ES2199395T3 - Procedimiento para el funcionamiento de un regenerador y regenerador. - Google Patents
Procedimiento para el funcionamiento de un regenerador y regenerador.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA OPERACION DE UN REGENERADOR, DONDE SE GUIA REPETIDAMENTE EL GAS CALIENTE Y GAS FRIO A TRAVES DE MATERIAL A GRANEL (4) CON UN DIAMETRO DE GRANO MAXIMO D MAX , QUE SE RECEPCIONA EN UN ESPACIO (1) ANULAR ENTRE UN EMPARRILLADO (2) CALIENTE ESENCIALMENTE DE FORMA CILINDRICA Y UN EMPARRILLADO (4) FRIO QUE LO RODEA Y DONDE EN EL FONDO B DEL ESPACIO (1) ANULAR SE HA PREVISTO AL MENOS UNA ABERTURA (6) PARA EL PURGADO DEL MATERIAL (4) A GRANEL. PARA LA ELEVACION DEL TIEMPO DE PARADA DEL REGENERADOR SE PROPONE DE ACUERDO CON LA INVENCION, QUE DURANTE O DESPUES DEL PASO DEL GAS CALIENTE SE PURGUE UNA CANTIDAD PREVIAMENTE DADA DE MATERIAL (4) A GRANEL, DE TAL FORMA QUE SE REDUCE LA TENSION DE PRESION QUE SE EJERCE POR EL MATERIAL (4) A GRANEL SOBRE EL EMPARRILLADO (3) CALIENTE O EL EMPARRILLADO (4) FRIO.
Description
Procedimiento para el funcionamiento de un
regenerador y regenerador.
La invención se refiere a un procedimiento para
el funcionamiento de un regenerador de producto a granel o bien de
un regenerador según el preámbulo de la reivindicación 1. Se
refiere, además, a un regenerador según el preámbulo de la
reivindicación 6.
Tales regeneradores se emplean habitualmente para
el calentamiento de gases a temperaturas de 800ºC. Por ejemplo, en
el funcionamiento de alto horno, los regeneradores sirven para la
generación de viento caliente con una temperatura de 100ºC. Se
conocen por los documentos US 2.272.108, DE 41 08 744 C1 o DE 42
38 652 C1 regeneradores de este tipo.
En los regeneradores conocidos, en un espacio
anular entre una llamada parrilla caliente interior configurada de
forma cilíndrica y una llamada parrilla fría que rodea coaxialmente
a ésta es recibido un producto a granel. Tanto la parrilla caliente
como también la parrilla fría están provistas con aberturas u
orificios, cuyo diámetro es seleccionado para que sea posible un
paso de gas, pero sea imposible un paso de producto a granel. En
la práctica, la parrilla fría está fabricada habitualmente por una
chapa perforada y la parrilla caliente está fabricada habitualmente
por materiales cerámicos, por ejemplo por ladrillos refractarios.
Como producto a granel se emplean, por ejemplo, grava o bolas de
óxido de aluminio.
En el dispositivo conocido, se produce de una
manera desfavorable, ya después de un periodo de funcionamiento o
de actividad reducido, la rotura de la parrilla caliente y/o de la
parrilla fría. El empleo de una parrilla caliente y/o de una
parrilla fría rotas provoca un gasto de costes alto.
El documento US 4.307.773 describe un
intercambiador de calor, en el que el calor de una corriente de
flujo contaminada caliente es transmitido sobre un montón de un
lecho continuo. A continuación, las contaminaciones son eliminadas
del lecho continuo y el calor de las contaminaciones es
transmitido sobre otra corriente de flujo.
El cometido de la invención es indicar un
procedimiento para el funcionamiento de un regenerador y un
regenerador que garantizan un tiempo de actividad mejorado.
Este cometido se soluciona a través de las
características de las reivindicaciones 1 y 6. Las configuraciones
convenientes se deducen de las características de las
reivindicaciones 2 a 5 y 7 a 17.
De acuerdo con las medidas de la invención
relacionadas con el procedimiento, está previsto que durante o
después de la conducción del gas caliente sea descargada una
cantidad predeterminada de producto a granel, para que se reduzca
una tensión de presión ejercida por el producto a granel sobre la
parrilla caliente o la parrilla fría. De esta manera se prolonga
drásticamente el periodo de actividad del regenerador.
De manera más ventajosa, el producto a granel
descargado es reconducido al espacio intermedio. De este modo se
mantiene la altura mínima necesaria del producto a granel. En el
caso de utilización de producto a granel de alta calidad, a través
de la reutilización se pueden reducir los costes de
funcionamiento.
