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Verfahren und Vorrichtung zum Vorerhitzen von Zementrohmaterial u. dgl. Zementrohmaterial, Kalk, Erz oder dergleichen, welches in einem Drehofen gebrannt. oder gesintert werden soll, kann durch den Durchgang von heissen Gasen aus dein Ofen abwärts durch das Material vorerhitzt werden, während es sich als ein Bett auf oder über einem gasdurchlässigen Träger bewegt. Der Grad der Vorerhitzung kann ein solcher sein, dass das Material vor dem Eintritt in den Ofen teilweise caleiniert oder gesintert wird.
Bisher ist der einfachste Weg der Ausführung dieses Verfahrens der Erhitzung des Materials gewesen, das frische Material auf ein Ende des Trägers zu speisen, die Ofengase einmal abwärts durch das Material zu leiten und dann das Material in seinem vorerhitzten Zustand vom entgegengesetzten Ende des Trägers in den Drehofen zu entladen. Nun wird an dem ersten Ende des Trägers, wo das Material kalt und oft nass ist, so viel Wärme aus den Gasen entfernt, dass ihre Temperatur, wenn sie durch den Träger hindurchgehen, ganz niedrig ist. Am entgegengesetzten Ende jedoch sollte das gesamte vorerhitzte Material die hohe Temperatur besitzen, mit welcher es in den Ofen gespeist werden soll.
Darum haben die Gase unter diesem Ende des Trägers eine entsprechend hohe Temperatur, welche oberhalb 700 sein kann. Selbst wenn diese Temperatur etwas unterhalb 700' ist, so schädigt die Aussetzung des Trägers einer solch hohen Maximaltemperatur den Träger und verkürzt in erheblicher Weise seine Lebensdauer. Weil die Gastemperatur unterhalb des Entladungsendes des Trägers so hoch ist, kann die Durchschnittsgastempera- tur unterhalb des Trägers in der Grössenordnung von 250 sein. Diese hohe Durchschnittstemperatur ist ein Anzeichen der schlechten thermischen Wirksamkeit des Verfahrens. Die für den Durchgang eines gegebenen Volumens von Ofengasen notwendige Fläche des Trägers kann leicht berechnet werden, wenn die Geschwindigkeit der Gase durch die Schicht bekannt ist.
Jedoch dürfen viele kalte Rohstoffe nicht in unmittelbare Berührung mit den sehr heissen Ofengasen kommen, und darum wird kalte Luft mit diesem Teil des heissen Gasstromes vermischt, welcher durch die Schicht am Speiseende des Trägers geht. Nun ist in der Praxis die Menge an zugesetzter frischer Luft bis zu einer Hälfte der Menge der aus dem Drehofen kommenden Gase. Dies bedeutet, dass der Träger eine grössere Fläche haben muss, als beim Fehlen jeglichen Zusatzes an Frischluft erforderlich sein würde. Da im folgenden auf diese Fläche hingewiesen wird, wird sie zur Erleichterung von Vergleichen mit A bezeichnet. Die benutzten Träger sind im allgemeinen endlose Kettenroste und sehr kostspielig.
Es ist daher sehr erwünscht, sowohl ihre Grösse und damit die Anlagekosten zu vor-
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ringern, wie auch ihre Lebensdauer zu verlängern.
Ein anderer Weg der Ausführung des bekannten Verfahrens besteht darin, den Träger und die Schicht auf ihm durch zwei Zonen nacheinander gehen zu lassen und die heissen Ofengase durch die Schicht und den Träger in jeder dieser Zonen hindurchgehen zu lassen. Die Gase gehen zuerst durch die zweite Zone (d. i. die dem Entladungsende des Trägers nähere) und dann durch die erste Zone. Dies ergibt eine ausgezeichnete thermische Wirksamkeit, aber in der zweiten Zone wird der Träger wiederum einer so hohen Gashöchsttemperatur ausgesetzt, dass seine Lebensdauer in erheblichem Grade verkürzt wird. Überdies benötigt dieses Verfahren eine vergrösserte Trägerlänge, und tatsächlich muss die Fläche 11/3 -A sein.
