DE69911915T2

DE69911915T2 - Wirbelschichttrocknungsklassierer

Info

Publication number: DE69911915T2
Application number: DE69911915T
Authority: DE
Inventors: Noboru Ichitani; Isao Hayashi; Mikio Murao
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: AU733549B2; ATE251503T1; AU2186399A; KR20010033641A; WO2000024530A1; KR100376560B1; EP1044731B1; US6298579B1; EP1044731A4; JP2996963B1; BR9907071A; JP2000126687A; DE69911915D1; TW438957B; CN1291920A; EP1044731A1; CN1153634C

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung zum Trocknen eines Materials mit breiter Verteilung der Partikelgröße, wie Kohle, Schlacke, durch Heizlufttrocknen und Klassifizieren des Materials durch eine Luftklassifizierung.
Technischer Hintergrund
Eine Wirbelschicht-Klassifizierungseinrichtung, die in JP-A- Nr. Hei 6-343827 offenbart ist, passt die Klassifizierungsgröße der Partikel (Freiraumströmungsgeschwindigkeit) durch Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit eines eine Wirbelschicht bildenden Gases an, um eine Mischung aus Partikeln in grobe Partikel, die in der Wirbelschicht gehalten werden, und feine Partikel zu trennen, die im Freiraum verstreut sind. Die groben Partikel werden aus der Wirbelschicht entfernt. Ein Abgas, das feine Partikel enthält, wird aus dem Freiraum abgezogen und einem Zyklon usw. zugeführt, um die feinen Partikel zu sammeln.
Es wird in JP-A Nr. Hei 6-343927 erwähnt, dass ein Hilfsklassifizierungsgas einem Abführkanal zum Abführen feiner Partikel mit Partikelgrößen unterhalb der Klassifizierungspartikelgröße zusammen mit den groben Partikeln durch den Abführkanal zugeführt wird. Es wird außerdem in dieser Veröffentlichung erwähnt, dass die Temperatur der Wirbelschicht gemessen wird, und das die Schicht bildende Gas so geheizt wird, dass die gemessene Temperatur der Wirbelschicht mit einer Temperatur übereinstimmt, die zum Trocken des Materials nötig ist.
Beim Verarbeiten eines Materials wie Kohle oder Schlacke durch Verwenden einer Wirbelschicht werden einige grobe Partikel der Kohle oder Schlacke sogar dann nicht verwirbelt, wenn ein Verwirbelungsgas von unterhalb einer Gasverteilungsplatte ausgeblasen wird, da die Partikelgrößen der Kohle- oder Schlackepartikel in einer sehr breiten Partikelgrößenverteilung verteilt sind.
Nach der Wirbelschichtvorrichtung, die in JP-A Nr. Hei 5-71875 offenbart ist, wird ein Gas schräg nach oben entlang der geneigten Oberfläche der Gasverteilungsplatte ausgestoßen, um grobe Partikel zum Springen über ein Sprungbrett zu bringen.
Eine Abführeinrichtung für große Klumpen zum Abführen großer Klumpen aus einer Wirbelschicht, die in JP-A Nr. Hei 6-281110 offenbart ist, weist eine Gasverteilungsplatte, die in einem Wirbelschichtofen angeordnet und mit einer Ausnehmung in ihrem mittleren Abschnitt versehen ist, und eine Abführinne auf, die einen Windkasten durchdringt und deren oberes Ende mit der Ausnehmung verbunden ist.
Allgemein bekannte Gasverteilungsplatten sind kappenartig oder perforiert.
Ein Zemententschlackungsofen, der in JP-A Nr. Hei 6-287043 offenbart ist, enthält einen Wirbelschichtofen, der unterhalb der Gasverteilungsplatte eines Wirbelschicht-Granulierofens angeordnet ist, und verbrennt Zementschlacke durch Zuführen von Körnern durch eine Fallöffnung, die der Wirbelschicht des Wirbelschicht-Granulierofens zugewandt ist, in den Wirbelschichtofen. Ein Gas wird durch die Fallöffnung durch eine Gasblaseeinrichtung in den Wirbelschicht-Granulierofen geblasen, und feine Partikel werden von Partikeln getrennt, die durch die Fallöffnung fallen, und zwar durch Einstellen der Position eines Klassifizierungsgatters, das in die Fallöffnung durch die Seitenwand des Ofens in die Fallöffnung eingeschoben wird.
Die in JP-A Nr. Hei 6-343927 offenbarte Wirbelschicht-Klassifizierungseinrichtung steuert die Strömungsrate des Verwirbelungsgases, um die Klassifizierungspartikelgröße einzustellen. Da die zum Trocknen des Materials nötige Temperatur sich entsprechend der Strömungsrate des Verwirbelungsgases (Gasströmungsrate) ändert, kann das Material in einigen Fällen nicht zum gewünschten Grad getrocknet werden. Anders ausgedrückt, die Klassifizierungspartikelgröße und der Trocknungsgrad können nicht gleichzeitig eingestellt werden, weil die Gasströmungsrate und die Heißlufttemperatur einzeln gesteuert werden. Ein befriedigender sekundärer Klassifizierungseffekt zum Trennen der feinen Partikel mit Partikelgrößen unter der Klassifizierungspartikelgröße kann nicht nur durch Zuführen des Hilfsklas sifizierungsgases zur Abführrinne für grobe Partikel erreicht werden. Das Ersetzen der abgeriebenen oder korrodierten perforierten Gasverteilungsplatte durch eine neue erfordert viel Zeit und große Kosten. Wenn das Material eine breite Partikelgrößenverteilung aufweist und viele große Partikel enthält, ist es möglich, dass die Wirbelschicht aufgrund der Stagnation großer Partikel im Raum unterhalb einer Materialzuführeinheit nicht ausgebildet werden kann.
Wenn die herkömmliche kappenartige Gasverteilungsplatte verwendet wird, bleibt ein großer Teil der Partikel stationär, und große Partikel bewegen sich nicht und stagnieren. Die kappenartige Gasverteilungsplatte ist zur Handhabung von Partikeln mit Partikelgrößen in einer breiten Partikelgrößenverteilung daher nicht geeignet. Einige Probleme werden durch Abrieb der Kappe der kappenartigen Gasverteilungsplatte und durch Verstopfen der Düsen verursacht. Wenn eine perforierte Gasverteilungsplatte verwendet wird, die unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit beim Ausblasen stationärer Partikel in Räumen zwischen den Düsen und der Ausblashöhe sauber konstruiert wurde, kann das gesamte Material verwirbelt werden. Eine derartige perforierte Gasverteilungsplatte zeichnet sich durch ihren Widerstand gegenüber Abrieb und Verstopfung aus. Eine relativ große Menge an Material fällt jedoch durch die perforierte Platte und setzt sich im Windkasten ab.
