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Verfahren und Einrichtung zum Vorwärmen von staubförmigem Gut, insbesondere Zementrohmehl Das Patent betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen von staubförmigem Gut, insbesondere Zementrohmehl, in zwei oder mehr Stufen mittels heisser Gase. Das Patent betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Man hat z. B. bei Drehrohröfen zum Brennen von Zement, in welche das Rohmehl einlaufseitig trocken aufgegeben wird, versucht, die Abgaswärme auf das Rohmehl mittels im Vorwärmteil des Ofens vorgesehener Einbauten weitestgehend zu übertragen. Hierzu verwendete man Scheiben, die von den Abgasen umspült sich aufwärmen und beim nachfolgenden Eintauchen in das Rohmehl die Wärme an dieses abgeben. Es wurden ferner Hubeinrichtungen in den Vorwärmteil des Ofens eingebaut, welche das Gut laufend in den Gasstrom einstreuen. Weiterhin hat man zellenartige Einbauten in Vorschlag gebracht, die den Gutstrom unterteilen und dadurch den Wärmeübergang verbessern sollen.
Derartige Einbauten im einlaufseitigen Ende des Drehrohrofens unterliegen aber im heissen Teil einer ausserordentlich starken Wärmebeanspruchung, so dass selbst bei der Wahl teurer hitzebeständiger Werkstoffe die Einbauten nach einiger Zeit zerstört werden und eine wirtschaftliche Ausnutzung nicht gegeben ist. Infolgedessen haben sich derartige Einbauten im Drehrohrofen nicht durchgesetzt.
Ein anderer Vorschlag geht dahin, den Drehrohrofen zu verkürzen und nur für Nachbehandlung, Sin- terung, Kalzinierung usw. einzusetzen, während die Vorwärmung ausserhalb des Ofens vorgenommen wird. Für die Vorerwärmung benutzt man neuerdings Zyklone, die in mehreren Stufen übereinandergestellt die Vorwärmung bewirken.
Das trockene staubför- mige Material wird der obersten Zyklonstufe aufg - e geben, aus dieser ausgeschieden und in die Gas- leitung der nächsten Stufe geführt und so fort bis zur untersten Stufe, von der aus das vorgewärmte Material in den Ofen eingebracht wird. Die stufenweise Vorwärmung mittels Zyklonen hat den Nachteil, dass die Wärmeübertragung in der jeweiligen Stufe im Gleichstrom erfolgt und daher nicht intensiv genug zur Wirkung kommt.
Dadurch ist die Abgastemperatur auch bei einem vierstufigen Zyklonvörwärmer noch unerwünscht hoch, so dass also noch erhebliche Wärmemengen ungenutzt verloren gehen. Dazu kommt, dass der Abgasventilator den Widerstand von mehreren Zyklonen überwinden muss, wodurch der Kraftbedarf für den Betrieb des Abgasventilators sehr hoch ist.
Der Wiedergewinn an Wärme, der mit Hilfe der Zyklonvorwärmer erzielt wird, geht zum Teil dadurch wieder verloren, dass man gegenüber anderen Methoden einen gesteigerten Verbrauch an elektrischer Energie in Kauf nehmen muss. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, dass durch die Zyklonwirkung die feinsten Anteile des trockenen staub- förmigen Aufgabegutes in den jeweiligen Stufen nicht niedergeschlagen werden, sondern sämtliche Zyklone passieren, um dann mit den Rauchgasen ins -Freieabgeführt zu werden. Trotz Einschaltung hochwertiger Entstaubungsvorrichtungen lässt die Entstaubung der Abgase wegen der Feinheit der abzuscheidenden Stäube zu wünschen übrig.
Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemässe Verfahren bezeitigt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung zur Durchführung des ebenfalls erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Anlage mit zwei grossräumigen Vorwärmern,
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Fig. 2 eine Anlage mit einem grossräumigen Vorwärmer, der aus einer Drehtrommel besteht.
Der Drehrohrofen 1 ist in bekannter Weise gebaut und gelagert. In diesen ragt das Ende einer steil ansteigenden isolierten Rohrleitung 2 hinein, die zu dem mit isolierten Wandungen versehenen Zyklon 3 führt, dessen Auslaufrohr 3a bis auf die Sohle des Ofens 1 reicht. Ein Rohr 4 verbindet den Zyklon 3 mit einem ersten Grossraumvorwärmer 5, der gemäss Fig. 1 durch das Rohr 6 mit einem darüber angeordneten zweiten Grossraumvorwärmer 7 verbunden ist. An diesen Vorwärmer 7 ist ein Rohr 8 angeschlossen, das zu einer nicht dargestellten Entstaubungsanlage führt. Die Grossraumvorwärmer 5 und 7 sind mit je einer schnellrotierenden, an sich bekannten Rührvor- richtung 9 versehen, die das staubförmige Gut, z. B. Zementrohmehl, ständig in den Rauchgasstrom schleudert.
An den vorderen Endender Vorwärmer 5 und 7 ist je ein Auslass 10 mit einer darunter angeordneten Schnecke 11 vorgesehen, deren Auslaufenden 12 in den Vorwärmer 5 bzw. in die Rohrleitung 2 münden. In der Rohrleitung 2 ist vor der Mündung des betreffenden Auslaufrohres 12 eine halbkugelförmige Schutzwand 13 vorgesehen, die den Zweck hat, den Eintritt der heissen Gase in die Schnecke 11 zu verhindern. Die Aufgabe des Rohmaterials erfolgt durch die am Vorwärmer 7 vorgesehene, mit einer Schleuse versehenen Aufgabe 14. An Stelle der beiden Vorwärmer 5 und 7 kann auch ein einziger entsprechend dimensionierter Vorwärmer eingesetzt werden.