Dieses Verfahren vermag darum nicht die Lebensdauer des Trägers zu verlängern und erfordert grössere Kosten eines grösseren Trägers sowohl bei der Anlage wie beim Ersatz. Überdies sind in der Praxis zwei Gebläse erforderlich, um die Gase zu veranlassen, durch die zwei Zonen hindurchzugehen, und Staubsammler müssen dazwischen angeordnet sein, um den bei dem ersten Durchgang der Gase aufgenommenen Staub zu entfernen, damit dieser Staub nicht das zweite Gebläse beschädigt.
Gemäss der Erfindung wird ein Teil oder das ganze Material von den Gasen zwei oder mehrere Male durchströmt, wobei das frische zu erhitzende Material auf den Träger als eine untere Schicht des Betts und bereits durch den ein- oder mehrmaligen Durchgang der Gase erhitztes Material als eine obere Schicht oder Schichten auf die Schicht aus frischem Material aufgebracht wird. Ein Teil des Betts einschliesslich eines Teils oder der gesamten obern Schicht oder Schichten wird in den Ofen vom Entladungsende des Trägers eingespeist und der Rest des Betts einschliesslich eines Teils oder der gesamten untern Schicht wird von dem Entladungsende des Trägers entfernt und ganz oder teilweise zur Bildung der obern Schicht oder Schichten benutzt.
Die Temperatur der Gase in Berührung mit dem Entladungsende des Trägers ist viel niedriger als bei den bisherigen Verfahren, weil die ganze Fläche des Trägers durch die kalte Schicht geschütztwird,welche ein sehr wirksamer Wärmeaufnehmer ist. Die Maximaltemperatur gerade unterhalb des Trägers kann nur #200 oder weniger sein. Die Durchschnittstemperatur unterhalb des Trägers kann etwa 150 sein. Dies bedeutet, dass die thermische Wirksamkeit ausgezeichnet ist, wobei der Grund darin liegt. dass die heissen Gase zuerst in Berührung mit der heissen Schicht und dann mit der kalten Schicht kommen.
Gleichzeitig kann der Träger kurz gehalten -erden. weil die Gase durch ihn nur einmal durchgehen müssen, und tatsächlich würde die Fläche nur % . A sein, wenn das Bett von der gleichen Dicke wie bei dem obengenannten einfachsten bekannten Verfahren wäre. Jedoch kann das Bett dicker sein, beispielsweise das Doppelte der normalen Dicke, und um den gleichen Druckabfall aufrechtzuerhalten, muss die Fläche des Trägers zwischen 2/3 - A und 0,9 -A sein. Es ist jedoch ersichtlich, dass diese Fläche kleiner als bei dem einfachsten bisher verwendeten Verfahren ist.
Es wird sehr bevorzugt, das Bett ain Entladungsende des Ofens waagrecht zu teilen, wobei der obere Teil in den Ofen gespeist wird. Jedoch kann das Bett auch senkrecht in getrennte-Ströme aufgeteilt werden, von welcher einer in den Ofen gespeist wird, während der oder die andern benutzt werden, um die obere Schicht oder Schichten des Betts zu bilden. Bei solch senkrechter Teilung wird der Träger immer noch durch das frische Material geschützt und die erforderliche Fläche des Trägers ist etwa die gleiche wie bei waagrechter Teilung, aber das in den Ofen gespeiste Material ist nicht so gleichförmig erhitzt wie bei waagrechter Teilung.
Wenn das Bett waagrecht geteilt wird, hängt die Frage, ob alles oder nur ein Teil des Materials auf dein oder über den Träger mehr als einmal bewegt werden soll, und in dein ersteren Fall, wie viele Male es sich so bewegt,
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von der Höhe des Betts ab, bis zu welcher die Teilung durchgeführt wird. 'Vemz die Arbeitsbedingungen konstant sind, kommt das in den Drehofen als das erhitzte Produkt entladene Material gleich der Menge an zugespeistem frischem Material, und für eine gegebene Höhe der Teilung stellt sich die Menge an zurückgeführtem Material selbst auf einen bestimmten Wert ein.