Die in JP-A Nr. Hei 5-71875 offenbarte Wirbelschicht-Vorrichtung muss das Gas mit einer sehr hohen Geschwindigkeit ausblasen. Daher ist der Druckverlust in der Wirbelschicht-Vorrichtung groß, die Gasverteilungsplatte wird rapide abgetragen und der Austausch der Gasverteilungsplatte durch eine neue braucht viel Zeit und erfordert hohe Kosten. Die Gasverteilungsplatte mit einem komplizierten Aufbau erfordert eine komplizierte, problematische Wartungsarbeit. Da die maximale Partikelgröße, d. h. die Partikelgröße der Partikel, die befördert werden können, von der Gasausblasgeschwindigkeit abhängt, ist es möglich, dass große Partikel auf der Gasverteilungsplatte stagnieren und den Betrieb der Wirbelschicht-Vorrichtung stoppen. Die Geschwindigkeit der Wirbelschicht muss gesteigert werden, um die Beförderung von groben Partikeln sicher zu stellen, und mithin nimmt die Menge verstreuter kleiner Partikel zu.
Die Abführeinrichtung für große Klumpen zum Abführen großer Klumpen aus der Wirbelschicht, die in JP-A Nr. Hei 6-281110 offenbart ist, führt große Klumpen durch die entsprechenden mittleren Abschnitte der Gasverteilungsplatte ab, und der Windkasten ist hinsichtlich seines Ausbaus kompliziert und kann die großen Klumpen nicht sicher abführen. Daher nimmt die Ablagerung von großen Klumpen mit der Zeit zu, und schließlich verschlechtert sich die Verwirbelbarkeit der Wirbelschicht.
Der Zemententschlackungsofen, der in JP-A Nr. Hei 6-287043 offenbart ist und das Klassifizierungsgatter einsetzt, das im Boden des Wirbelschicht-Granulierofens angeordnet ist, bringt Partikel in einem Gas vom Boden des Granulierofens aus zum Strömen. Da die Geschwindigkeit des Klassifizierungsgases zur Trennung von feinen Partikeln gering ist, strömen alle Partikel zusammen in den Klassifizierungsteil der Rinne und füllen den Klassifizierungsteil auf. Folglich ist die Vorrichtung nicht in der Lage, ihre klassifizierende Wirkung vollständig zu entfalten.
Eine weitere Wirbelschicht-Trocknungsvorrichtung ist aus US-A-2586818 bekannt. US-A-2586818 offenbart jedoch keine Abführeinrichtung für gefallenes Material, zudem ist ein in US2586818 offenbartes Gaszuführsystem nicht in der Lage, die Temperatur abhängend von Änderungen der Gasströmungsrate anzupassen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung bereitzustellen, die beim Trocknen und Klassifizieren von Partikeln eines Materials mit einer breiten Partikelgrößenverteilung, wie Kohle oder Schlacke, durch Verwenden der Wirbelschicht und Einstellen von sowohl des Trocknungsgrads als auch die Klassifizierungspartikelgröße eine zufrieden stellende stabile Wirbelschicht behaupten kann und hinsichtlich des Aufbaus einfach, nicht teuer, sicher sowie leicht zu bedienen und zu warten ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mit einer verbesserten Klassifizierungseffizienz durch deutliches Reduzieren des Feinpartikelgehalts der groben Partikel, d. h. des verarbeiteten Materials, betrieben werden kann, die, sogar wenn das Material eine große Menge an groben Partikeln und Klumpen enthält, eine stabile Wirbelschicht aufrecht erhalten kann und die den Einschluss großer Klumpen in einem verarbeiteten Material sicher verhindern kann.
Offenbarung der Erfindung
Um diese Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung entsprechend der Merkmale von Anspruch 1 zur Verfügung. Die Abführeinrichtung für fallen gelassenes Material kann so gesteuert werden, dass sie das fallen gelassene Material diskontinuierlich mit einer Frequenz abführt, die auf der Grundlage der Fallrate des fallen gelassenen Materials bestimmt wird. Die perforierte Gasverteilungsplatte ist zum Beispiel aus einem rostfreien Stahl (z. B. SUS304) mit einer bestimmten Güte mit Hinsicht auf die Verhinderung von Korrosion der Gasverteilungsplatte gebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist bevorzugt, eine Klumpenabfiühreinrichtung mit der perforierten Gasverteilungsplatte zu verbinden, die unter der Ausbildungsbereich der Wirbelschicht direkt unterhalb dem Materialzufuhr-Öffnungsabschnitt angeordnet ist, um grobe Partikel abzuführen, die eine Partikelgröße aufweisen, die nicht kleiner als eine Partikelgröße ist, die die Oberflächengeschwindigkeit der Wirbelschicht und die minimale Wirbelgeschwindigkeit einander gleich macht (4). Da grobe Partikel (Klumpen) durch die Klumpenabführeinrichtung abgeführt werden können, wenn die Menge der groben Partikel mit Partikelgrößen, die nicht kleiner als die Partikelgröße ist, die die Oberflächengeschwindigkeit der Wirbelschicht und die minimale Wirbelgeschwindigkeit einander gleich macht, nicht kleiner als 8 Gew.-%, bevorzugt 3 Gew.-%, der Menge des verarbeiteten Materials ausmacht, kann eine stabile Wirbelschicht verlässlich aufrechterhalten werden.
Bei der erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist bevorzugt, eine austauschbare Zwischenlage an der perforierten Gasverteilungsplatte anzubringen, um einen Abrieb der perforierten Gasverteilungsplatte zu verhindern. Hinsichtlich der Vermeidung von Korrosion sowie Abrieb besteht die Zwischenlage z. B. aus einem rostfreien Stahl mit einer Güte wie zum Beispiel SUS304.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass eine Stauwand in der Nähe von einem Ende der perforierten Gasverteilungsplatte auf einer Seite der Abführrinne angeordnet ist, und dass eine Düse zum Zuführen des Klassifizierungsgases mit der Abführrinne verbunden ist, um feine Partikel durch Hochblasen der feinen Partikel über die Stauwand in den Hauptkörper zurückzuführen.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass eine Stauwand in der Nähe eines Endes der perforierten Gasverteilungsplatte auf einer Seite der Abführrinne angeordnet ist, eine Klassifizierungsplatte über der Stauwand angeordnet ist, um die Klassifizierungseffizienz durch Reduzieren der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte zu verbessern, und eine Düse zum Zuführen des Klassifizierungsgases mit der Abführrinne verbunden ist, um einen feinen Partikel durch Blasen von Gas durch den Zwischenraum zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte in den Hauptkörper zurückzuführen. Die Klassifizierungsplatte kann durch genaues Bestimmen der Höhe der oberen Wand der Abführrinne fortgelassen werden.
