AT504134B1 - Verfahren und vorrichtung zum einstossen von pumpfähigen chargen in einen drehrohrofen - Google Patents

Description

2 AT 504 134 B1

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einstoßen von pumpfähigen Chargen, wie z.B. alternativen Brennstoffen oder Additiven, in einen Drehrohrofen an einer zwischen dem Aufgabeende und dem Abgabeende angeordneten Stelle des Mantels eines Drehrohrofens sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Alternative Brennstoffe, und insbesondere Abfallstoffe, zeichnen sich in der Regel durch ein inhomogenes Brennverhalten aus, wobei bevorzugt entflammbare organische Bestandteile, und insbesondere bei erhöhter Temperatur in gasförmiger Form freigesetzte brennbare Anteile in anderer Weise verbrennen als verbleibende brennbare Feststoffe.

Die DE 2334676 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Regelung der in einen Drehrohrofen eingeführten Menge fluider Medien, bei welchem elektrisch verstellbare Drosselorgane zum Einsatz gelangen. Die Drosselorgane sind jeweils an den Mantelrohren oder Mantelbrennern, mit welchen fluide Medien in einen Drehrohrofen eingebracht werden, angeordnet und werden mittels Stellmotoren bedient. An den Drosselorganen sind hierbei Einrichtungen zur Kontrolle der Stellung der Drosselorgane angeordnet. Die Mantelrohre oder Mantelbrenner gemäß der DE 2334676 sind mit dem Drehrohrofen mitrotierend ausgebildet, weshalb Schleifdichtungen zwischen den Zuleitungen zu den Mantelrohren oder Mantelbrennern und einer feststehenden zentralen Versorgungseinrichtung für die fluiden Medien angeordnet sein müssen. Bei Verwendung typischer Sekundärbrennstoffe in pumpfähiger Form ist naturgemäß ein relativ hoher Verschleiß solcher Dichtungen zu erwarten, was wiederum mit erhöhtem Wartungsaufwand und hohen Wartungskosten verbunden ist. Aus diesem Grund wurden bereits eine Vielzahl andersartiger Einstoßvorrichtungen vorgeschlagen, welche das Durchsetzen des Mantels des Drehrohrofens mit Rohren vermeiden.

In der DE-A 3524316 wurde bereits vorgeschlagen, bei derartigen alternativen Brennstoffen bzw. Abfallprodukten eine Vortrennung in organische und anorganische Anteile vorzunehmen und diese an verschiedenen Stellen in einen Ofen einzubringen.