Wenn das Bett mindestens zweimal so hoch ist wie die Schicht an zugeführtem Material, wird das gesamte Material mindestens zweimal auf dem Träger erhitzt. Dies gibt die beste Kombination von wirksamen Vorerhitzern und Schutz des Trägers.
Das Bett muss gasdurchlässig sein, und wenn das Rohmaterial in der Form von pulverförmigen Teilchen zugegen ist, ist es notwendig, diese Teilchen mit Nasser oder einem andern Bindemittel zu agglomerieren unter Bildung von Körnchen vor dem Speisen auf den Rost. Wenn solche Körnchen in unmittelbare Berührung mit den heissen, den Ofen verlassenden Gasen gebracht würden, würden sie bersten und wieder in Pulver zurückverwandelt, welches das Gas an dem Durchgang durch das Materialbett verhindern -würde. Aus diesem Grunde wird bei den üblichen Verfahren, bei welchen die Ofengase einmal durch das Material gehen, kalte Luft mit einem Teil der heissen Gase wie im vorstehenden erwähnt vermischt.
Die Erfindung ist besonders brauchbar bei der Behandlung solcher Körnchen,weil die Temperatur der Gase verringert wird, wenn sie durch die obere Schicht hindurchgehen. d. h. bevor sie in Berührung mit den frischen Körnchen kommen. Somit wird die Gefahr des Berstens der Körnchen beseitigt oder wesentlich verringert, und zu gleicher Zeit wird die Notwendigkeit des Zusatzes kalter Luft vermieden.
Die Erfindung schliesst einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorerhitzungsapparat ein, wobei der letztere besitzt: eine Kammer mit einem Einlass und einem Auslass für heisse Gase, wobei der Ein- lass mit dem Ofen verbunden ist; einen gasdurchlässigen, so konstruierten Träger, um ein Materialbett innerhalb der Kammer zu befördern, und so eingerichtet, dass die Gase aus dem Ofen von oben nach unten durch ihn hindurchgehen müssen, wenn sie von dem Einlass zu dem Auslass strömen; eine Einrichtung zum Speisen frischen Materials auf den Träger als eine untere Schicht des Betts; eine oder mehrere Einrichtungen zur Bildung einer obern Schicht oder Schichten des Betts aus weiterem Material;
Mittel zum Teilen des Betts am Entladungsende des Trägers und Mittel zur Lieferung von mindestens einem Teil des abgeteilten Materials zu der oder den Vorrichtungen für das Bilden der obern Schicht oder Schichten des Betts; Mittel, um den restlichen Teil des Materials am Entladungsende in den Ofen zu führen, wobei dieser Teil einen Teil oder alles Material von der obern Schicht bzw. Schichten einschliesst.
Fünf Vorrichtungen gemäss der Erfindung sind als Beispiele in den schematischen Zeichnungen wiedergegeben, wobei jede der fünf Figuren einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung darstellt.
In Fig. 1 ist ein Drehofen 1 angedeutet, aus welchem die heissen Gase durch einen Schacht 2 in den obern Teil 3 einer Kammer 4 strömen. Innerhalb der Kammer 4 ist ein gasdurchlässiger Träger in der Gestalt eines endlosen Kettenrostes 5 vorgesehen, welcher über zwei Räder 6 und 7 in Pfeilrichtung geht. Die heissen Ofengase strömen von oben nach unten durch den Rost und das darauf ruhende Materialbett zu einem untern Teil 8 der Kammer und von da heraus durch Öffnungen 9 zu einem nicht gezeigten Gebläse. Das Gebläse entlädt sich in einen Schornstein.
Am Speiseende des Förderrostes 5 bef n- det sich ein Speisetrichter 10, durch welchen frisches Rohmaterial unter Bildung einer Schicht auf dem Rost zugeführt wird. Eine obere Materialschicht, angezeigt durch eine dichtere Punktierung als die der untern Schicht, wird aus durch einen zweiten Trichter 11 zugespeistem Material gebildet.
