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Beschickungsvorrichtung für pulverförmigen Brennstoff bei Brennöfen und anderen
Feuerungen.
Vorliegende Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für pulverförmigen Brennstoff bei Brennöfen, welche besonders beim Brennen von Zement, Kalk usw. zur Verwendung kommen soll, jedoch auch bei anderen Feuerungen und für andere Zwecke benützt werden kann und besteht im wesentlichen darin, dass mehrere Brennstoffeinblasdüsen, denen jeder komprimierte Luft zugeführt wird, entweder in verschiedener Höhe oder unter verschiedenen Winkeln zur Ofenachse geneigt angeordnet sind oder die Luft unter verschiedenem Druck zugeführt erhalten, so dass der durch Luftdruck ausgeschleuderte Brennstoffstrahl jeder Düse an eine andere Stelle wie der Brennstoff der anderen Düse oder Düsen abgegeben wird, wodurch mehrere Verbrennungszonen entstehen,
durch die das zu brennende Material geführt wird.
Die Zeichnungen stellen eine beispielsweise Anwendung der Erfindung bei Brennöfen für Zement dar, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der ganzen Brennofenanlage mit den Znführungsvorrichtungen sowohl für den Brennstoff als für das zu kalzinierende Material. Fig. 2 stallt einen vertikalen Schnitt durch die Ueschickungs\orhchtung nach vorliegender Erfindung und Fig. 3 eine Draufsicht auf dieselbe dar.
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit im Schnitt, welche die Wirkungsweise der beiden Düsen zum Zuführen des pulverisierten Brennstoffes zu dem Urenner veranschaulicht und Fig. 5 eine schematische Darstellung, welche die im Inneren des Verbrennungsofens durch zwei Düsen erzeugte Aufschüttung des Brennstoffes zeigt und dadurch die Vergrösserung der Erhitzungszone und die Überlappung der einzelnen Zonen ersichtlich macht.
1 bezeichnet einen rotierenden Brennofen, welcher auf einer horizontalen Fundamentbank angeordnet, auf Rollen 2 gelagert und gegen das linke Ende hin nach unten geneigt it. et kann durch ein geeignetes Rädergetriebe 4 in Drehung versetzt werden. Mit dem höher gelegenen Ende reichen die Brennöfen, deren bei der gedachten Anlage drei vorhanden sind, in Kammern 7, aus denen je ein Schornstein 8 herausführt ;
mit dem unteren Ende roicht jeder Brennofen in eine Kammer 9. Das zu brennende Material wird in jeden
Brennofen durch eine von einem Motor. ? 3 elektrisch oder sonstwie angetriebene Förder- schnecke an dem hoher gelegenen Ende zugeführt. In der hinteren Wand der Kammer 9 an dem tiefer gelegenen Ende jedes Brennofens sind die Vorrichtungen zum'Zuführen vun pulverisiertem Brennstoff angebracht. Zu dem Zwecke der Zuführung des pulver- förmigen Brennstoffes (Fig. 2) werden ein Paar pneumatischer Düsen 35, 36'verwendet, welche den Brennstoff durch aufeinander folgende Stösse oder Impulse in den Brennofen fördern. Die Düsen sind röhrenförmig und laufen konisch nach dem vorderen Ende zu, wo sie durch Mantel 37, in denen Wasser zirkuliert, umgeben sind.
Sie werden von einer
Drehscheibe 38 getragen oder sind in anderer Weise derart montiert, dass ihre Achsen gegenüber denen dos Brennofens geändert werden können, wie noch auseinandergesetzt worden soll. In jede der Düsen führt ein Rohr 39, an welches am oberen Ende ein zweites Rohr anschliesst, in dem eine Förderschnecke 40 angeordnet ist. Ein sich hin und her bewegender Kolben 41 ist in jeder Düse vorgesehen.
Diese Kolben oder Plunger 41 sind nach hinten verlängert und in auf der Drehscheibe 38 rubenden Lagern 43 montiert.
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Jeder Plunger. ist durch eine Lasche 44 mit einem Arm 45 einer Schwingwelle 46 in Verbindung, Die Scl1wingweHe wird durch ein Verbindungsglied 47 hin und her gedreht, das einerseits mit einem Arm 48, der auf der Schwingwelle festgekeilt ist und andererseits mit einer Kurbelscheibe 49 verbunden ist, welch letztere auf einer in staubdichten Lagern 51 (Fig.
3) gelagerten und von einem Motor 52 angetriebenen Welle 50 angeordnet ist, Die Drehung der Welle 50 bewirkt daher, die Schwingung der Welle 46 und bewegt die Kolben oder Plunger 41 in den hinteren Enden der Düsen 35 und 36 nacheinander rückwärts und vorwärts, so dass, wie ersichtlich, die beiden Dusenhohlkörper abwechselnd mit dem betreffonden Führungsrohr 39 in Verbindung gebracht werden, wodurch beim Vor- wärtshub des Kolbens pulverförmiger Brennstoff aus jedem der Rohre in den entsprechenden Hohlkörper der Düse gefördert wird. Die Zuführung komprimierter Luft zu beiden Ladevorrichtungen wird durch ein in der Ventilkammer 53 angeordnetes Kolbenventil 54 geregelt.