El producto a granel descargado puede ser
transportado pneumáticamente, siendo alimentado al espacio anular
de una manera más ventajosa a través de un orificio de alimentación
previsto en la proximidad de su cubierta. En este caso, se puede
separar un gas de transporte desde el producto a granel y se puede
descargar por soplado al medio ambiente. Las características
mencionadas anteriormente posibilitan una conducción automática del
procedimiento.
De acuerdo con las medidas de la invención
relacionadas con el regenerador, está previsto que la parrilla
caliente y/o la parrilla fría estén configuradas de tal forma que el
producto a granel se puede dilatar radialmente libremente durante
el calentamiento, estando previsto en la parrilla caliente y/o en
la parrilla fría al menos un orificio, cuyo diámetro es mayor que
el diámetro máximo del grano, de manera que la tensión de presión
formada en el producto a granel puede ser compensada por medio del
paso de una porción de producto a granel a través del orificio. De
esta manera se reduce la actuación de tensiones de presión
condicionadas térmicamente del producto a granel sobre la parrilla
caliento y/o la parrilla fría. Se evita una rotura de la parrilla
caliente y/o de la parrilla fría. Se prolonga el periodo de
actividad del regenerador.
De una manera más conveniente, en el lado del
orificio que está alejado del espacio anular está previsto un
dispositivo para la recogida de producto a granel separado a través
del orificio.
De acuerdo con otra característica de
configuración, el dispositivo presenta para la recogida al menos
una superficie inclinada, que se extiende inclinada con respecto al
eje del regenerador, extendiéndose la superficie inclinada desde
el lado exterior de la parrilla caliente o parrilla fría, que está
alejado del espacio anular, hasta un lado interior que está
dirigido hacia el espacio anular y cae en la dirección del fondo
del espacio anular.
Además, el dispositivo se puede cerrar con una
tapa que está provista con aberturas, donde las aberturas están
realizadas de tal forma que es posible el paso de gas, pero es
imposible el paso de producto a granel. De esta manera, se evita un
arrastre de granos individuales de producto a granel a través de
la corriente de gas que sale.
De acuerdo con otra forma de configuración, en el
fondo del espacio anular está previsto al menos un orificio de
soplado. A través de un soplado de producto a granel durante o
después del calentamiento es igualmente posible eliminar las
tensiones de presión ejercidas sobre la parrilla caliente y/o la
parrilla fría a través del producto a granel. El orificio de salida
desemboca de una manera más conveniente en un tubo, pudiendo estar
previsto un medio para el cierre del tubo. El tubo desemboca de una
manera más conveniente en un tubo de transporte. Una instalación
para la generación de una corriente de gas de transporte puede
estar conectada con el tubo de transporte, de manera que el
producto a granel puede ser transportado pneumáticamente a través
del tubo de transporte. Las características mencionadas
anteriormente posibilitan un retorno automático de producto a granel
descargado al espacio anular.
El tubo de transporte puede estar en comunicación
con un orificio de alimentación previsto en la proximidad de la
cubierta del espacio anular. De una manera más ventajosa, en el
lado del orificio de alimentación, que está alejado del espacio
anular, está previsto un dispositivo para la separación del
producto a granel del gas de transporte. De esta manera se evita
una refrigeración en la región del espacio anular.
A continuación se explican en detalle ejemplos de
realización de la invención con la ayuda del dibujo. En éste:
La figura 1 muestra una vista de la sección
transversal de un regenerador según el estado de la técnica.
La figura 2 muestra una vista de la sección
transversal a través de un primer ejemplo de realización.
La figura 3 muestra una vista de la sección
transversal parcial según la figura 2.
La figura 4 muestra una vista en planta superior
según la figura 2.
La figura 5a muestra una vista de la sección
transversal de un segundo ejemplo de realización.
La figura 5b muestra una vista de la sección
transversal de un tercer ejemplo de realización.
La figura 6 muestra una curva de la tensión en la
parrilla fría durante la descarga del producto a granel.
La figura 7 muestra una vista de la sección
transversal parcial de un cuarto ejemplo de realización.
La figura 8a muestra una vista de la sección
transversal de una primera descarga.
La figura 8b muestra una representación ampliada
según la figura 8a.
La figura 8c muestra una vista en planta superior
según la figura 8b.
La figura 9a muestra una vista de la sección
transversal de una segunda descarga.
La figura 9b muestra una vista de la sección
transversal de una tercera descarga, y
La figura 9c muestra una vista de la sección
transversal de una cuarta descarga.