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Am Entladungsende des Rostes 5 ist eine Schaufel 12, welche sich über die ganze Breite des Rostes mit ihrem freien Ende wenigstens annähernd parallel zur Oberfläche des Rostes erstreckt. Die Schaufel 12 dringt in das Bett ein und dient zur Teilung des Betts in einen obern und untern Teil.
Der obere Teil geht über die Schaufel in den Schacht 2 hinein und von dort in den Ofen 1. Der untere Teil des Betts fällt von dem Rost 5 durch einen Trichter 30 in einen Elevator 13, durch welchen er zu einem Schneckenförderer 14 hochgehoben wird, welcher das Material zu dem Trichter 11 fördert. Die Arbeitsweise der Schaufel 12 kann durch ein Sehloch 15 beobachtet werden.
Die Schaufel 12 ist an ihrer Wurzel angelenkt, und ein nichtgezeigter Mechanismus ist zu ihrem Schwenken vorgesehen, um den Abstand ihrer Kante von der Oberfläche des Rostes einzustellen.
Es ist unerwünscht, feine Teilchen wieder auf den Rost zu speisen. Daher kann das erhitzte Material zur Entfernung feiner Teilchen gesiebt werden, bevor daraus die obere Schicht gebildet wird. Das Sieb kann in dein Trichter 30 vorgesehen sein. Die feinen abgesiebten Teilchen werden zu einem Förderer 31 gegeben, auf welchen feine Teilchen, welche durch den Rost 5 hindurchgehen, fallen. Alle diese Teilchen werden durch den Förderer in den Ofen über ein Organ 32 abgegeben.
Durch Einstellung der Schaufel 12 zum Abschälen einer verhältnismässig dünnen Materialschicht ist es möglich, die gewünschte Wärmebehandlung des Materials sicherzustellen, welches in den Ofen gespeist wird. Wenn der abgeschälte Teil dünner als der zurückgeleitete Teil ist, wird das erhaltene Ergebnis eine intensivere Wärmebehandlung des Materials sein. Zementrohstoffe oder Kalk können so gleichförmiger Calcinierung auf den erwünschten genauen Grad unterworfen werden.
Es ist selbstverständlich, dass die Menge an in den Ofen entladenem Material immer der Menge gleichkommt, welche auf den Rost von dem Trichter 10 gespeist wird, so lange, wie die Entladeöffnungen der Trichter 10 und 11 konstant. in der Fläche bleiben. Die Anzahl von Malen, welche das Material von heissen Gasen durchströmt wird. hängt daher von der Einstellung der Schaufel 12 ab, welche ihrerseits die Gesamtdicke des Betts regelt.
Die Dicke des Betts hängt von der Grösse der Stücke oder Körner des auf den Träger gebrachten Materials ab. Beispielsweise beim Behandeln von Körnern mit einer Durchschnittsgrösse von etwa 10 mm kann die Dicke etwa 8" (20 ein) sein, und beim Behandeln von Kalksteinstücken von 30-40 mm Durchschnittsgrösse kann die Dicke der Schicht etwa. e0-30" (50-75 cm) sein.
Der in Fig. 2 gezeigte Apparat arbeitet. in der gleichen Weise wie der von Fig. 1. Bei diesem Apparat ist der Rost 5 nach oben geneigt in Richtung der Bewegung des Materials, und der Elevator 13 und der Schneckenförderer 14 sind durch ein einziges Becherwerk 16 ersetzt.