Bei der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist bevorzugt, dass wenigstens entweder die Höhe der Stauwand oder die Höhe der Klassifizierungsplatte so einstellbar ist, dass die Klassifizierungsmenge durch Ändern der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte eingestellt werden kann. Wenn die Höhe der Stauwand einstellbar ist, kann die Höhe der Stauwand und damit die Höhe der Wirbelschicht so eingestellt werden, dass sie den Eigenschaften der Partikel angepasst werden kann.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist bevorzugt, dass entweder die Höhe oder der Winkel der Klassifizierungsplatte so einstellbar ist, dass die Klassifizierungsmenge durch Ändern der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte eingestellt werden kann. Es ist bevorzugt, dass die Klassifizierungsplatte vom Klappentyp ist, die sich in eine gewünschte geneigte Position einstellen lässt, oder von einem Typ mit einstellbarer Höhe ist, um eine optimale Sekundärklassifizierung zu erzielen. Wenn die Klassifizierungsplatte vom Klappentyp ist, können fallende feine Partikel in den Hauptkörper durch Einstellen der Klassifizierungsplatte derart, dass ihr unteres Ende auf das Innere des Hauptkörpers hin gerichtet ist, zurückgeführt werden.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass eine Lücke (ein Schlitz), die den Durchtritt von Klumpen zwischen dem unteren Ende der Stauwand und der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte ermöglicht, ausgebildet ist.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass die Abführrinne durch eine Trennwand unterteilt ist, um eine Abführrinne für Klumpen in der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte zu bilden, und den Seitenabschnitt der Klumpenabführrinne mit einer Düse zum Ausblasen des Wirbelgases an der Abführrinne für Klumpen zu versehen, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, um große Klumpen selektiv fallen zu lassen und große Klumpen abzuführen. Es ist bevorzugt, dass die Geschwindigkeit des Wirbelgases, das durch die das Wirbelgas ausblasenden Düsen geblasen wird, im Bereich von 1 bis 3 mal, noch bevorzugter im Bereich von 1.5 bis 2 mal der minimalen Verwirbelungsgeschwindigkeit U_mf liegt. Wenn die minimale Verwirbelungsgeschwindigkeit kleiner als die untere Grenze des genannten Geschwindigkeitsbereichs ist, ist es schwierig, große Klumpen zu bewegen. Wenn die minimale Verwirbelungsgeschwindigkeit größer als die obere Grenze des genannten Geschwindigkeitsbereichs ist, werden die Partikel exzessiv in der Abführrinne und der Wirbelschicht gemischt, und es ist daher schwierig, Klumpen selektiv aus den verwirbelten Partikeln zu extrahieren.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass die ein Klumpenabführabschnitt an einem Abführteil der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte befestigt ist, eine Abführrinne für Klumpen mit dem Klumpenabführabschnitt verbunden ist und eine Seitenwand der Abführrinne für Klumpen mit einer Düse zum Ausblasen des Wirbelgases versehen ist, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, so dass große Klumpen selektiv fallen und abgeführt werden.
Bei einer der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen ist bevorzugt, dass die die Abführrinne durch eine Trennwand unterteilt ist, um eine Abführrinne für Klumpen in der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte zu bilden, eine Seitenwand der Abführrinne für Klumpen mit eine Düse zum Ausblasen des Wirbelgases versehen ist, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, so dass große Klumpen selektiv fallen und abgeführt werden, ein unterer Teil der Abführrinne für Klumpen geneigt ist, eine Siebstruktur in wenigstens einem Teil einer unteren Wand des geneigten unteren Teils der Abführrinne für Klumpen ausgebildet ist, eine Trennwand in der Abführrinne angeordnet ist, um einen Zwischenraum unterhalb der Siebstruktur zu bilden, und Partikel mit kleiner Partikelgröße, die in die Abführrinne für Klumpen fallen, in den Zwischenraum unterhalb der Siebstruktur ausgesiebt und in die Abführrinne zurückgeführt werden.
Bei der obigen erfindungsgemäßen Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist bevorzugt, dass ein oberes Ende der Trennwand sich auf einem Niveau über der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte befindet. Allgemein enthält Schlacke Partikel mit Partikelgrößen im Bereich 2 bis 3 mm und Klumpen mit Partikelgrößen von 80 bis 100 mm. Beim Verarbeiten solcher Schlacke ist die Trennwand so angeordnet, dass ihr oberes Ende um 100 bis 200 mm höher liegt als die obere Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte, um zu verhindern, dass Klumpen in die Abführrinne für grobe Partikel gelangen.
Die oben erwähnten Ausführungsformen der Erfindung führen zu den folgenden Effekten.

(1) Die Strömungsrate des Verwirbelungsgases wird so angepasst, dass eine gewünschte Klassifizierungspartikelgröße erzielt wird, dass eine Temperatur, mit der die heiße Luft erwärmt werden muss, um einen gewünschten Trocknungsgrad zu erreichen, unter Berücksichtigung der Strömungsrate berechnet wird und anschließend die Temperatur der heißen Luft geregelt wird. Daher wird das Verwirbelungsgas mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die zum Erhalt einer normalen Wirbelschicht nötig ist, und sowohl der Trocknungsgrad als auch die Klassifizierungspartikelgröße können eingestellt werden.
(2) Die Verwendung der perforierten Gasverteilungsplatte vermeidet stationäre Partikel und die Stagnation von groben Partikeln und ermöglicht die Aufrechterhaltung einer zufrieden stellenden stabilen Wirbelschicht. Da die perforierte Gasverteilungsplatte einen einfachen Aufbau aufweist, ist die perforierte Gasverteilungsplatte nicht teuer, nicht dem Abrieb und der Verstopfung ausgesetzt und leicht zu warten. Eine hohe Ausstoßgeschwindigkeit ist zum Befördern von groben Partikeln nicht nötig, und der der Verteilungsplatte zuzuschreibende Druckverlust ist gering. Die Wirbelschichtgeschwindigkeit kann gering sein, und die Menge verstreuter kleiner Partikel ist klein.
(3) Die perforierte Gasverteilungsplatte ermöglicht die Bildung einer gleichmäßigen Wirbelschicht und ist hinsichtlich des Aufbaus einfach und nicht teuer. Wenn die lösbare Zwischenschicht an der perforierten Gasverteilungsplatte angebracht ist, ist die Wartung der perforierten Gasverteilungsplatte sehr einfach.
(4) Da der Windkasten die Form eines Trichters hat und die in den Windkasten fallenden Partikel kontinuierlich durch die Abführeinrichtung für fallendes Material abgeführt werden, sammelt sich das fallende Material nicht im Windkasten, was die Sicherheit garantiert und die Wirbelschicht stabilisiert.
(5) Wenn das Material grobe Partikel und große Klumpen in hohen Verhältnissen enthält, wird die Abführeinrichtung für Klumpen an einer Position direkt unter dem Materialzufuhr-Öffnungsabschnitt angeordnet, um einen Teil der groben Partikel abzuführen, um das gesamte Material normal zu verwirbeln und den stabilen Betrieb fortsetzen zu können.
(6) Wenn Partikel über die in der Nähe des Endes der perforierten Gasverteilungsplatte angeordnete Stauwand in die Abführrinne strömen und das Klassifizierungsgas in die Abführrinne eingeblasen wird, führt das in die Abführrinne eingeblasene Klassifizierungsgas feine Partikel in den Hauptkörper zurück. Daher wird der Einschluss feiner Partikel in groben Partikeln, d. h. dem verarbeiteten Material, deutlich reduziert und die Klassifizierungsleitung verbessert.
(7) Wenn die Klassifizierungsplatte oberhalb der Stauwand angeordnet ist und die Höhe der Stauwand und/oder die Höhe des Winkels der Klassifizierungsplatte einstellbar ist, kann die Querschnittsfläche zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte so verändert werden, dass die Geschwindigkeit des Gases, das von der Abführrinne in den Hauptkörper strömt, geändert werden kann, um die Klassifizierungsmenge zu verändern, was die Klassifizierungseffizienz weiter verbessert.