En la figura 1 se muestra en la sección
transversal un regenerador según el estado de la técnica. Un eje
del regenerador está designado con A. En el espacio anular 1 entre
una parrilla fría 2 configurada de forma cilíndrica y una parrilla
caliente 3 dispuesta coaxialmente a ella está recibido producto a
granel 4 (mostrado aquí sólo parcialmente) con un diámetro máximo
de los granos D_{max}. La parrilla fría 2 y la parrilla caliente
3 presentan pasos de gas 5. El diámetro máximo de los pasos de gas
5 está elegido para que no sea posible un paso de producto a granel
4. Con 6 se designa un espacio colector caliente o espacio caliente
rodeado por la rejilla caliente 3 y con 7 se designa una pared que
rodea la parrilla fría 2. Entre la pared 7 y la parrilla fría 2 se
encuentra un espacio colector frío o espacio colector 8.
En las figuras 2 a 4 se muestra un primer ejemplo
de realización, a saber, una parrilla caliente 3. La parrilla
caliente 3 está constituida por varios segmentos anulares 9
colocados superpuestos, fabricados por ejemplo de ladrillos
refractarios. Dos segmentos anulares 9 superpuestos respectivos
forman una pluralidad de orificios O dirigidos hacia el producto a
granel 4. En lugar de segmentos anulares se pueden emplear
evidentemente también segmentos configurados de forma
poligonal.
La figura 3 muestra una vista ampliada de la
sección transversal según la región designada con X en la figura
2. El producto a granel 4 que pasa a través del orificio O se
encuentra esencialmente sobre un plano liso 10, que está delimitado
a través de una primera superficie inclinada 11. La primera
superficie inclinada 11 está dirigida inclinada con respecto al eje
A. Cae desde un lado exterior de la parrilla caliente 3 que está
alejado del producto a granel 4 hacia un lado interior que está
dirigido hacia el producto a granel 4. Dos nervaduras de apoyo 12
respectivas, que se extienden radialmente desde el radio interior
R_{1} hacia un radio exterior R_{a} forman junto con la
superficie plana 10 y la primera superficie inclinada 11 un
compartimiento o bien una bandeja F.
La figura 5a muestra un segundo ejemplo de
realización, a saber, una parrilla fría 2. Detrás de los orificios
O, en el lado alejado del producto a granel 4, están previstas
bandejas F, que están delimitadas radialmente por dos superficies
inclinadas 13. El producto a granel 4 entra a través del orificio
O bajo la formación de un ángulo de carga \alpha típico del mismo
y se apoya con una primera longitud L_{1} sobre la segunda
superficie inclinada 13. Una segunda longitud L_{2} de la
segunda superficie inclinada 13 es mayor que la primera longitud
L_{1}.
En la figura 5b, la bandeja F está delimitada
radialmente por una tercera superficie inclinada 14 y una
superficie vertical 15. En la configuración del ángulo de carga
\alpha, el producto a granel 4 se apoya con una primera altura
H_{1} en la superficie vertical 15. Una segunda altura H_{2}
de la superficie vertical 15 es mayor que la primera altura
H_{1}.
En la figura 6 se muestra la dilatación de la
parrilla fría así como la tensión aplicada en ella en función del
tiempo de funcionamiento. Como se puede reconocer claramente, una
extracción de producto a granel provoca una reducción considerable
de la tensión y de la dilatación. Este efecto es utilizado en los
siguientes ejemplos de realización.
En la figura 7 se muestra una vista de la sección
transversal de un cuarto ejemplo de realización. En el fondo B de
un espacio anular 1 se encuentra un orificio de salida 16, que está
conectado a través de un tubo 17 con un tubo de transporte 18. Un
soplante 19 que está montado en el extremo del tubo de transporte
18 sirve para la generación de una corriente de gas de transporte.
En la proximidad de una cubierta D del espacio anular 1 está
montado un ciclón 20, cuyo orificio estrechado cónicamente
desemboca en el espacio anular 1. El ciclón 20 está provisto con
una válvula de descarga 21.
Las figuras 8a a 8c muestran una primera salida
en la sección transversal y en la vista en planta superior. El
orificio de salida 16 desemboca en un codo de tubo 22. El codo de
tubo 22 está cerrado con una corredera 23, donde la corredera 23
está asegurada por medio de al menos un bulón 24 en la posición
cerrada. En la posición abierta, una abertura 25 de la corredera
está alineada con el codo de tubo 22.