Die Anlage gemäss Fig. 2 besitzt eine geneigt angeordnete, langsam drehbare Trommel 15, die im Innern mehrere nebeneinanderliegende Rohre 16 aufweist, die als Einbauten dienen, um das staubförmige Gut in inniger Berührung mit den Rauchgasen zu bringen. Am Einlauf- und am Auslaufende der Trommel 15 befindet sich je ein Sammler 17, von denen der am Einlauf befindliche Sammler als Verteiler eingerichtet ist, der das aus der Aufgabe 14 mittels Schleuse in den Sammler 17 eingebrachte Gut auf die einzelnen Rohre 16 verteilt. Eine an das Auslaufende der Trommel 15 angeschlossene Schurre mit Schleuse 18 leitet das Gut in die Rohrleitung 2, welches sodann in den Zyklon 3 gelangt.
Wirkungsweise In der Anlage nach Fig. 1 verlassen die Rauchgase den der restlichen Kalzinierung bzw. Sinterung dienenden Drehrohrofen 1 mit einer Temperatur von etwa l000 C. Sie gelangen durch die steil ansteigende Rohrleitung 2 mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20m /sek unter Mitnahme des aus dem in die Rohrleitung 2 mündenden Auslaufrohr 12 austretenden staubförmigen Gutes und somit im Gleichstrom mit diesem in den Zyklon 3. Hierbei geben die Rauchgase einen Teil ihrer Wärme an das Gut ab, welches durch das Auslaufrohr 3a des Zyklons 3 auf die Sohle des Ofens 1 gleitet.
Mit einer Temperatur etwa zwischen 600-700 C und einer geringen Geschwindig- keit von 0,3-3 m/sek treten die Abgase in den ersten Grossraumvorwärmer 5 ein und werden hier durch die Rühreinrichtung 9 mit dem in diesem Grossraumvor- wärmer 5 befindlichen Gut im Gegenstrom in innige Berührung gebracht, wobei die Gase einen erheblichen Anteil ihres Wärmegehaltes abgeben.
Mit einer Temperatur etwa zwischen 200-300 C treten die Rauchgase dann durch das Rohr 6 in den zweiten, höher- gelegenen Grossraumvorwärmer 7 ein, in dem den Gasen ein weiterer Anteil ihrer Wärme in der gleichen Weise wie im ersten Grossraumvorwärmer 5 entzogen wird. Die Rauchgase gelangen aus dem zweiten Grossraumvorwärmer 7 durch das Rohr 8 und mit einem Staubgehalt, der einer normalen Körnung entspricht, in eine nicht dargestellte Entstaubungsanlage, wo sie mindestens bis zu einem solchen Reststaubgehalt entstaubt werden, der nach den gesetzlichen Vorschriften zulässig ist, und von dort ins Freie.
Die Anlage gemäss Fig. 2 arbeitet in der gleichen Weise wie die Anlage gemäss Fig. 1, das heisst, die Rauchgase treten aus dem Drehrohrofen 1 durch die feuerfest ausgemauerte Rohrleitung 2 mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20 mIsek in den Zyklon 3 und erfahren durch Berührung mit der durch die Schleuse 18 eingebrachten und mit ihnen im Gleichstrom strömenden Staubmenge in dem Zyklon 3 einen starken Temperaturabfall, von etwa 1000 C auf etwa 600 bis 700 C. Das hierbei abgeschiedene Staubgut gelangt durch das Auslaufrohr 3a des Zyklons 3 auf die Ofensohle.
Die Rauchgase werden durch das Rohr 4 in den als Trommel ausgebildeten Grossraumvorwärmer 15 geleitet, in dem sie im Gegenstrom zum Gut mit Hilfe der als Einbauten dienenden, in der Trommel vorgesehenen Rohre 16 mit dem Gut in innige Berührung gelangen und bei niedriger Gasgeschwindigkeit von 0,3 bis 3 m/sek einen weiteren Teil ihrer Wärme an dieses abgeben und je nach Länge des Grossraumvor- wärmers 15 mit etwa 100 bis 200 C aus diesem austreten.
Der an dem bezüglich des staubförmigen Gutes einlaufseitigen Ende der Trommel 15 vorgesehene Sammler 17 verteilt das aus der Aufgabe 14 mittels Schleuse zugeführte Gut gleichmässig auf die einzelnen Rohre 16 der Trommel 15, so dass die Gewähr gegeben ist, dass das Gut gleichmässig mit Wärme be- aufschlagt wird.
Aus dem Grossraumvorwärmer 15 werden die Rauchgase, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bereits erläutert wurde, einer Entstaubungs- anlage zugeführt und von dort ins Freie abgeleitet. Der abgeschiedene Staub wird dem Ofen in geeigneter Weise wieder zugeführt.
Da der Zyklon 3 in den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen die nachgeschalteten Grossraumvorwärmer 5, 7 bzw. 15 gegen Temperatur- überlastungen schützt, sind die in letzteren vorgesehenen Umwälzvorrichtungen keiner überhöhten Temperaturbeanspruchung ausgesetzt und daher gegen Zerstörung geschützt. Da also die Rauchgase in die nachgeschalteten Grossraumvorwärmer mit einer so niedrigen Temperatur eintreten, können für die Rühr-
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vorrichtungen ohne weiteres billige Werkstoffe verwendet werden, deren lange Lebensdauer auf diese Weise gewährleistet ist.