DE2140478A1

DE2140478A1 - Fliessbett als waermeuebertragungsmittel

Info

Publication number: DE2140478A1
Application number: DE19712140478
Authority: DE
Inventors: Ernst-Ulrich Gorschlueter; Erhard Janisch; Hans Dr Ing Kessler; Horst Pfeiffer
Original assignee: BuderusSche Eisenwerke AG; Arbed SA
Current assignee: Buderus AG; Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1971-08-12
Filing date: 1971-08-12
Publication date: 1973-03-01
Also published as: BE787460A

Description

Fließbett als Wärmeübertragungsmittel Es sind Fließbetten als Wärmeübertragungsmittel zum Erhitzen oder Abkühlen von Behandlungsgut bekannt. Besonders für die Wärmebehandlung von Metallgegenständen wie Draht werden Fließbetten vorteilhaft eingesetzt.
Die besonderen Vorzüge solcher Fließbetten bestehen n der intensiven Durchmischung der fluidisierten Wärnieträger. Es ergibt sich eine gleichmäßige und gut zu regelnde Temperatur und es lassen sich hohe Wärmeübertragungsgeschwindigkeiten zwischen den Wärmeträgern und dem zu behandelnden Gut erzielen.
Als Wärmeträger werden feste Teilchen aus hochhitzebeständi gem Materials wie z.B. Korund oder die verschiedensten Oxyde verwandt. Die Art sowie Größe, Gestalt und spezifisches Ge wicht der Wärmeträger sind auf die jeweiligen Gegebenheiten abzustimmen.
Die Aufheizung des Fließbettes erfolgt vorzugsweise durch Gasbrenner. Neben der Heizwirkung erfüllt das Heizgas eine weitere Aufgabe. Es wirkt als Fließmittel und verwirbelt die als Schüttgut eingebrachten Wärmeträger.
Die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches beginnt zunHchst an der Oberfläche des Fließbettes. Sobald die festen Teilchen die Zündtemperatur des Brennstoffes erreiche2 erfolgt die eigentliche Verbrennung im Fließbett. Das --ließbett befindet sich dann in einem hochturbulanten Zustand.
Die Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches bei den hohen Temperaturen birgt gewisse Gefahren, da ein Rückschlagen der Flamme nicht auszuschließen ist. Man hat versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß man Luft und Brennstoff getrennt zugeführt hat. Die eigentliche Vermischung sollte erst im Fließbett erfolgen. Die Mischung im Fließbett ist aber nur in beschränktem Maß möglich. Es ist sehr schwierig, eine einwandfreie Verbrennung zu erzielen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in das Fließbett ein einwandfrei vermischtes Brennstoff-Luft-Gemisch einzuleiten und trotzdem mit Sicherheit ein Rückschlagen der Flamme in die Mischkammer zu verhindern.
Dieses wird dadurch erreicht, daß die Aufheizung der Wärmeträger durch eine Strahlwand für flammenlose Oberflächenverbrennung erfolgt. Die Strahlwand besteht aus porösen Steinen, die vorzugsweise auf der Rückseite Bohrungen für das leichtere Durchdringen des Brennstoff-Gemisches aufweisen.
Bei den bekannten Konstruktionen tritt das Gemisch durch die Strahlwand und verbrennt an der Oberfläche ohne eine sichtbare Flamme. Bei richtiger Installation ist das Rückschlagen der Flamme ausgeschlossen.
Die Wärmeträger werden als Schüttgut vorzugsweise- unmittelbar auf die Strahlwand aufgebracht. Die Verbrennung erfolgt zunächst an der Oberfläche der Strahlwand. Bei höheren Temperaturen im Fließbett verlagert sich die Verbrennungszone in herkömmlich bekannter Weise in das Fließbatt. Die höchste Temperatur ist also im Bereich des zu behandelnden Gutes zu erzielen. Die Vermirbelung der Wärmeträger ist optimal. Ein ganz bedeutender Vorteil dieser Verbreunung im Fließbett besteht darin, daß an der oberfläche der Strahlwand nicht die Maximaltemperatur vorliegt. Dadurch wird die an sich bereits geringe Gefahr eines Flammenrüchschlages weiter vermindert.
Gegenüber der bekannten Anordnung von Gasbrennern mit Zuführung eines Brennstoff-Luft-Gemisches oder auch mit getrennter Zuführung Von Brennstoff und Luft wird mit der fein porösen Strahlwand zusätzlich der Vorteil erzielt, daß eine sehr homogene Verwirbelung des Fließbettes erfolgt. Das Fließmittel, nämlich das Brennstoff-Luft-Gemisch tritt Uber die gesamte Grundfläche fein verteilt in das Fließbett ein und nicht durch einzelne Kanäle. Die Temperaturverteilung und die Wärmeübertragung wird dadurch verbessert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die unterhalb der Strahlwand angeordnete Mischkammer in einzelne Teilkammern unterteilt werden kann. Durch unterschiedliche Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches und unterschiedlichen Druck in den Teilkammern sind im Fließbett unterschiedliche Temperaturen zu erzielen. Dieser bedeutende Vorteil ist gerade bei kontinuierlich zu behandelndem Gut wie Draht sehr beachtlich, da hier oft unterschiedliche Behandlungstemperaturen gefordert werden. Bisher war es notwendig, mehrere Fließbetten hintereinander zu schalten, da mit den bekannten Brennvorrichtungen keine einwandfreie Temperaturabgrenzung möglich war. Die hintereinandergeschalteten Fließbetten mußten durch eine nicht aufgewirbelte Schicht getrennt werden, um eine Vermischung der Teilchen der Fließbettabschnitte zu vermeiden. Erst der Einsatz von Strahlwänden ermöglicht die Einhaltung festgelegter Temperaturbereiche im Fließbett ohne aufwendige Zusatzeinbauten.
Die Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung nur schematisch dargestellt.
Das Fließbett 1 bestehend aus feinkörnigem Wärmeträgern wie Korund oder ähnlichem Material ist auf der Strahlwand 2 bestehend aus einzelnen Steinen aufgebracht. Aus den Mischkammern 3 , 4 , 5 dringt das Brennstoff-LuSt-Gemisch durch die Strahlwand in das Fließbett und verbrennt hier. Gleichzeitig wird das Fließbett verwirbelt. Es ist eine Wärmeübertragung an viele Behandlungsgüter möglich. Im vorliegenden Fall wird ein metallischer Draht 6 kontinuierlich durch das Fließbett gefördert. Die Abgrenzung unterschiedlicher Temperaturbereiche wird durch unterschiedliche Drübke des Brennstoff-Luft-Gemisches in den Mischkammern 5 , 4 , 5 erreicht.

Claims

Patentansprüche

Fließbett als Wärmeübertragungsmittel, bestehend aus fluidisierten Wärme trägern, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung der Wärmeträger durch eine Strahlwand für flammenlose Oberflächenverbrennung erfolgt.
2. Fließbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlwand unmittelbar unter den Wärmeträgern angeordnet ist.
5. Fließbett nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlwand aus mehreren im Winkel zuein ander stehenden Strahlwandteilen besteht.
4 Fließbett nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Strahlwand mehrere» voneinander unabhängige, Mischkammern angeordnet sind 5 Fließbett nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungszone in Abhängigkeit von der eingestellten Gas und Luftmenge im Abstand zur Strahlwand oberfläche innerhalb des Bettes liegt 6. Fließbett nach den Ansprüchen 1 bis 52 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Verbrennungszone von der Strahl wandoberfläche in Abhängigkeit von Mengen Korngröße und Art der Wärmeträger einstellbar ist.

L e e r s e i t e