Mehr als eine Schaufel 12 kann vorgesehen sein, so dass das Bett in mehr als zwei Teile aufgeteilt wird, wobei zwei oder mehr Trichter 11 dementsprechend auch vorgesehen sein können, um die getrennten untern Teile aufzunehmen. Der kälteste dieser Teile sollte die unterste Schicht des zurückgeführten Materials bilden. Die unterste Schicht kann gewünschtenfalls aus beliebigem inertem Material bestehen und wiederholt benutzt, d. h. zurückgeführt werden zur Bildung einer Schicht unter dem frischen Material anstatt über ihm.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher der untere Teil des Materials durch einen Schneckenförderer 16 zurückgeleitet wird, welcher auch das feine Material entfernt, welches durch den Rost 5 fällt. Der Förderer 16 gibt das Material an einen Elevator 17, welcher es auf ein Sieb 18 entleert. Das feine, durch das Sieb hindurchgehende Material tritt in eine Körnungstrommel 19 zusammen mit frischem, durch einen Trichter 20 eingespeistem Rohmaterial ein. Die Trommel 19 empfängt auch eine Flüssigkeit und dreht
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sich um eine waagrechte Achse, wobei sie die Stoffe in Körnchen überführt.
Die in der Trommel 19 gebildeten Körnchen werden zu dem Trichter 10 gespeist, und das auf dem Sieb 18 zurückgehaltene Material wird zu dem Trichter 11 gespeist und bildet somit die obere Materialschicht auf dem Rost ä.
Das frische Rohmaterial kann beispielsweise ans einem wässrigen Brei bestehen. In diesem Fall hat das Sieb 18 Öffnungen, gross genug, um einen wesentlichen Teil des trockenen zurückgeleiteten Materials zur Trommel 19 gehen zu lassen, wo es zusammen mit dem Brei in Körnchen von geeignetem geringem Wassergehalt, beispielsweise 14%, überge- führt werden wird.
Das Verhältnis von zurückgeführtem Material zu frischem Brei kann relativ hoch sein. So kann bei einem typischen Beispiel der Rohbrei 370/, (Cxew. %) Wasser und der schliessliche Brei kann nur 1:20/" Wasser enthalten. Es ist möglich, diesen Brei zu erhalten, wenn die Menge an zurückgeleitetem Material mehr als das Dreifache der Menge an trockenem Material in dem Brei ist. Jedoch kann diese Menge an zurückgeführtem Material verringert werden, wenn der Brei über ein Vakuumfilter geleitet wird, um den Wassergehalt beispielsweise von 37 auf 20% zu verringern, bevor das zurückgeleitete Material mit dem Brei vermischt wird.
Fig.4 zeigt einen Apparat mit einem schrägen Rost 22, in welchem jeder zweite Roststab mittels eines Kniehebels 23 und einer Pleuelstange 24, angetrieben von einem 3Iotor 25 über Getriebe 26, hin und her bewegt wird.
Der Rost 2 2 ist auf eine Schräge eingestellt, ein klein wenig geringer als der Gleitwinkel des Materials. Bei der Bewegung jedes zweiten Roststabes schräg nach unten geht Material auf den Rost von den Trichtern 10 und 11, und bei der Bewegung der Roststäbe nach oben verhindern die Trichter 10 und 11 das Material auf dem Rost an der Aufwärtsbewegung.
Die Gase aus dem Drehofen 1 strömen zur Oberseite des Rostes 22 durch ein Rohr 2 und werden von der Kammer unter dem Träger durch eine Leitung 9 fortgeleitet. Feines Material, welches durch den Träger 22 fällt, wird zu einem Rohr 28 mittels eines Schnek- kenförderers 27 gebracht und tritt so in den Ofen 1 zusammen mit dem Material ein, welches von dem Träger durch die Schaufel 12 abgenommen wird. Der untere Teil des zuunterst auf dem Rost 22 liegenden Materials wird zu dem Trichter 11 durch einen Elevator 13 hochgehoben.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 wird das Materialbett senkrecht geteilt. Zu diesem Zweck ist eine pflugartige Einrichtung 29 am Entladungsende des Rostes 5 so vorgesehen, dass etwas von dem Material als ein Strom zu einer Seite davon und etwas zu der andern Seite geht. Einer dieser Ströme fällt in eine seitlich schräge Schurre 30, durch welche er in den Ofen 1 abgegeben wird, und der andere Strom fällt auf einen schematisch durch Linie 33 angedeuteten Förderer, um zu einem Trichter 11 gebracht zu werden.