(8) Wenn die Abführrinne für Klumpen in der Abführrinne ausgebildet wird, kann der Klumpeneinschluss großer Partikel, d. h. des verarbeiteten Materials, verlässlich verhindert werden. Die Abführrinne für Klumpen weist verglichen mit den herkömmlichen Klumpenabführeinrichtungen, die die Gasverteilungsplatte und den Windkasten durchdringen, einen einfachen Aufbau auf. Da die Abführrinne für Klumpen den Windkasten nicht durchdringt, ist die Abführrinne für Klumpen einem Gas mit hoher Temperatur nicht für lange Zeit ausgesetzt und befindet sich in einem sehr sicheren Zustand.
(9) Klumpen, die der Wirbelschicht zugeführt werden, werden schließlich in einem Bereich nahe dem Abführende gesammelt, und die gesammelten Klumpen können wirksam abgeführt werden.
(10) Wenn die Siebstruktur, wie ein Siebrost oder ein Metallnetz in einem unteren Teil der Abführrinne angeordnet ist, können Partikel mit normalen Partikelgrößen (verarbeitetes Material), die zusammen mit den Klumpen in die Abführrinne für Klumpen geströmt sind, in die Partikelabführrinne zurückgeführt werden, um die Partikeleinschlüsse der Klumpen zu reduzieren und nur Klumpen selektiv abführen zu können.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Diagrammansicht einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
2 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Klassifizierungspartikelgröße von der Menge an Verwirbelungsgas in der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Trocknungsgrades von der Einlasstemperatur eines Gases für die Mange an Verwirbelungsgas als Parameter in der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine schematische Ansicht eines wesentlichen Teils einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
5 ist eine Draufsicht auf eine perforierte Gasverteilungsplatte, die mit einer Zwischenschicht darauf versehen ist und in der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der ersten und zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
6 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht der mit der Zwischenschicht versehenen perforierten Gasverteilungsplatte, die in der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der ersten und zweiten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
7 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
8 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer ersten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform;
9 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer zweiten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform;
10 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer dritten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform;
11 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
12 ist eine schematische ebene Schnittansicht des in 11 gezeigten Teils zum Abführen des verarbeiteten Materials;
13 ist eine schematische ebene Schnittansicht eines Teils zum Abführen des verarbeiteten Materials in einer Modifikation des Teils zum Abführen des verarbeiteten Materials der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
14 ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines anderen wesentlichen Teils der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der vierten Ausführungsform.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anschließend beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist in ihrer praktischen Anwendung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, die hier speziell beschrieben werden, und Änderungen und Variationen sind dabei möglich, wie es in den abhängigen Ansprüchen definiert ist.
1 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform. In 1 ist eine perforierte Gasverteilungsplatte 12 in einem unteren Teil eines Hauptkörpers 10 angeordnet. Eine Wirbelschicht 14, die Material wie nasse gekörnte Kohle als Schichtmaterial enthält, wird über der perforierten Gasverteilungsplatte 12 ausgebildet.
Ein Windkasten 16 mit der Form eines Trichters, d. h. einer Struktur mit einem Längsquerschnitt, der im wesentlichen ein umgekehrtes Dreieck darstellt, und einem offenen Boden, wird unter der perforierten Gasverteilungsplatte 12 angeordnet. Ein System zum Abführen von fallendem Material 29 ist mit dem unteren Ende des Windkastens 16 verbunden, um das in den Windkasten 16 fallende Material abzuführen. Das System zum Abführen des fallenden Materials 29 enthält eine Einrichtung zum Abführen des fallenden Materials 28 und eine Abführrinne für fallendes Material 18.
Ein Öffnungsabschnitt 20 zur Materialzufuhr zum Zuführen von körnigem Material, d. h. einem zu verarbeitenden Material, ist mit einem Teil des Hauptkörpers 10 auf einem Niveau über der Wirbelschicht 14 verbunden. Ein System zum Abführen des verarbeiteten Materials 31 ist mit einem Teil des Hauptkörpers verbunden, um das verarbeitete Material (getrocknete grobe Partikel) abzuführen. Das System zum Abführen des verarbeiteten Materials 31 enthält eine Abführrinne für verarbeitetes Material 24 und eine Abführeinrichtung 30. Die Abführeinrichtungen 28 und 30 sind große Schieber, Drehschieber, durch einen Nockenmechanismus betriebene Abführeinrichtungen zur Öffnungs- und Schließbetätigung oder Abführeinrichtungen, die durch ein Balancegewicht zur Öffnungs- und Schließbetätigung betätigt werden.
Die Abführrinne für fallendes Material 18 und die Abführrinne für verarbeitetes Material 24 sind mit einer Beförderungseinrichtung 32 verbunden. Das verarbeitete Material wird von einem Abführende der Beförderungseinrichtung 32 aus abgeführt. Die Beförderungseinrichtung 32 ist ein Schraubenförderer, ein Bandförderer oder ein Kettenförderer.
Ein Gaszuführsystem 110 ist mit einer Seitenwand des Windkastens 16 verbunden, um ein Verwirbelungsgas, das als Heißtrocknungsgas dient, und ein Klassifizierungsgas in den Windkasten 16 zuzuführen. Das Gaszufuhrsystem 110 enthält eine Einheit zur Steuerung der Strömungsrate 111, die die Strömungsrate des in den Windkasten 16 zugeführten Gases einstellt, um die Klassifizierungspartikelgröße zu steuern, und eine Temperatursteuereinheit 112, die die Temperatur des heißen, in den Windkasten 16 zugeführten Gases entsprechend der Strömungsrate steuert, die durch die Einheit zur Steuerung der Strömungsrate 111 festgelegt wird, um den Trocknungsgrad zu regeln.
Die Arbeitsweise der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist, wird nachfolgend beschrieben. Ein körniges Material (zu verarbeitendes Material) wie nasse Kohle wird durch den Öffnungsabschnitt zum Zuführen von Material 20 in den Hauptkörper 10 zugeführt, und das Verwirbelungsgas wird in den Windkasten 16 durch das Gaszuführsystem 110 zugeführt. Das Verwirbelungsgas wird nicht nur zum Ausbilden der Wirbelschicht 14 aus dem Material, sondern auch zur Heißgastrocknung des Materials und zur Klassifizierung verwendet.
Um das Verwirbelungsgas zu erzeugen, wird ein heißes Gas mit hoher Temperatur durch Zuführen eines Brennstoffs und von Verbrennungsluft zu einer Heizeinrichtung 34 wie einem Heißluftofen und durch Verbrennen des Brennstoffs in der Heizeinrichtung 34 erzeugt. Die Temperatur des heißen Gases mit hoher Temperatur, die durch die Heizeinrichtung 34 erzeugt wird, wird auf eine Temperatur im Bereich von z. B. 250 bis 400°C durch Zumischen eines Hilfsgases wie Luft oder ein Gas erzeugt, das nach seiner Verwendung zur Trocknung und Klassifizierung abgeführt wird. Anschließend wird das Heißgas, d. h. die Mischung aus Heißgas mit hoher Temperatur und dem Hilfsgas, in den Windkasten 16 zugeführt. Genauer gesagt liegt einer Freiraumtemperatur im Bereich von z. B. 50 bis 80°C und die Temperatur des Heißgases liegt im Bereich von z. B. 250 bis 400°C. Genauer gesagt sind die Strömungsrate und die Temperatur des Verwirbelungsgases von der Menge an Material, das in den Hauptkörper zugeführt wird, und dem gewünschten Trocknungsgas (Δ-Feuchtigkeit) abhängig. Wenn das Abgas, das aus der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung abgeführt wird, als Hilfsgas zum Einstellen der Temperatur des Verwirbelungsgases verwendet wird, ist es sogar beim Einstellen von z. B. dem Feuchtigkeits gehalt der Kohle sicher, da das Verwirbelungsgas eine geringe Sauerstoffkonzentration aufweist. In 1 ist bei 36 ein Luftgebläse angedeutet. Die Heizeinrichtung 34 kann eine direkte Heizung für einen Heißluftofen oder eine indirekte Heizung sein.