Die EP 462972 B1 versucht, derartige zersetzliche Produkte in einfacher Weise an nur einer Stelle in einen Drehrohrofen zu chargieren, wobei zu diesem Zweck vorgeschlagen wurde, die alternativen Brennstoffe in einen Behälter einzufüllen und den Ofen mit den in den Behältern befindlichen Abfällen zu beschicken. Zu diesem Zweck kann ein einfacher Zuführungskanal vorgesehen sein, wobei der Zuführungskanal an einer Stelle des Drehrohrofens angeordnet wird, welche in Bezug auf Gastemperatur im Ofen an die jeweilige Charge besonders angepasst ist. Beschickungseinrichtungen dieser Art sind somit am Umfang eines Drehrohrofens in Abstand von der Chargieröffnung angeordnet, wobei der Abstand bei langbauenden Drehrohröfen für die Klinkerherstellung bei bekannten Ausbildungen in den Abstand vom heißen Ende des Ofens angeordnet ist, welcher üblicherweise dem 14 bis 15-fachen des Durchmessers des Ofens entspricht. Derartige bekannte Einrichtungen mit einer Chargieröffnung im mittleren Bereich der axialen Länge des Drehrohrofens können auch Klappen oder andere Schließmechanismen aufweisen. Bei Ausbildung als in das Drehrohr eintauchender Tubus kann die Eintauchtiefe so gewählt werden, dass bei Rotation des Drehrohrofens die Charge nicht über diese Öffnung austreten kann. Bei Langbauende Drehrohröfen der genannten Bauart werden mit Umdrehungsgeschwindigkeiten von 1 bis 5 Umdrehungen pro Minute betrieben, sodass sich bei einem Durchmesser von etwa 5 Metern ein Zeitfenster von weniger als 2 Sekunden ergibt, über welches zusätzliche Chargen über die Aufgabeöffnungen eingebracht werden können, wenn die entsprechende Aufgabeeinrichtung oberhalb des Drehrohrofens angeordnet ist. Für den Einstoß von festen alternativen Brennstoffen, und insbesondere von Altreifen od.dgl., sind entsprechende Transport- und Einstoßeinrichtungen bekannt. Den bekannten Einrichtungen ist ein hoher konstruktiver Aufwand der für den Transport und das Einbringen der alternativen Brennstoffe erforderlichen Einrichtungen gemeinsam.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher pumpfähige Chargen in der jeweils pro Umdrehung zur Verfügung stehenden Zeit aus 3 AT 504 134 B1 einer definierten Position dosierbar in einen Drehrohrofen eingetragen werden können. Unter pumpfähigen Chargen wird hier ein Vorprodukt verstanden, welches nicht einfach mit Düsen zerstäubt werden kann und einen hohen Feststoffanteil aufweist, wobei die Konsistenz durch entsprechende Mischung von Vorprodukten auf eine pumpfähige Konsistenz eingestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hierbei im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die pumpfähige Charge unter überatmosphärischen Druck gesetzt wird und unter Zwischenschaltung wenigstens eines Absperrventils über eine Ausstoßdüse eingebracht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hierzu so ausgebildet, dass ein Druckerzeuger in Form einer Pumpe, einem Druckspeicher und/oder einem Gasgenerator mit einer Förderleitung für die pumpfähige Charge verbunden ist und dass die Förderleitung oberhalb einer Öffnung in den Mantel des Drehrohrofens mündet, wobei mit Vorteil eine Leitung für ein Treibmedium in eine Förderleitung für die pumpfähige Charge mündet und dass die Förderleitung für die pumpfähige Charge unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Verschlussglieds mit einer Lanze oder Einstoßdüse im Bereich einer Öffnung des Mantels des Drehrohrofens verbunden ist.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass die Einrichtung einen Tank zur Aufnahme einer dosierten Menge einer pumpfähigen Charge umfasst, welcher über ein sperrbares Ventil mit einer Zuführungsleitung für die pumpfähige Charge, über ein weiteres sperrbares Ventil mit einer Ausstoßdüse für die pumpfähige Charge und mit dem Druckerzeuger in Verbindung steht. Dadurch, dass ein Tank für die Aufnahme einer dosierten Menge einer pumpfähigen Charge vorgesehen ist, kann die jeweils pro Einstoß vorgesehene Menge exakt dosiert werden, wobei die Dosierung über sperrbare Ventile erfolgt. Ein erstes sperrbares Ventil ist hierbei mit der Zuführungsleitung für die pumpfähige Charge verbunden. Dieses Ventil wird geschlossen, sobald über das weitere sperrbare Ventil ein Ausstoß der Charge in den Drehrohrofen erfolgt. Um diesen Ausstoß in besonders einfacher Weise zu gewährleisten, wird mit dem Tank zur Aufnahme einer dosierten Menge der pumpfähigen Charge ein Speicher für Druckgase in Verbindung gesetzt, welcher für die rasche und sichere Entleerung der jeweils dosierten pumpfähigen Charge Sorge trägt. Insgesamt wird mit dieser Einrichtung eine konstruktiv besonders einfache Einrichtung geschaffen, mit welcher auch bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten und geringer für den Einstoß zur Verfügung stehenden Zeit eine sichere Dosierung von reproduzierbaren Mengen der pumpfähigen Chargen gewährleistet wird. Der Umstand, dass zuvor eine pumpfähige Charge durch entsprechende Abmischung hergestellt werden musste, führt hierbei dazu, dass die spezifischen Verbrennungseigenschaften der pumpfähigen Chargen genau bekannt sind und eine entsprechende Menge dosiert werden kann.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass das Sperrventil für die Ausstoßdüse mit einem Drehstellungsgeber des Drehrohres des Drehrohrofens koppelbar ist. Insgesamt kann somit mit konventionellen und erprobten Bauteilen ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährleistet werden und sichergestellt werden, dass in der jeweils zur Verfügung stehenden Zeit die geforderte Menge sicher eingestoßen wird. Mit Vorteil ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass der Drehstellungsgeber des Drehrohres mit dem Ventilantrieb der Sperrventile verbindbar ist. Die Lanze mit der Düse ist jeweils in entsprechendem Abstand von dem in das Drehrohr eintauchenden Tubus am Umfang des Drehrohrofens anzuordnen. Aufgrund des entsprechend wählbaren Einstoßdrucks ist auch eine Position für den Einstoß denkbar, welche nicht in der Falllinie liegt, wie dies für feste alternative Brennstoffe üblicherweise erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann somit zusätzlich zu anderen Einrichtungen eingesetzt werden, welche so positioniert werden müssen, dass die Aufgabeöffnung in der Falllinie relativ zu dieser zusätzlichen Einrichtung angeordnet ist.