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Method and device for preheating cement raw material u. Like. Cement raw material, lime, ore or the like, which is burned in a rotary kiln. or to be sintered, the material may be preheated by the passage of hot gases from the furnace downwardly through it as it moves as a bed on or over a gas permeable support. The degree of preheating can be such that the material is partially caleined or sintered prior to entering the furnace.
Heretofore, the easiest way to carry out this method of heating the material has been to feed the fresh material onto one end of the carrier, pass the furnace gases once down through the material and then the material in its preheated state from the opposite end of the carrier into the Unload rotary kiln. Now, at the first end of the carrier, where the material is cold and often wet, so much heat is removed from the gases that their temperature when they pass through the carrier is quite low. At the opposite end, however, all of the preheated material should be at the high temperature at which it is to be fed into the furnace.
That is why the gases below this end of the carrier have a correspondingly high temperature, which can be above 700. Even if this temperature is slightly below 700 °, exposure of the wearer to such a high maximum temperature will damage the wearer and significantly shorten its life. Because the gas temperature below the discharge end of the carrier is so high, the average gas temperature below the carrier can be on the order of 250. This high average temperature is an indication of the poor thermal efficiency of the process. The area of the support necessary for a given volume of furnace gases to pass through can easily be calculated if the velocity of the gases through the bed is known.
However, many cold raw materials must not come into direct contact with the very hot furnace gases, and that is why cold air is mixed with this part of the hot gas flow which goes through the layer at the feed end of the carrier. In practice, the amount of fresh air added is up to half the amount of the gases coming out of the rotary kiln. This means that the carrier must have a larger area than would be required in the absence of any additional fresh air. Since this area is referred to in the following, it is designated with A to facilitate comparisons. The carriers used are generally endless chain slats and are very expensive.
It is therefore very desirable to consider both their size and thus the investment costs.
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wrestle as well as extend their lifespan.
Another way of carrying out the known method is to cause the support and the layer on it to pass through two zones in succession and to allow the hot furnace gases to pass through the layer and the support in each of these zones. The gases pass first through the second zone (i.e., the one closest to the discharge end of the carrier) and then through the first zone. This gives excellent thermal efficiency, but in the second zone the carrier is again exposed to such a high maximum gas temperature that its service life is shortened to a considerable degree. Moreover, this method requires an increased beam length and, in fact, the area must be 11/3 -A.
This method is therefore unable to extend the life of the carrier and requires greater costs for a larger carrier both for installation and for replacement. Moreover, in practice two fans are required to cause the gases to pass through the two zones, and dust collectors must be placed in between to remove the dust picked up in the first passage of the gases so that this dust does not damage the second fan.
According to the invention, some or all of the material is flowed through by the gases two or more times, with the fresh material to be heated on the support as a lower layer of the bed and material already heated by the one or more passage of the gases as an upper layer Layer or layers is applied to the layer of fresh material. Part of the bed including part or all of the upper layer or layers is fed into the furnace from the discharge end of the carrier and the remainder of the bed including part or all of the lower layer is removed from the discharge end of the carrier and in whole or in part to form the Upper layer or layers used.
The temperature of the gases in contact with the discharge end of the carrier is much lower than in previous methods because the entire surface of the carrier is protected by the cold layer, which is a very effective heat absorber. The maximum temperature just below the wearer can only be # 200 or less. The average temperature below the wearer can be about 150. This means that the thermal efficiency is excellent, and that is why. that the hot gases come into contact first with the hot layer and then with the cold layer.
At the same time, the wearer can be kept short. because the gases only have to go through it once, and in fact the area would only be%. A if the bed were of the same thickness as in the above simplest known method. However, the bed can be thicker, for example twice the normal thickness, and to maintain the same pressure drop the area of the support must be between 2/3 -A and 0.9 -A. It can be seen, however, that this area is smaller than in the simplest method used so far.