Beim Steuern von sowohl dem Trocknungsgrad als auch der Klassifizierungspartikelgröße durch die in 1 gezeigte Vorrichtung wird einer Freiraumgeschwindigkeit zum Erreichen einer gewünschten Klassifizierungspartikelgröße an eine arithmetische Einheit 38 gegeben, da die Klassifizierungspartikelgröße von der Freiraumgeschwindigkeit abhängt, und es wird eine Strömungsrate, mit der das Verwirbelungsgas dem Windkasten 16 zugeführt wird, auf der Grundlage des Drucks im Freiraum 42, der durch einen Druckmesser 40 gemessen wird, der durch ein Thermometer 41 gemessenen Temperatur des Freiraums 42 und der durch ein Thermometer 44 gemessenen Temperatur des Verwirbelungsgases berechnet. Die Strömungsrate, die durch die arithmetische Einheit 38 berechnet wird, wird durch eine die Strömungsrate anzeigende Steuerung (FIC) 46 gegeben, die die Strömungsrate anzeigende Steuerung (FIC) 46 steuert ein Strömungssteuerventil 48, um das Verwirbelungsgas mit einer Strömungsrate zum Erreichen einer gewünschten Klassifizierungspartikelgröße in den Windkasten 16 zuzuführen. Wie beispielhaft in 2 gezeigt, ändert sich die Klassifizierungspartikelgröße mit der Strömungsrate des Verwirbelungsgases. Wenn zum Erreichen einer Klassifizierungspartikelgröße von 0.3 mm die Strömungsrate 100 % beträgt (die Freiraumgeschwindigkeit beträgt etwa 1.5 m/s), ist die Strömungsrate des Verwirbelungsgases proportional zur Klassifizierungspartikelgröße, wenn die Strömungsrate des Verwirbelungsgases im Bereich von 50 bis 150% liegt.
Eine durch die die Strömungsrate anzeigende Steuerung (FIC) 46 bestimmte Strömungsrate und die durch eine die Temperatur anzeigende Steuerung (TIC) 50 gemessene Temperatur des Verwirbelungsgases, das dem Windkasten 16 zugeführt wird, werden an eine arithmetische Einheit 52 gegeben. Werte für den Trocknungsgrad und den Menge an zugeführtem Material, die den Unterschied zwischen dem Einlassfeuchtigkeitsgehalt (Feuchtigkeitsgehalt des zugeführten Materials) und dem Auslassfeuchtigkeitsgehalt (Feuchtigkeitsgehalt des verarbeiteten Materials) gleich einen gewünschten Trocknungsgrad werden lassen, werden an die arithmetische Einheit 52 weiter gegeben. Anschließend berechnet die arithmetische Einheit 52 entsprechend der Strömungsrate des Verwirbelungsgases die Temperatur des Heißgases, die nötig ist, um den gewünschten Trocknungsgrad zu erhalten. Ein Steuerventil für die Brennstoffströmung 54 zum Steuern der Strömungsrate des der Heizeinrichtung 34 zuzuführenden Brennstoffs wird auf der Grundlage der Heißgastemperatur gesteuert, die durch die arithmetische Einheit 52 berechnet wird. Wie beispielhaft in 3 gezeigt, sind die Werte der Gastemperatur zum Erreichen des gewünschten Trocknungsgrades (der Unterschied zwischen dem Einlassfeuchtigkeitsgehalt und dem Auslassfeuchtigkeitsgehalt) für verschiedene Strömungsraten des Verwirbelungsgases (80%, 100% und 120% in 2) verschieden; je höher die Strömungsrate, desto niedriger ist die Gastemperatur für denselben Trocknungsgrad.
Das Verwirbelungsgas mit einer Temperatur und Strömungsrate, die so bestimmt sind, dass die gewünschte Klassifizierungspartikelgröße und der gewünschte Trocknungsgrad erreicht werden, wird in den Windkasten 16 geführt, das Verwirbelungsgas wird dabei durch die perforierte Gasverteilungsplatte 12 ausgestoßen. Folglich wird das Material verwirbelt und getrocknet, feine Partikel mit Partikelgrößen kleiner als die Klassifizierungspartikelgröße werden in den Freiraium 42 hinein gestreut, die feinen Partikel werden zusammen mit dem Abgas durch einen Abführöffnungsabschnitt 56 abgeführt, und grobe Partikel mit Partikelgrößen nicht kleiner als die Klassifizierungspartikelgröße werden als verarbeitetes Material (Produkt) durch das Abführsystem für verarbeitetes Material 31 abgeführt. Das die feinen Partikel enthaltende Abgas wird durch den Gasabführöffnungsabschnitt 56 abgeführt und einem nicht gezeigten Staubfänger wie einem Zyklon und/oder einem Beutelfilter zugeführt. Der Staubfänger sammelt die feinen Partikel und entfernt sie aus dem Abgas. Die Partikel, die durch die Ausblasöffnungen der perforierten Gasverteilungsplatte 12 treten, werden durch das Abführsystem für fallende Partikel 29 abgeführt. Die fallenden Partikel können kontinuierlich abgeführt werden. Wenn die gefallenen Partikel sich mit einer niedrigen Rate ansammeln, können die gefallenen Partikel diskontinuierlich abgeführt werden. Die Abführeinrichtung für fallende Partikel 28 kann kontinuierlich betrieben werden, um die fallenden Partikel kontinuierlich abzuführen.
4 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform. In 4 ist eine perforierte Gasverteilungsplatte 12 in einem unteren Teil eines Hauptkörpers 10 angeordnet. Eine Wirbelschicht 14, die ein Material enthält, ist über der perforierten Gasverteilungsplatte 12 ausgebildet.
Ein Windkasten 16 mit der Form eines Trichters ist unter der perforierten Gasverteilungsplatte 12 angeordnet. Ein System zum Abführen von fallendem Material 29 ist mit dem unteren Ende des Windkastens 16 verbunden, um das in den Windkasten 16 fallende Material abzuführen. Das System zum Abführen des fallenden Materials 29 enthält eine Einrichtung zum Abführen des fallenden Materials 28 und eine Abführrinne für fallendes Material 18.
Ein Öffnungsabschnitt 20 zur Materialzufuhr ist mit einem Teil des Hauptkörpers 10 auf einem Niveau über der Wirbelschicht 14 verbunden. Ein System zum Abführen von Klumpen 27, das einen Abführrinne für Klumpen 22 und eine Abführeinrichtung 26 enthält, ist mit einem Teil der der perforierten Gasverteilungsplatte 12 in einem Bereich direkt unter dem Öffnungsabschnitt 20 zur Materialzufuhr verbunden. Die Abführeinrichtung 26 ist ein großer Schieber, Drehschieber, eine durch einen Nockenmechanismus betriebene Abführeinrichtung zur Öffnungs- und Schließbetätigung oder eine Abführeinrichtung, die durch ein Balancegewicht zur Öffnungs- und Schließbetätigung betätigt wird.