En las figuras 9a a 9c, en el codo de tubo 22
está retenido con bridas un tubo de salida 26, que puede adoptar
diferentes curvaturas.
El tubo de salida 26 pude estar realizado, por
ejemplo, como tubo metálico flexible y puede estar provisto con un
cierre 27.
La función del regenerador es la siguiente:
El gas caliente llega al espacio caliente 6,
atraviesa desde allí el producto a granel 4 recibido entre la
parrilla caliente 3 y la parrilla fría 2 y llega al espacio frío 8.
Al atravesar el producto a granel 4, el calor del gas caliente
pasa en una gran parte al producto a granel 4. De esta manera, se
dilátale producto a granel 4. Se obtiene una tensión de presión
radial, que actúa sobre la parrilla caliente 3 y la parrilla fría
2. Para la compensación de la tensión de presión pueden estar
previstos según las figuras 2 a 4 así como según las figuras 5a a
5b, orificios O en la parrilla caliente 3 y/o en la parrilla fría
2, cuyo diámetro es mayor que el diámetro máximo D_{max} del
grano del producto a granel 4. Sobre el lado del orificio O que
está alejado del producto a granel 4 está previsto en cada caso un
dispositivo, que retiene el producto a granel 4 que ha pasado. La
retención se realiza a través de la configuración del ángulo
\alpha del producto a granel típico para el producto a granel 4
respectivo.
Tan pronto como aparece una tensión de presión
radial en el producto a granel 4, el producto a granel 4 es
presionado para su compensación a través de los orificios O; de esta
manera, son eliminadas las tensiones de presión. El producto a
granel 4 presionado a través de los orificios O se cierre por sí
mismo a continuación de forma automática de nuevo bajo la formación
del ángulo \alpha del producto a granel típico del mismo. La
velocidad del gas que sale a través de los orificios O, o bien de
las bandejas F está seleccionada para que no se desprenda producto
a granel desde las superficies de producto a granel, que están
dirigidas hacia el espacio caliente 6 o bien hacia el espacio frío
8 y sea arrastrado con la corriente de gas.
Pero las tensiones de presión radiales que
aparecen en el producto a granel pueden ser eliminadas también a
través del desplazamiento del producto a granel 4 dirigido hacia el
fondo B. A tal fin, durante o después de la conducción de gas
caliente a través del producto a granel 4 se descarga una pequeña
cantidad de producto a granel 4 a través del orificio de descarga
16. Es evidente que pueden estar previstos varios orificios de
descarga 16.
Los orificios de descarga 16 están conectados de
una manera más conveniente a través de tubo 17 con un tubo de
transporte común 18. El producto a granel 4 descargado llega al tubo
de transporte 18 y es soplado a través de la acción del soplante
19 hacia un ciclón 20. En el ciclón 20 se lleva a cabo una
separación del gas de transporte del producto a granel 4. El
producto a granel 4 es alimentado de nuevo a la proximidad de la
cubierta hasta el espacio anular 1.
Es evidente que se puede automatizar el proceso
descrito anteriormente de la descarga y retorno de producto a
granel 4 descargado.
| 1 | Espacio anular |
| 2 | Parrilla fría |
| 3 | Parrilla caliente |
| 4 | Producto a granel |
| 5 | Paso de gas |
| 6 | Espacio caliente |
| 7 | Pared |
| 8 | Espacio frío |
| 9 | Segmento anular |
| 10 | Superficie plana |
| 11 | Primera superficie inclinada |
| 12 | Nervadura de apoyo |
| 13 | Segunda superficie inclinada |
| 14 | Tercera superficie inclinada |
| 15 | Superficie vertical |
| 16 | Orificio de salida |
| 17 | Tubo |
| 18 | Tubo de transporte |
| 19 | Soplante |
| 20 | Ciclón |
| 21 | Válvula de salida |
| 22 | Codo de tubo |
| 23 | Corredera |
| 24 | Bulón |
| 25 | Abertura de la corredera |
| 26 | Tubo de salida |
| 27 | Cierre |
| D_{max} | Diámetro máximo de los granos |
| \alpha | Ángulo del producto a granel |
| A | Eje |
| B | Fondo |
| F | Bandeja |
| L_{1} | Primera longitud |
| L_{2} | Segunda longitud |
| H_{1} | Primera altura |
| H_{2} | Segunda altura |
| O | Orificio |
| R_{1} | Radio interior |
| R_{a} | Radio exterior |
| D | Cubierta |
Claims (17)
1. Procedimiento para el funcionamiento de un
regenerador, en el que se conduce de manera repetida gas caliente
y gas frío a través de un producto a granel (4) con un diámetro
máximo del grano (D_{max}), que es recibido en el espacio anular
(1) entre una parrilla caliente (3) de forma esencialmente
cilíndrica y una parrilla fría (2) que rodea a ésta y en el que en
el fondo (B) del espacio anular (1) está previsto al menos un
orificio de salida (16) para la descarga del producto a granel
(4), caracterizado porque durante o después del paso de gas
caliente, se descarga una cantidad predeterminada de producto a
granel (4), de manera que se reduce una tensión de presión
ejercida por el producto a granel (4) sobre la parrilla caliente (3)
y la parrilla fría (2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que el producto a granel (4) descargado es reconducido al espacio
anular (1).