It is very preferred to divide the bed horizontally at the discharge end of the furnace with the upper part fed into the furnace. However, the bed can also be split vertically into separate streams, one of which is fed into the furnace while the other is used to form the top layer or layers of the bed. With such a vertical division, the carrier is still protected by the fresh material and the required area of the carrier is about the same as that of the horizontal division, but the material fed into the oven is not heated as uniformly as that of the horizontal division.
If the bed is divided horizontally, the question of whether all or only part of the material should be moved on or over the support more than once, and in your former case, how many times it will move, depends
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from the height of the bed up to which the division is carried out. If the working conditions are constant, the material discharged into the rotary kiln as the heated product will be equal to the amount of fresh material fed in, and for a given level of division the amount of material returned will adjust itself to a certain value.
When the bed is at least twice as high as the layer of material fed, all of the material is heated at least twice on the support. This gives the best combination of effective preheaters and wearer protection.
The bed must be gas-permeable, and if the raw material is present in the form of powdered particles, it is necessary to agglomerate these particles with water or some other binding agent to form granules before serving on the grate. If such granules were brought into direct contact with the hot gases leaving the furnace, they would burst and be converted back to powder, which would prevent the gas from passing through the bed of material. For this reason, in the usual processes in which the furnace gases go through the material once, cold air is mixed with some of the hot gases as mentioned above.
The invention is particularly useful in treating such granules because the temperature of the gases is reduced as they pass through the top layer. d. H. before they come into contact with the fresh granules. Thus the risk of the granules bursting is eliminated or substantially reduced and at the same time the need for the addition of cold air is avoided.
The invention includes a preheating apparatus suitable for carrying out the method, the latter having: a chamber having an inlet and an outlet for hot gases, the inlet being connected to the furnace; a gas permeable carrier constructed to convey a bed of material within the chamber and arranged to require the gases from the furnace to pass through it from top to bottom as they flow from the inlet to the outlet; means for feeding fresh material onto the support as a lower layer of the bed; one or more means for forming a top layer or layers of the bed of further material;
Means for dividing the bed at the discharge end of the carrier and means for delivering at least a portion of the divided material to the device or devices for forming the top layer or layers of the bed; Means for feeding the remainder of the discharge end material into the furnace, this part including some or all of the material from the top layer or layers.
Five devices according to the invention are shown as examples in the schematic drawings, each of the five figures representing a vertical section through a device.
In FIG. 1, a rotary kiln 1 is indicated, from which the hot gases flow through a shaft 2 into the upper part 3 of a chamber 4. Inside the chamber 4, a gas-permeable carrier in the form of an endless chain grate 5 is provided, which goes over two wheels 6 and 7 in the direction of the arrow. The hot furnace gases flow from top to bottom through the grate and the material bed resting on it to a lower part 8 of the chamber and from there through openings 9 to a fan, not shown. The fan discharges into a chimney.
At the feeding end of the conveyor grate 5 there is a feed hopper 10, through which fresh raw material is fed, forming a layer on the grate. An upper layer of material, indicated by a denser puncturing than that of the lower layer, is formed from material fed through a second hopper 11.
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At the discharge end of the grate 5 is a shovel 12 which extends over the entire width of the grate with its free end at least approximately parallel to the surface of the grate. The scoop 12 penetrates the bed and serves to divide the bed into an upper and lower part.
The upper part goes over the shovel into the shaft 2 and from there into the furnace 1. The lower part of the bed falls from the grate 5 through a funnel 30 into an elevator 13, by which it is raised to a screw conveyor 14, which conveys the material to the hopper 11. The operation of the blade 12 can be observed through a viewing hole 15.
The shovel 12 is hinged at its root and a mechanism, not shown, is provided for pivoting it to adjust the distance of its edge from the surface of the grate.
It is undesirable to put fine particles back on the grate. Thus, the heated material can be sieved to remove fine particles before forming the top layer. The sieve can be provided in the funnel 30. The fine, sieved particles are sent to a conveyor 31 on which fine particles passing through the grate 5 fall. All of these particles are discharged by the conveyor into the furnace via an organ 32.