Wie eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemäße Einrichtung für beliebige pumpfähige Chargen gedacht, welche nicht verdüst bzw. atomisiert werden können. Um auch in diesem Falle eine entsprechend sichere Verbrennung des jeweils brennbaren Anteils der pumpfähigen Chargen sicherzustellen, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass die Ausstoßdüse an einer 4 AT504 134B1 schwenkbaren Lanze angeordnet ist. Bei den hier geforderten Leiteinrichtungen können besonders einfache und großflächige Einrichtungen vorgesehen sein, welche durch die pumpfähigen Chargen nicht verlegt werden können, sodass die Sicherheit des Betriebs gewährleistet ist.

Eine besonders einfache Lösung der Aufgabe kann naturgemäß mit entsprechend flexiblen Fördereinrichtungen erzielt werden, wie sie auch zum Pumpen von Estrich oder Beton zum Einsatz gelangen. Die Ausbildung ist erfindungsgemäß in diesem Fall so getroffen, dass eine druckfeste Leitung mit einer Mündung vorgesehen ist, welche in wenigstens einer Drehstellung des Drehrohrofens mit der Öffnung des Mantels in einer Drehlage fluchtet, in der sich die Öffnung oberhalb der Längsmitte des lichten Querschnitts des Drehrohrofens befindet, wobei vorzugsweise die druckfeste Leitung flexibel und oder gelenkig ausgebildet ist, sodass die Mündung über einen Teil der Drehbewegung des Drehrohrofens in fluchtender Lage zur Öffnung führbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer abgewandelten Einrichtung und Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ausbildung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Tank 1 ersichtlich, in welchen eine dosierte Menge einer pumpfähigen Charge eingebracht werden kann. Die pumpfähige Charge gelangt hierbei über die Leitung 2 und ein Schieberventil 3 in den Tank 1, wobei nach Zufuhr der entsprechenden Menge der Schieber 3 mittels des Zylinderkolbenaggregats 4 wiederum verschlossen wird. In einem Speicher bzw. Druckspeicher 5 befindet sich Druckgas. Die Förderung der pumpfähigen Charge erfolgt hierbei gegen den Druckgasdruck. An den Tank 1 für die Aufnahme der dosierten Menge der pumpfähigen Charge ist nun eine Ausstoßdüse 6 angeschlossen, wobei der Inhalt des Tanks 1 durch Öffnen des sperrbaren Schieberventils 7 mit dem Druck des Druckgases aus dem Speicher 5 in eine Öffnung bzw. einen Tubus 8 ausgestoßen wird, welcher in offener Verbindung mit dem Verbrennungsraum 9 eines Drehrohrofens 10 steht. Zwischen dem Speicher 5 und dem Tank 1 ist weiters ein Sperrventil 11 vorgesehen, welches durch ein Betätigungsglied 12 betätigbar ist. Bei einer Betätigung des hydraulischen Zylinderkolbenaggregats 13 wird Hydraulikmedium über die Leitung 15 in den Stangenraum des Hydraulikzylinders 16 des Schieberventils 7 eingepresst, sodass eine Öffnung und damit ein Einstoßen zu einem definierten Zeitpunkt erfolgt, zu welchem die Achse 17 der Ausstoßdüse 6 in den offenen Teilbereich der Öffnung bzw. des Tubus 8 mündet. Nach Verschwenken des Drehrohrofens 10 in Richtung des Pfeils 14 in eine Position wird das Schieberventil 7 wieder geschlossen und es kann nach Öffnen des Schieberventils 3 neuerlich eine dosierte Menge der Charge in den Tank 1 eingebracht werden.

