. Die in der Bewegungsrichtung des Gutes kammer 3 nach rechts abdichtende Stopfbüchse 2 ge- (Pfeil 19) erste Teilkammer 17" ist über eine Leitung bracht, und der in diesem Gutbehälter befindliche 27 mit den Wassersammeigefäßen 6' und 6 a' ver-Dampf tritt unter Expansion in die Kühlkammer 18 io bunden. In dieser Leitung 27 ermöglicht ein vor der ein. Die Kühlkammer 18 ist über eine Leitung 21 mit Teilkammer 17" vorhandenes gesteuertes Einlaßder auf der anderen Seite unmittelbar vor der Teil- ventil 28 die Teilkammer 17" mit Heißwasser zu kammer 3 liegenden Erwärmkammer 17 verbunden, überfluten und das darin befindliche Gut zu waschen und so verteilt sich der in die Teilkammer 18 expan- und vorzuwärmen. Jeweils vor dem Austritt eines dierte Dampf auf beide Teilkammern 18 und 17. In 15 Gutbehälters 10 aus der Teilkammer 17" wird das analoger Weise ist die Teilkammer 18' mit der Einlaßventil 28 geschlossen, worauf sich der Wasserspiegelbildlich zu ihr angeordneten Teilkammer 17' inhalt der Teilkammer 17" durch eine Ablaufleitung über Leitungen 21' verbunden. Die Zahl der Teil- 29 entleert.

   kammern vor bzw. hinter der mittleren Teilkammer 3 Durch eine an die Dampfleitung 21 der Teilkann je nach den Erfordernissen variieren. Der 20 kammer 18 angeschlossene Entnahmeleitung 30 kann Dampfdruck in den hinter der mittleren Teil- ein Teil des in der Teilkammer 18 expandierten kammer 3 gelegenen Teilkammern 18,18', 18" usw. Dampfes abgezweigt und durch Verdichtung oder sinkt von dem in der Teilkammer 3 herrschenden Wärmezufuhr wieder auf den in der Leitung 4 herr-Wert stufenweise ab, und da die hinter der mittleren sehenden Druck gebracht werden. Weiterhin kann Teilkammer 3 gelegenen Teilkammern 18 und 18' 25 durch eine an das Wassersammeigefäß 6 angeschlosüber die Leitungen 21 und 21' mit den vor der mitt- sene Leitung 31, Heißwasser aus diesem Wasserleren Teilkammer 3 liegenden Teilkammern 17 und sammelgefäß abgezweigt und an einer anderen Stelle 17' verbunden sind, sinkt auch der in diesen letzteren verwendet werden.

   Teilkammern herrschende Druck stufenweise in der Gemäß F i g. 5 hat ein Bunker 32 für das zu be-Richtung entgegen der Bewegungsrichtung (Pfeil 19) 30 handelnde Gut eine Abfüllschnauze 33. Durch diese des zu behandelnden Gutes. Das Gut durchläuft die werden die einzelnen Behälter 10 mit dem zu beverschiedenen Teilkammern, wobei der Druck in handelnden Gut gefüllt und mit den Deckeln 11 abdiesen in Bewegungsrichtung des Gutes von der Teil- gedeckt. Die Gutbehälter werden hierauf gekippt, kammer 17' über die Teilkammer 17 zur Teil- miteinander verbunden und in die rohrförmige Kamkammer 3 ansteigt und von dort ab in der Reihen- 35 merl eingebracht, in welcher sie die Teilkammern folge Teilkammern 18,18' absinkt. Die Durchgangs- 17", 17', 17, 3,18,18' und 18" durchlaufen. Hierbei zeit der Gutbehälter 10 durch die einzelnen Teil- zieht ein Zugmittel 34 den aus den einzelnen Gutkammern wird so abgestimmt, daß die Zeitdauer der behältern 10 bestehenden Strang über ein Rollenbett Dampfeinwirkung auf das Gut in den einzelnen Gut- 35 aus der Kammer 1 aus. Das Rollenbett 35 ist eine behältern dem verlangten Trocknungsgrad entspricht. 40 Fortsetzung der von den Rollen 9 im Inneren der In den vor der mittleren Teilkammer 3 gelegenen Kammer 1 gebildeten Bahn. Das Zugmittel 34 be-Teilkammern wird das Gut erwärmt. steht aus einer Zange od. dgl., welche z. B. mittels

   Nach F i g. 4 hat die Teilkammer 18' eine Zu- eines dampfbetriebenen Kolbens 36 betätigt wird, leitung 22 für Heißluft bzw. überhitzten Dampf, wo- Unter dem Rollenbett 35 ist ein Becherwerk 37 andurch das in der Teilkammer 18' befindliche Gut « geordnet, welches jeweils einen Gutbehälter 10 vom nachgetrocknet werden kann. Die Heißluft bzw. der Behälterstrang entkuppelt und die einzelnen Behälter überhitzte Dampf nimmt die Restfeuchtigkeit des zu an eine Stelle bringt, an welcher ihre Deckel 11 abbehandelnden Gutes auf und strömt durch eine Ab- genommen werden. Die einzelnen Gutbehälter leitung 23 ab. Bei der Nachtrocknung in der Teil- werden dann der Reihe nach über einen Bunker 38 kammer 18' ist es natürlich erforderlich, daß alle 50 geführt und darüber zur Entleerung umgestürzt. Das anderen Leitungsanschlüsse zu dieser Teilkammer 18' Gut fällt in den Bunker 38, während die Behälter 10 abgesperrt werden. Die hinter der Teilkammer über ein Förderband 39 einem Transportsystem 40 18' liegende Teilkammer 18" hat eine Abdampf- zugeführt werden, welches sie in Richtung des Pfeiles leitung 24. 41 wieder unter die Schnauze 33 des Bunkers 32

   In gleicher Weise, wie der in den hinter der mitt- 55 bringt, wo die Behälter 10 von neuem gefüllt werden,

   leren Teilkammer 3 liegenden Teilkammern an- Es ist auch möglich, eine größere Anzahl von

   fallende Dampf für die Erwärmung des Gutes her- Druckkammern zu einer Anlage zusammenzubauen, angezogen wird, kann auch das in der Teilkammer 3

   und in diesen Teilkammern anfallende Heißwasser Patentansprache:

   verwendet werden. Dem der mittleren Teilkammer 3 60 1. Verfahren zum Behandeln stückigen Gutes

   zugeordneten Wassersammeigefäß 6 fließt Kondens- in einer Kammer mittels Dampf, beispielsweise

   wasser über die Leitung 5 zu. Das Wassersammei- zum Trocknen von Kohle, und darauffolgendem

   gefäß 6 steht über eine Leitung 25 mit der der mitt- Abkühlen des Gutes in Stufen, wobei die beim

   leren Teilkammer 3 nachgeschalteten Teilkammer 18 stufenweisen Abkühlen frei werdende Wärme

   oder mit der Teilkammer 17 in Verbindung (der letz- 65 korrespondierenden Erwärmstufen zugeführt

   tere Fall ist in der Zeichnung nicht dargestellt). Der wird, gekennzeichnet durch Zufuhr von

   in diesen Teilkammern herrschende niedrigere Druck Dampf an das kontinuierlich durch hintereinander-

   bewirkt, daß das Heißwasser verdampft, wodurch für geschaltete, gegeneinander abgedichtete Teil-