By setting the paddle 12 to peel off a relatively thin layer of material, it is possible to ensure the desired heat treatment of the material which is fed into the furnace. If the peeled part is thinner than the returned part, the result obtained will be a more intense heat treatment of the material. Cement raw materials or lime can thus be subjected to uniform calcination to the precise degree desired.
It goes without saying that the amount of material discharged into the furnace always equals the amount which is fed onto the grate by the hopper 10, as long as the discharge openings of the hoppers 10 and 11 are constant. stay in the plane. The number of times hot gases flow through the material. therefore depends on the setting of the paddle 12, which in turn controls the overall thickness of the bed.
The thickness of the bed depends on the size of the pieces or grains of material placed on the support. For example, when treating grains with an average size of about 10 mm the thickness can be about 8 "(20 in), and when treating limestone pieces of 30-40 mm in average the thickness of the layer can be about .e0-30" (50-75 cm).
The apparatus shown in Fig. 2 works. in the same way as that of Fig. 1. In this apparatus, the grate 5 is inclined upwards in the direction of movement of the material, and the elevator 13 and the screw conveyor 14 are replaced by a single bucket elevator 16.
More than one shovel 12 can be provided so that the bed is divided into more than two parts, two or more funnels 11 correspondingly also being provided to receive the separated lower parts. The coldest of these parts should form the bottom layer of the recycled material. The bottom layer can, if desired, consist of any inert material and be used repeatedly, i.e. H. be fed back to form a layer under the fresh material rather than over it.
FIG. 3 shows an apparatus in which the lower part of the material is returned by a screw conveyor 16 which also removes the fine material which falls through the grate 5. The conveyor 16 sends the material to an elevator 17, which discharges it onto a sieve 18. The fine material passing through the sieve enters a granulation drum 19 together with fresh raw material fed through a funnel 20. The drum 19 also receives a liquid and rotates
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around a horizontal axis, converting the substances into granules.
The granules formed in the drum 19 are fed to the hopper 10, and the material retained on the sieve 18 is fed to the hopper 11, thus forming the upper layer of material on the grate, the like.
The fresh raw material can, for example, consist of an aqueous pulp. In this case the sieve 18 has openings large enough to allow a substantial part of the dry recycled material to go to the drum 19 where it will be transferred together with the slurry into granules of suitable low water content, e.g. 14%.
The ratio of recycled material to fresh pulp can be relatively high. So in a typical example the raw slurry can contain 370 /, (Cxew.%) Water and the final slurry can only contain 1:20 / "water. It is possible to obtain this slurry if the amount of recycled material is more than three times However, this amount of recycled material can be reduced if the slurry is passed through a vacuum filter to reduce the water content e.g. from 37 to 20% before the recycled material is mixed with the slurry .
4 shows an apparatus with an inclined grate 22, in which every second grate bar is moved back and forth by means of a toggle lever 23 and a connecting rod 24, driven by a 3Iotor 25 via gear 26.
The grate 2 2 is set on a slope, a little less than the sliding angle of the material. As every second grate bar moves diagonally downward, material goes onto the grate from hoppers 10 and 11, and when the grate bars move upward, hoppers 10 and 11 prevent the material from moving upward on the grate.
The gases from the rotary kiln 1 flow to the top of the grate 22 through a pipe 2 and are carried away from the chamber below the support through a conduit 9. Fine material which falls through the carrier 22 is brought to a pipe 28 by means of a screw conveyor 27 and thus enters the furnace 1 together with the material which is removed from the carrier by the shovel 12. The lower part of the material lying at the bottom on the grate 22 is lifted up to the hopper 11 by an elevator 13.
In the device according to FIG. 5, the material bed is divided vertically. For this purpose a plow-like device 29 is provided at the discharge end of the grate 5 so that some of the material goes as a stream to one side of it and some to the other side. One of these streams falls into a laterally inclined chute 30 through which it is discharged into the furnace 1, and the other stream falls onto a conveyor, indicated schematically by line 33, in order to be brought to a hopper 11.