Ein Abführsystem für verarbeitetes Material 31, das eine Abführrinne für verarbeitetes Material 24 und eine Abführeinrichtung 30 enthält, ist mit dem Hauptkörper an einer Position verbunden, die einem Ende der Wirbelschicht 14 entspricht.
Die Abführrinne für Klumpen 22, die Abführrinne für fallendes Material 18 und die Abführrinne für verarbeitetes Material 24 sind mit einer Beförderungseinrichtung 32 verbunden. Das verarbeitete Material, das Klumpen enthält, wird von einem Abführende der Beförderungseinrichtung 32 aus abgeführt. Die Abführrinne für Klumpen 22 braucht nicht mit der Beförderungseinrichtung 32 verbunden zu sein, und die Klumpen und das verarbeitete Material können getrennt abgeführt werden.
Die Arbeitsweise eines wesentlichen Teils der in 4 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung wird beschrieben. Das Verwirbelungsgas wird durch die perforierte Gasverteilungsplatte 12 ausgestoßen, um die Wirbelschicht 14 aus dem zu verarbeitenden Material zu bilden und das Material zu trocknen. Klumpen aus dem Material werden durch eine Klumpenfallöffnung, die in der perforierten Gasverteilungsplatte 12 ausgebildet ist, in das System zum Abführen von Klumpen 27 abgeführt und durch das System zum Abführen von Klumpen 27 abgezogen. Das getrocknete verarbeitete Material wird durch das Abführsystem für verarbeitetes Material 31 abgeführt. Gefallene Partikel, die durch den Ausstoßlöcher der perforierten Gasverteilungsplatte 12 fallen, werden durch das Abführsystem für fallendes Matertal 29 abgeführt.
Das System zum Abführen von Klumpen 27 wird betrieben, um im zu verarbeitenden Material enthaltende Klumpen abzuführen, wenn die Menge der im verarbeiteten Material enthaltenen groben Partikel mit Partikelgrößen nicht kleiner als die Partikelgröße, die die Oberflächengeschwindigkeit der Wirbelschicht und die minimale Verwirbelungsgeschwindigkeit einander gleich macht (10 bis 15 mm zum Trocknen von Kohle), über 3 bis 8 Gew.-% der Menge an verarbeitetem Material ansteigt.
Die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ist in den anderen Punkten, die sich auf den Betrieb und den Aufbau beziehen, dieselbe wie die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der ersten Ausführungsform.
Die 5 und 6 zeigen die perforierte Gasverteilungsplatte, die in den Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen in der ersten und zweiten Ausführungsform eingesetzt wird, wobei sie mit einer Zwischenschicht darauf versehen ist, um den Abrieb der perforierten Gasverteilungsplatte zu verhindern. Eine Zwischenschicht 57 ist lösbar an der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte 12 angebracht, um den Abrieb der perforierten Gasverteilungsplatte 12 zu verhindern. Die Zwischenschicht 57, die mit kleinen Löchern versehen ist, die den Ausstoßlöchern 58 der perforierten Gasverteilungsplatte 12 entsprechen, ist in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt, und die Abschnitte der Zwischenschicht 57 sind an der perforierten Gasverteilungsplatte 12 mit Flachkopfbolzen 62 angebracht, wobei die kleinen Löcher 60 an den Ausstoßlöchern 58 ausgerichtet sind. In den 5 und 6 sind bei 64 Trennlinien angedeutet.
Die 7 bis 10 zeigen wesentliche Teile einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform und deren Modifikationen. Die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform ist durch ihre Partikelabführeinrichtung gekennzeichnet.
In 7 ist eine das Klassifizierungsgas ausblasende Düse 66 an einem Teil einer Seitenwand einer Abführrinne für verarbeitetes Material 24a in einem Windkasten 16 angebracht. Eine Stauwand 70 ist in einem Abführabschnitt für verarbeitetes Material 68 an einer Position in der Nähe eines Endes (eines unteren Endes bezüglich der Bewegungsrichtung der Partikel) der perforierten Gasverteilungsplatte 12 angeordnet. Eine Lücke (Schlitz) 72 ist zwischen dem unteren Ende der Stauwand 70 und der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte 12 ausgebildet, um zu ermöglichen, dass Klumpen oder große Partikel durch die Lücke 72 treten.
Eine Klassifizierungsplatte 78 ist auf der oberen Wand 74 eines Hauptkörpers 10 in einen oberen Teil des Abführabschnitts für verarbeitetes Material 68 angeordnet, um die Klassifizierungseffizienz durch Reduzieren der Querschnittsfläche eines Zwischenraums 76 zwischen der Stauwand 70 und der Klassifizierungsplatte 78 zu verbessern. Die Stauwand 70 und die Klassifizierungsplatte 78 sind zur Höheneinstellung bewegbar.
Die Arbeitsweise des wesentlichen Teils der in 7 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung wird beschrieben, wobei auf 1 Bezug genommen wird. Ein zu verarbeitendes Material, das Partikel mit feinen Partikeln enthält, wird durch einen Öffnungsabschnitt 20 zur Materialzufuhr auf die perforierte Gasverteilungsplatte 12 zugeführt, und es wird ein Verwirbelungsgas durch die perforierte Gasverteilungsplatte 12 geblasen, um aus den Partikeln eine Wirbelschicht 14 zu bilden. Das Material wird in feine Partikel, die im Abgas enthalten sind, und grobe Partikel klassifiziert. Grobe Partikel als Produkt werden durch den Abführabschnitt für verarbeitetes Material 68 und die Abführrinne für verarbeitetes Material 24 abgeführt.
Ein Teil des Verwirbelungsgases (Windkastengas), das in einen Windkasten 16 zugeführt wird, wird als Klassifizierungsgas durch die Düse 66 zum Ausblasen des Klassifizierungsgases geblasen, die an der Seitenwand der Abführrinne für verarbeitetes Material 24a angebracht ist, und zwar in den Abführabschnitt für verarbeitetes Material 68 hinein. Das Klassifizierungsgas strömt durch den Zwischenraum 76 über die Stauwand 70 in den Freiraum 42 im Hauptkörper 10 hinein, um zu verhindern, dass die längs einer Seitenwand 80 des Hauptkörpers 10 herab fallenden Partikel 82 in den Abführabschnitt für verarbeitendes Material 68 eintreten, und um die die Stauwand 70 überströmenden feinen Partikel in den Hauptkörper 10 zurückzuführen. So wird die Klassifizierungseffizienz verbessert.
Die Höhe der Stauwand 70 wird angepasst an die Eigenschaft des zu verarbeitenden Materials. Die Breite der Lücke (Schlitz) zwischen dem unteren Ende der Stauwand 70 und der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte 12 wird entsprechend der Grösse von Klumpen oder großen Partikeln angepasst. Die Höhe der Klassifizierungsplatte 78, d.h. die Position des unteren Endes der Klassifizierungsplatte 78, wird eingestellt, um die Querschnittsfläche des Zwischenraums 76 so zu verändern, dass das Gas mit einer optimalen Geschwindigkeit strömt. Bei dieser Ausführungsform kann ein Teil des dem Windkasten zugeführten Verwirbelungsgases in die Abführrinne für verarbeitetes Material 24a eingeblasen werden.