Diese Ventilkammer 53 (Fig. 4) ist in ständiger Verbindung mit einem Zuführungsrohr 55 für komprimierte Luft und je nach der Stellung der Kolben 54 werden abwechselnd die nach den beiden Düsen führenden Rohre 56, 56 geöffnet. Das Ventil 54 ist durch ein Verbindungsglied 57 mit dem Arme 45 der Schwingwelle in Verbindung.
Ausser der Benutzung der Düsen 35,36 für jeden der Brennöfen ist es zweckmässig, noch eine dritte kleinere, ebenfalls am vorderen Ende mit Wassermangel ausgestattete Düse 58 zu verwenden, die den pulverisierten Brennstoff von einer Förderungschnecke 59 erhält und mit einem in ihren Boden mündenden Rohr 60 für komprimierte Luft verbunden ist, um einen kontinuierlichen Strom pulverisierten Brennstoffes in den Brennofen zu blasen. Diese kleine Hilfsladevorrichtung wird dazu verwendet, um von einem geeigneten Ilolzfeuer aus die Verbrennung einzuleiten, sie kann indessen auch im kontinuierlichen Betriebe bleiben, wenn ein zusätzlicher Heizeffekt am hinteren Ende des Brennofens erfordert wird.
Die beiden Düsen 35 und 36 jedes Brennofens 1 sind vorzugsweise so angeordnet, dass beim Betrieb das Brennmaterial der einen von ihnen um ein grösseres Stück in den Brennofen vorgeschleudert wird, als das der anderen, so dass die Verbrennungszonen der beiden Düsen einander überlappen. Dieses Resultat kann entweder durch Übereinanderstellen der beiden Düsen, wie dargestellt, oder durch Drosseln des Luftrohres 56 der einen erzielt werden, so dass die Wurfweite der einen Düse kürzer ist, als die der anderen.
Wie ersichtlich, bilden diejenigen Flächen des Ofeninnenraumes, welche mit den Enden jedes Stromes des zu verbrennenden pulverisierten Brennstoffes zusammenfallen, die Ver- brennungsxonen.
In Fig. 5 stellt die Linie A beispielsweise schematisch die Verhrennungszone dar, welche von dem aus der Düse 35 kommenden Strome erzeugt wird, während die Linie B schematisch die entsprechende Verbrennungszone der Ladevorrichtung 36 zeigt.
Wenn eine einzige Düse oder sonstige Vorrichtung zum Zuführen des Brennstoffes benutzt werden würde, so würde der Teil der Fläche der durch die Linie A oder B dargestellten Verbrennungszonc, welcher sich zwischen den vertikalen Linien a-b oder c-d erstreckt, als die Schmelzzone gelten können.
Es ist daher sichtlich, dass, wenn eine einzige
Düse oder andere Zufübrungsvorrichtung benutzt werden würde, ein'Schmelzen oder
Brennen des zu behandelnden Materials nur während seines Durchganges durch einen
Teil des Brennofcus, der gleich dem Abstand zwischen den Linien a-b oder c-d ist, stattfinden würde, da die Temperatur der Zone A oder B auf jeder Seite der Zone der wirksamen Hitze ungenügend wäre, um einen Schmelzeffekt zu erzielen.
Infolge der ver- hältnismässig sehr geringen Ausdehnung der Schmelztemperatur, wie sie bei der von einer einzigen Zuführungsvorrichtung erzeugten erhitzten Zone erhalten wird, wird es nur er- moglicht, eine sehr beschränkte Menge von zu kalzinierendem Material durch den Ofen hindnrchzuführen. Wenn versucht werden würde, eine grössere Menge davon durch den Brenn- ofen mittels Benutzung einer vergrösserton Menge pulverisierten Brennstoffes in einer einzigen Zuführungsvorrichtung hindurchzuführen, so würde die Maximaltemperatur der einzigen so erhaltenen Zone so hoch werden, dass dadurch das Futter des Ofens beschädigt würde, da das Material, selbst bei grösseren Volumen, die Temperatur der erhitzten Zone nicht wesentlich reduzieren würde.
Durch Anwendung mehrerer Düsen dagegen derart, dass mehrere Verbrennungszonen in dem zylindrischen ssrennofon hervorgerufen worden, wird die Maximaltemperatur jeder der Zonen nicht so hoch werden, dass das Material überhitzt und das Futter des Ofens beschädigt wird. Wenn mithin zwei Zuführung- vorrichtungen verwendet werden, so werden die Verbrennungszonen, welche aus der Ver- trennung der Ströme oder Säulen des pulverisierten Brennstoffes derselben sich ableiten, zwischen den Linien a-b und c-d Zonen von Schmelztemperatur erzeugen.