In Fig. 2 ist mit 18 ein Drehrohrofen in Seitenansicht dargestellt, wobei die Drehrichtung schematisch durch den Pfeil 19 angedeutet ist. Die Lagerung des Drehrohrofens 18 wird durch die Rollstützen 20 schematisch angedeutet. Die Zufuhr der pumpfähigen Charge erfolgt über eine Lanze bzw. Leitung 21, welche im Bereich 22 gelenkig ausgebildet sein kann und deren Düse bzw. Mündung 23 über der Öffnung 8 des Drehrohofens angeordnet ist. Die pumpfähige Charge wird durch eine Pumpe 24 gefördert. Bei der Draufsicht nach Fig. 3 ist ersichtlich, dass die um die Achse 25 in Richtung des Doppelpfeils 26 gelenkig verschwenkbare Leitung bzw. Lanze 21 in einer Weise verschwenkbar ist, dass die Düse bzw. Mündung 23 während der Drehbewegung des Drehrohrofens 18 in Richtung des Pfeils 19 über einen Teilbereich dieser Drehbewegung in fluchtender Lage zur Öffnung 8 gehalten werden kann. Da, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Rotationsachse 27 des Drehrohrofens 18 geneigt zur Bodenebene verläuft, muss während der Drehung des Drehrohrofens in Richtung des Pfeils 19 der Endbereich 28 der Förderleitung 21 entsprechend verschwenkt werden, um in fluchtender Lage zur Öffnung 8 gehalten werden zu können.

Claims (11)

1. 5 AT504 134B1 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einstoßen von pumpfähigen Chargen, wie z.B. alternativen Brennstoffen oder Additiven, in einen Drehrohrofen an einer zwischen dem Aufgabeende und dem Abgabeende angeordneten Stelle des Mantels eines Drehrohrofens, dadurch gekennzeichnet, dass die pumpfähige Charge unter überatmosphärischen Druck gesetzt wird und unter Zwischenschaltung wenigstens eines Absperrventils (7) über eine Ausstoßdüse (6) eingebracht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckerzeuger in Form einer Pumpe, einem Druckspeicher (5) und/oder einem Gasgenerator mit einer Förderleitung für die pumpfähige Charge verbunden ist und dass die Förderleitung oberhalb einer Öffnung (8) in den Mantel des Drehrohrofens (10, 18) mündet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung für ein Treibmedium in eine Förderleitung für die pumpfähige Charge mündet und dass die Förderleitung für die pumpfähige Charge unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Verschlussglieds mit einer Lanze oder Einstoßdüse im Bereich einer Öffnung (8) des Mantels des Drehrohrofens (10, 18) verbunden ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Tank (1) zur Aufnahme einer dosierten Menge einer pumpfähigen Charge umfasst, welcher über ein sperrbares Ventil (3) mit einer Zuführungsleitung (2) für die pumpfähige Charge, über ein weiteres sperrbares Ventil (7) mit einer Ausstoßdüse (6) für die pumpfähige Charge und mit dem Druckerzeuger in Verbindung steht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (7) für die Ausstoßdüse (6) mit einem Drehstellungsgeber des Drehrohres des Drehrohrofens (10,18) koppelbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrventile (3, 7, 12) als hydraulisch bzw. pneumatisch betätigbare Schieberventile ausgebildet sind.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstellungsgeber des Drehrohres über ein hydraulisches oder pneumatisches Zylinderkolbenaggregat (13) mit dem Ventilantrieb der Sperrventile (3, 7, 12) verbindbar ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeöffnung (8) mit einer Zone des Drehrohrofens in Verbindung steht, welche einen geringeren Gasdruck als der Umgebungsgasdruck aufweist.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßdüse (23) an einer schwenkbaren Lanze (21) angeordnet ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine druckfeste Lanze (21) mit einer Düse (23) vorgesehen ist, welche in wenigstens einer Drehstellung des Drehrohrofens (10, 18) mit der Öffnung (8) des Mantels in einer Drehlage fluchtet, in der sich die Öffnung (8) oberhalb der Längsmitte des lichten Querschnitts des Drehrohrofens (10, 18) befindet.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die druckfeste Lanze (21) flexibel und oder gelenkig ausgebildet ist, sodass die Düse (23) über einen Teil der Drehbewegung des Drehrohrofens (10,18) in fluchtender Lage zur Öffnung (8) führbar ist.