8 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer ersten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung der dritten Ausführungsform. Bei der ersten Modifikation wird eine Düse zum Ausblasen von Klassifizierungsgas 66a an einem Teil einer Seidenwand einer Abführrinne für verarbeitetes Material 24a gegenüber einer Seidenwand angebracht, die sich an einem Windkasten 16 anschließt. Bei der ersten Modifikation kann die Geschwindigkeit der Strömungsrate eines Klassifizierungsgases, wie z. B. N₂-Gas, Luft oder eines Verbrennungsgases durch ein Strömungs- Steuerungsventil wie einen Schieber 84 sauber eingestellt werden. Daher lässt sich das Klassifizierungsverhältnis einstellen, und die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung weist eine verbesserte Klassifizierungsfähigkeit auf. Die in 8 gezeigte Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist dieselbe mit Bezug auf andere, die Arbeitsweise und den Aufbau betreffende Gesichtspunkte wie die in 7 gezeigte Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung.
9 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer zweiten Modifikation einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform. Bei der zweiten Modifikation wird eine schwenkbare klappenartige Klassifizierungsplatte 78a zum Verändern der Querschnittsfläche eines Zwischenraums 76 zwischen einer Stauwand 70 und der Klassifizierungsplatte 78a eingesetzt. Die Klassifizierungsplatte 78a wird in eine geneigte Position versetzt, so dass sie sich nach unten in Richtung auf das Innere eines Hauptkörpers 10 neigt, um feine Partikel 82, die auf sie fallen, in den Hauptkörper 10 zurückzuführen. Die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der zweiten Modifikation ist in anderen, die Arbeitsweise und den Aufbau betreffenden Gesichtspunkten dieselbe wie die in 7 gezeigte Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung.
10 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer dritten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform. Bei der in 10 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist eine Düse zum Ausblasen von Klassifizierungsgas 66a an einem Teil einer Seitenwand einer Abführrinne für verarbeitetes Material gegenüber einer Seitenwand angebracht, die sich an einem Windkasten 16 anschließt, und es wird eine schwenkbare klappenartige Klassifizierungsplatte 78a eingesetzt. Die dritte Modifikation ist ansonsten hinsichtlich der Arbeitsweise und des Aufbaus dieselbe wie die in den 7 bis 9 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtungen.
Die dritte Ausführungsform ist ansonsten betreffend die Arbeitsweise und den Aufbau dieselbe wie die erste Ausführungsform. Eine in der dritten Ausführungsform eingesetzte perforierte Gasverteilungsplatte kann mit einer in den 5 und 6 gezeigten austauschbaren Zwischenschicht versehen werden.
Die 11 bis 14 zeigen einen wesentlichen Teil einer Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform ist durch eine Partikelabführeinrichtung gekennzeichnet.
In den 11 und 12 ist das Innere einer Abführrinne für verarbeitetes Material 24b durch eine Trennwand 90 unterteilt, um eine Abführrinne für Klumpen 86 auf der Seite einer perforierten Gasverteilungsplatte 12 und eine Abführrinne für Partikel 88 auf der Seite von einem Ende eines Hauptkörpers 10 zu bilden. Die Trennwand 90 erstreckt sich im wesentlichen in der Nähe eines unteren Abführendes. In den 11 und 12 ist bei 92 ein Abführteil für Klumpen (Klumpenabführauslass) angedeutet. Eine Düse zum Ausblasen von Verwirbelungsgas 94 ist an eine Seitenwand der Abführrinne für Klumpen 86 angebracht.
Eine Klumpenabführeinrichtung, nicht gezeigt, ist mit der Abführrinne für Klumpen 86 verbunden und eine nicht gezeigte Partikelabführeinrichtung ist mit der Abführrinne für Partikel 88 verbunden.
Die Arbeitsweise der Partikelabführeinrichtung der in den 11 und 12 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung wird beschrieben, wobei auch auf 1 Bezug genommen wird. Ein Material, das Klumpen und Partikel enthält, wird durch einen Öffnungsabschnitt zur Materialzufuhr 20 auf eine perforierte Gasverteilungsplatte 12 zugeführt. Ein Gas wird durch die perforierte Gasverteilungsplatte 12 ausgestoßen, um durch Verwirbeln der Partikel eine Wirbelschicht 14 zu bilden. Das Material wird getrocknet und klassifiziert, und ein verarbeitetes Material (grobe Partikel) d.h. ein Produkt, wird durch einen Abführabschnitt für verarbeitetes Material 68 über die Abführrinne für Partikel 88 abgeführt. In 11 ist eine bewegliche Partikelschicht bei 95 angedeutet.
Ein Verwirbelungsgas wird durch die Düse zum Ausblasen von Verwirbelungsgas, die an der Seitenwand der Abführrinne für Klumpen 86 angebracht ist, in die Abführrinne für Klumpen 86 ausgeblasen, um Partikel in einem oberen Bereich der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln und Klumpen 96 in die Abführrinne für Klumpen 86 fallen zu lassen. Das Verwirbelungsgas kann kalte Luft, heiße Luft, Verbrennungsgas oder ein nicht reaktives Gas wie N₂-Gas sein. Das Verwirbelungsgas wird durch die Düse zum Ausblasen von Wir belgas 94 so in die Abführrinne für Klumpen 86 geblasen, dass die Geschwindigkeit des Wirbelgases in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen 86 im Bereich des 1 bis 3 fachen, noch bevorzugter im Bereich des 1.5 bis 2 fachen der minimalen Verwirbelungsgeschwindigkeit U_mf für die Wirbelschicht 14 liegt.
13 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in einer ersten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach der vierten Ausführungsform. Bei der in 13 gezeigten Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung ist eine Abführrinne für verarbeitetes Material 24b nicht unterteilt, eine Klumpenabführeinheit (Klumpenabführabschnitt) 92a ist anschließend an die Abführrinne für verarbeitetes Material 24b auf der Seite einer perforierten Gasverteilungsplatte 12 angeordnet, und eine Abführrinne für Klumpen 86a ist mit der Klumpenabführeinheit 92a verbunden. Die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung der ersten Modifikation ist ansonsten in Bezug auf Arbeitsweise und Aufbau dieselbe wie die in den 11 und 12 gezeigte Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung.
14 zeigt eine Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einer zweiten Modifikation der Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der vierten Ausführungsform. Bei der zweiten Modifikation ist ein unterer Teil 98 der Abführrinne für Klumpen 86, z. B. ein unterer Teil 98 unterhalb einer Düse zum Ausblasen von Verwirbelungsgas 94, geneigt. Eine Siebstruktur 100 ist in einem Teil einer Trennwand oder in einer gesamten Trennwand des geneigten unteren Teils 98 auf der Seite der Abführrinne für Partikel 24b ausgebildet. Eine den Zwischenraum sichernde Trennwand 104 ist in der Abführrinne für verarbeitetes Material 24b so angeordnet, dass sie einen Zwischenraum 102 unter der Siebstruktur 100 gewährleistet. Kleine in die Abführrinne für Klumpen 86 gefallene Partikel werden durch die Siebstruktur 100 ausgesiebt. So werden kleine durch die Siebstruktur 100 ausgesiebte Partikel durch den Zwischenraum 102 in die Abführrinne für verarbeitetes Material 24b und insbesondere in eine Abführrinne für Partikel 88 geführt. Die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung in der zweiten Modifikation ist sonst in Bezug auf Arbeitsweise und Aufbau dieselbe wie die in den 11 und 12 gezeigte Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung.