Angenommen, dass der Luftdruck, welcher in die beiden Düsen eingeführt wird, so verschieden ist, dass er die Vcrbrennungszonen genügend trennt, um einander nicht zu beeinflussen, so kann
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durch Verdopplung der dem Ofen zugeführten Brennstoffmenge doppelt so viel Material wie bei einer Zuführung durch den Ofen geführt werden, um in wirksamer Weise ohne Gefahr des Über-oder Unterbronnens geschmolzen zn worden. Eine grössere Sicherheit wird indessen erhalten, wenn der auf die Mehrzahl der Düsen ausgeübte Luftdruck so modifiziert wird, dass dadurch die einzelnen Verbrennungszonen, welche von dem Brennstoff der verschiedenen Düsen sich ableiten, einander überlappen, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Wenn dies erfolgt, so ergibt sich, dass die von zwei benachbarten Verbrennungszonen kommende Hitze genügt, um die gewünschte Brennwirknng zu erhalten. Wenn die Düsen derart angeordnet sind, so wird durch Verdopplung der dem Ofen zugeführten Brennstoffmenge die Verbrennungszone nahezu'um 3000/0 vergrössert und es wird dadurch möglich, das zu behandelnde Material durch den Ofen mit zwei Düsen dreimal so schnell als mit einer zu führen und bei gleicher Geschwindigkeit mit zwei Düsen dreimal so viel Material hindurchzuführen, als mit einer.
Die Düsen 35 und 36 sind, wie bereits ausgeführt, zweckmässig so montiert, dass ihre Achson gegenüber derjenigen des Ofens geändert, d. h. dass dieselben unter verschiedenen Winkeln zur Ofenachse geneigt worden können, um die Lage der heissesten Zone in der Längsrichtung des Ofens entsprechend dem besonderen Benutzungsfalle zu wechseln. Wenn die Düsen direkt parallel zu der Längsachse des Ofens gerichtet sind, so wird der Brennstoff am weitesten in diesen nach vorn geschleudert, während, wenn die Düsen nach der einen oder anderen Seite um einen grösseren oder geringeren Betrag bewegt werden, so wird das Brennmaterial gegen die Seitenwände des Ofens treffen und dadurch in seiner Vorwärtsbewegung gehemmt werden, was ein Zurückweichen der Maximalerhitzungszone zur Folge hat.
Auf diese Weise kann eine sehr genaue und sichere Einstellung der Erhitzungszone erzielt werden.
Zu den Trichtern 67 der Fördervorrichtungen 40 wird das Brennmaterial in beliebiger
Weise zugeführt.
Die Fördervorrichtungen 40 werden nach der Darstellung in Fig. 3 durch einen Riemen von einem kleineren Motor 68 aus angetrieben.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Zuerst wird ein Holzfeuer in dem Ofen entzündet und pulverisierter Brennstoff durch die Hilfsdüse 58 eingeblasen, bis der Ofen gut in Betrieb ist. Gleichzeitig wird pulverisierter
Brennstoff beständig durch die Fördervorrichtung zu den Trichtern 67 geführt und mittels der Förderschnecken-M werden die Rohre 39 der Düsen 35, 36 mit demselben gefüllt gehalten. Wenn der Motor 52 angelassen wird, so wird die Welle 50 gedreht und schwingt die Welle 46, wodurch die Kolben 41 der Düsen nacheinander nach dem hinteren Ende der Rohre 39 gezogen werden, um den Brennstoff vor ihren Stirnenden einfallen zu lassen.
Wenn dann der holben vorbowegt wird, so wird die kleine Ladung des Brennmaterials durch ihn in den D üsonhohikörper gedrückt. Beim Vorwärtshub des Kolbens 41 der oberen Düse 36 (Fig, 4) öffnet das Ventil. 54 das nach dieser Düse führende Luftrohr 56, so dass eine Lnftll1dung hineingelangt und die Brennstoff1adung in den Ofen geschleudert wird. Bewegt sich das Ventil in der entgegengesetzten Richtung, so fällt diese Bewegung mit dem Vorwärtshub des Kolbens der anderen Düse zusammen und es wiederholt sich in dieser der gleiche Vorgang.
Auf diese Weise wird der Brennstoff absatzweise, d. h. in einer Folge von Impulsen den Öfen zugeführt, welche, wie oben erwähnt, vorzugsweise so geregelt werden, dass der aus einer Düse eingeschleuderte Brennstoff eine élit. evzone erzeugt, die diejenigo der anderen Düse überlappt-Entweder kann die Hilfszuführung 58, wenn es wünschenswert ist, abgeschlossen werden, oder sie kann, wenn ein erhöhter Heizeffeckt am tieferen Ende des Ofens gewünscht wird, offen bleiben, so dass der Eintritt von Brennstoff auch durch sie sich fortsetzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI3.1
Feuerungen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Brennstoffeinblasdüsen (35, 36), denen jeder komprimierte Luft zugeführt wird, entweder in verschiedener Höhe oder unter verschiedenem Winkeln zur Ofenachso geneigt angeordnet sind oder die Luft unter verschiedenen Druck zugeführt erhalten, so dass der durch Luftdruck ausgeschleuderte Brennstoffstrahl jeder Düse an eine andere Stelle wie der Brennstoff der anderen Düsen abgegeben wird, wodurch mehrere Vorbrennungszonen entstehen, durch die das zu brennende Material geführt wird.