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que el producto a granel (4) descargado es transportado
pneumáticamente.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 ó 3, en el que el producto a granel (4)
descargado es alimentado al espacio anular (1) a través de un
orificio de alimentación que está previsto en la proximidad de su
cubierta (D).
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el
que el gas de transporte es separado del producto a granel (4) y
es ventilado al medio ambiente.
6. Regenerador, en el que una parrilla caliente
(3) configurada de forma esencialmente cilíndrica está rodada
coaxialmente por una parrilla fría (2) y en un espacio anular (1)
formado entre la parrilla caliente (3) y la parrilla fría (2) está
recibido un producto a granel (4) con un diámetro máximo
(D_{max}) de los granos, caracterizado porque la parrilla
caliente (3) y/o la parrilla fría (2) están configuradas de tal
forma que el producto a granel (4) se puede dilatar radialmente
durante el calentamiento, estando previsto en la parrilla caliente
(3) y/o en la parrilla fría (2) al menos un orificio (O), cuyo
diámetro es mayor que el diámetro (D_{max}) de los granos, de
manera que las tensiones de presión formadas en el producto a
granel (4) pueden ser compensadas a través del paso de una parte del
producto a granel a través del orificio (O).
7. Regenerador según la reivindicación 6, en el
que en el lado del orificio (O) que está alejado del espacio
anular (1) está previsto un dispositivo para la recogida de producto
a granel (4) separado a través del orificio (O).
8. Regenerador según la reivindicación 7, en el
que el dispositivo para la recogida presenta al menos una
superficie inclinada (11, 13, 14) que se extiende inclinada con
respecto al eje (A) del regenerador.
9. Regenerador según la reivindicación 8, en el
que la superficie inclinada (11, 13, 14) se extiende desde el lado
exterior, que está alejado del espacio anular (1), de la parrilla
caliente (3) o de la parrilla fría (2) hasta un lado interior que
está dirigido hacia el espacio anular (1) y cae en la dirección
del fondo (B) del espacio anular (1).
10. Regenerador según una de las reivindicaciones
7 a 9, en el que el dispositivo se puede cerrar con una tapa
provista con aberturas, donde las aberturas están realizadas de tal
forma que es posible un paso de gas, pero es imposible un paso de
producto a granel (4).
11. Regenerador según una de las reivindicaciones
6 a 10, en el que en el fondo del espacio anular (1) está previsto
al menos un orificio de descarga (16).
12. Regenerador según la reivindicación 12, en el
que el orificio de descarga (16) desemboca en un tubo (17).
13. Regenerador según la reivindicación 12, en el
que está previsto un medio para el cierre del tubo (17).
14. Regenerador según la reivindicación 12 ó 13,
en el que el tubo (17) desemboca en un tubo de transporte
(18).
15. Regenerador según una de las reivindicaciones
10 a 14, en el que está prevista una instalación (19) para la
generación de una corriente de gas de transporte en el tubo de
transporte (18), de manera que el producto a granel (4) puede ser
transportado a través del tubo de transporte.
16. Regenerador según una de las reivindicaciones
10 a 15, en el que el tubo de transporte (18) está en conexión con
un orificio de alimentación que está previsto en la proximidad de
una cubierta (D) del espacio anular (1).
17. Regenerador según una de las reivindicaciones
10 a 16, en el que en el lado del orificio de alimentación, que
está alejado del espacio anular (1), está previsto un dispositivo
(20) para la separación del producto a granel (4) del gas de
transporte.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19744387 | 1997-10-08 | ||
| DE19744387A DE19744387C1 (de) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Vorrichtung zum Spannungsabbau in radialdurchströmten Schüttgutregeneratoren |
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| ES2199395T3 true ES2199395T3 (es) | 2004-02-16 |
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