Die vierte erfindungsgemäße Ausführungsform ist ansonsten in Bezug auf Arbeitsweise und Aufbau dieselbe wie die erste Ausführungsform. Eine in der vierten Ausführungsform eingesetzte perforierte Gasverteilungsplatte kann mit einer in den 5 und 6 gezeigten austauschbaren Zwischenschicht versehen werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die erfindungsgemäße Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung wird für das Heißlufttrocknen von körnigem Material mit einer weitreichenden Partikelgrößenverteilung, wie Kohle oder Schlacke, und zur Luftklassifizierung von körnigem Material in feine Partikel und grobe Partikel verwendet.

Claims

Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung mit einem Hauptkörper (10), in dem eine Wirbelschicht ausgebildet ist, um ein körniges Material zu trocknen und das körnige Material in feine Partikel und grobe Partikel zu klassifizieren, wobei die Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung folgendes umfasst: eine perforierte Gasverteilungsplatte (12), die unter einem die Wirbelschicht bildenden Bereich des Hauptkörpers angeordnet ist; einen Windkasten (16), der die Form eines Trichters aufweist und unter der perforierten Gasverteilungsplatte angeordnet ist; eine Abführeinrichtung (29) für fallengelassenes Material, die mit einem unteren Ende des Windkastens verbunden ist, um das in den Windkasten fallende Material fortlaufend abzuführen; ein Gaszufuhrsystem(110), das mit dem Windkasten verbunden ist, um in den Windkasten ein Wirbelgas zuzuführen, das als heißes Trocknungsgas und als Klassifizierungsgas dient; einen Materialzufuhr-Öffnungsabschnitt (20), der am Hauptkörper befestigt ist, um das körnige Material zuzuführen; eine Abführrinne (24), die am Hauptkörper befestigt ist, um einen getrockneten groben Partikel abzuführen; und einen Gasabführöffnungsabschnitt (56), der an einem oberen Teil des Hauptkörpers angeordnet ist, um ein einen feinen Partikel enthaltendes Abgas abzuführen; wobei das Gaszufuhrsystem einen Strömungsregler (111) zum Regeln der Klassifizierungspartikelgröße durch Regeln der Strömungsrate des in den Windkasten zugeführten Gases und einen Temperaturregler (112) zum Regeln des Trocknungsgrades durch Einstellen der Temperatur des in den Windkasten zugeführten Gases enthält, das entsprechend der durch den Strömungsregler eingestellten Strömungsrate zugeführt wird.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem eine Klumpenabführeinrichtung mit der perforierten Gasverteilungsplatte verbunden ist, die unter der Ausbildungsbereich der Wirbelschicht direkt unterhalb dem Materialzufuhr-Öffnungsabschnitt angeordnet ist, um einen großen groben Partikel abzuführen, der eine Partikelgröße aufweist, die nicht kleiner als eine Partikelgröße ist, die die Oberflächengeschwindigkeit der Wirbelschicht und die minimale Wirbelgeschwindigkeit einander gleich macht.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine austauschbare Zwischenlage an der perforierten Gasverteilungsplatte angebracht ist, um einen Abrieb der perforierten Gasverteilungsplatte zu verhindern.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Stauwand in der Nähe von einem Ende der perforierten Gasverteilungsplatte auf einer Seite der Abführrinne angeordnet ist, und bei der eine Düse zum Zuführen des Klassifizierungsgases mit der Abführrinne verbunden ist, um einen feinen Partikel durch Hochblasen des feinen Partikels über die Stauwand in den Hauptkörper zurückzuführen.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der eine Stauwand in der Nähe eines Endes der perforierten Gasverteilungsplatte auf einer Seite der Abführrinne angeordnet ist, eine Klassifizierungsplatte über der Stauwand angeordnet ist, um die Klassifizierungseffizienz durch Reduzieren der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte zu verbessern, und eine Düse zum Zuführen des Klassifizierungsgases mit der Abführrinne verbunden ist, um einen feinen Partikel durch Blasen von Gas durch den Zwischenraum zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte in den Hauptkörper zurückzuführen.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei wenigstens entweder die Höhe der Stauwand oder die Höhe der Klassifizierungsplatte so einstellbar ist, dass die Klassifizierungsmenge durch Ändern der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte eingestellt werden kann.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei wenigstens entweder die Höhe der Klassifizierungsplatte oder der Winkel der Klassifizierungsplatte so einstellbar ist, dass die Klassifizierungsmenge durch Ändern der Querschnittsfläche des Zwischenraums zwischen der Stauwand und der Klassifizierungsplatte eingestellt werden kann.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der eine Lücke, durch die ein großer Klumpen hindurchtreten kann, zwischen einem unteren Ende der Stauwand und einer oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte ausgebildet ist.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Abführrinne durch eine Trennwand unterteilt ist, um eine Abführrinne für Klumpen in der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte zu bilden, und eine Düse zum Ausblasen des Wirbelgases an der Abführrinne für Klumpen befestigt ist, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, um einen großen Klumpen selektiv fallen zu lassen und den großen Klumpen abzuführen.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Klumpenabführabschnitt an einem Abführteil der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte befestigt ist, eine Abführinne für Klumpen mit dem Klumpenabführabschnitt verbunden ist und eine Düse zum Ausblasen des Wirbelgases an der Abführrinne für Klumpen befestigt ist, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, um einen großen Klumpen selektiv fallen zu lassen und den großen Klumpen abzuführen.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Abführrinne durch eine Trennwand unterteilt ist, um eine Abführrinne für Klumpen in der Abführrinne auf einer Seite der perforierten Gasverteilungsplatte zu bilden, eine Düse zum Ausblasen des Wirbelgases an der Abführrinne für Klumpen befestigt ist, um einen Partikel in einem oberen Teil der Abführrinne für Klumpen zu verwirbeln, um einen großen Klumpen selektiv fallen zu lassen und den großen Klumpen abzuführen, ein unterer Teil der Abführrinne für Klumpen geneigt ist, eine Siebstruktur in wenigstens einem Teil einer unteren Wand des geneigten unteren Teils der Abführrinne für Klumpen ausgebildet ist, eine Trennwand in der Abführrinne angeordnet ist, um einen Zwischenraum unterhalb der Siebstruktur zu bilden, und ein Partikel mit kleiner Partikelgröße, der in die Abführrinne für Klumpen fällt, in den Zwischenraum unterhalb der Siebstruktur ausgesiebt und in die Abführrinne zurückgeführt wird.
Wirbelschichttrocknungs- und Klassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, bei der ein oberes Ende der Trennwand sich auf einem Niveau über der oberen Oberfläche der perforierten Gasverteilungsplatte befindet.