Verfahren und Vorrichtung zum Fördern und gleichzeitigen Erwärmen oder Kühlen von Massengut
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fördern und gleichzeitigen Erwärmen oder Kühlen von Massengut, indem dieses Gut der Einwirkung von Luft oder einem Gas ausgesetzt wird, welche bzw. welches zum Hindurchgehen durch das Gut veranlasst wird, um einen Wärmeaustausch zustande zu bringen.
Das Massengut kann beispielsweise aus einem Drehofen gelieferter heisser Zementklinker, Agglomerat oder Kalk sein, in welchem das Gut gebrannt wurde, oder es kann ein Rohmaterial sein, welches z. B. mittels heisser Gase vorerhitzt oder ganz erhitzt werden soll. Bei derartigen Verfahren wird das Massengut bekannterweise auf einen Träger gespeist, welcher ein sich bewegender Rost sein oder einen unbeweglichen gasdurchlässigen Teil aufweisen kann, über welchen das Material durch hin- und hergehende Fördermittel gefördert wird, und die Luft oder das Gas zum Kühlen oder Erwärmen des Guts wird durch den Träger und die Materialschicht dadurch gedrückt, dass ein Druckunterschied zwischen der Unterseite des Trägers und dem Raum über der Guts schicht erzeugt wird.
Weil nun das Volumen der Luft oder eines Gases bei einem konstanten Druck mit ihrer bzw. seiner Temperatur zunimmt, schwankt das tatsächliche Gewicht der durch das Gut pro Flächeneinheit hindurchgehenden Luft oder Gas mit der Temperatur des Guts. Wenn der Druckunterschied der gleiche über der ganzen Tragfläche für das Gut ist, wird das Gewicht des pro Flächeneinheit durch eine Gutsschicht gleichmässiger Dicke hindurchgehenden Mediums schwanken und dort am grössten sein, wo die Temperatur am niedrigsten ist.
Um daher den grösseren Teil des Mediums am Durchgang durch den Träger an den Stellen, wo die Temperatur der Gutsschicht vergleichsweise niedrig ist, zu verhindern, ist schon vorgeschlagen worden, den eintretenden Luft- oder - Gas strom in Ströme bei verschiedenen Drücken aufzuteilen, um den Strom des niedrigsten Drucks auf den Teil des Guts zu beschränken, welcher die niedrigste Temperatur besitzt usw. Dies kann gemacht werden durch Aufteilen des Raums auf der Blasseite des Trägers in Abteilungen durch Trennwände, worin Öffnungen mit Klappen vorgesehen sind zum Verbinden des Gebläses mit dem Abteil unterhalb oder oberhalb des Teils der Gutsschicht, welcher auf der höchsten Temperatur ist.
Von diesem Abteil kann durch eine Klappe das Medium zu dem nächsten Abteil geleitet werden, so dass sein Druck mehr oder weniger entsprechend dem Temperaturabfall des Teils des Guts im zwei ten Abteil verringert ist. Es ist jedoch unwirtschaftlich, ein Gebläse Luft oder Gas mit einem höheren Druck als dem erforderlichen liefern zu lassen und dann den Druck durch Klappen zu verringern.
Die gleichen Erwägungen gelten, wenn die Luft oder das Gas durch das Material mittels eines durch ein Gebläse erzeugten Sogs gezogen wird, anstelle das Medium durch das Gut unter Druck hindurchzudrücken.
Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung wird die Dicke der Guts schicht über deren Länge so ver ändert, dass die Schichtdicke grösser ist, wo die Gutstemperatur niedriger ist, und wird der das Strömen der Luft oder des Gases durch die Schicht verursachende Druckunterschied über der ganzen Gutsschichtfläche im wesentlichen gleich gehalten.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens ist in Abänderung der bisher verwendeten vorbeschriebenen Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Förderweg in zwei oder mehr Abteilungen mit je einem Träger eingeteilt ist, welche je für sich betrieben werden, so dass sie das Gut mit verschiedenen Geschwindigkeiten fördern können, um das Dickerwerden der Schicht auf der einen oder andern Abteilung zu verursachen.
Der Träger kann in jedem Abteil einen feststehenden Teil aufweisen und Fördermittel können darüber hin- und hergehen, um das Material entlang dem Trägerteil zu fördern, und die auf den verschiedenen Abteilungen arbeitenden Fördermittel können durch getrennte Mechanismen mit unabhängig voneinander veränderlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Der Träger kann aber auch bei zwei Abteilungen einfach aus zwei endlosen, sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegenden Rosten bestehen.
Vorzugsweise sind bei den Abteilungen die Träger auf verschiedenen Höhen, so dass das vom Träger geförderte Gut von einem Abteil auf den Träger des nächsten fällt. Dies kann sicherstellen, dass die sich bewegende Schicht einer Abteilung nicht die einer anderen Abteilung beeinträchtigt und weder das Anhäufen von Gut an einem Punkt oder das Hervorrufen leerer Räume verursacht wird. Beim Fallen des Materials von einer Abteilung zur nächsten kann ein gewöhnlich erwünschtes Umrühren des Gutes erreicht sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben, in welcher darstellen:
Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1 in grösserem Masstabe, und
Fig. 3 einen Aufriss der in Fig. 2 gezeigten Teile.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 dient zum Fördern unter gleichzeitiger Kühlung von Zementklinkern, welche aus einem nicht gezeigten Ofen durch einen Schacht 1 geliefert werden. Das Material fällt auf einen gasdurchlässigen Träger 2, welcher einen feststehenden Teil 2" aufweist, auf dem hin- und hergehende keilförmige Fördermittel 3 bewegt werden, welche den Klinker bei ihrem Vorwärtshub in kon tinuieflicher Schicht entlang dem Träger vor sich hinstossen, aber unter dem Klinker auf ihrem Rückwärtshub hinweggleiten. Die Teile 3 sind an ein Gestell 4 angeschlossen, welches auf Rollen 5 ruht und welchem eine hin- und hergehende Bewegung durch einen in den Fig. 2 und 3 gezeigten Mechanismus mitgeteilt wird. Dieser Mechanismus besteht aus einem Zahnrad 6 auf einer Welle 7, angetrieben über ein Ritzel 8.
Die Welle 7 trägt eine Exzenterscheibe 9, auf welcher eine Pleuelstange 10 gelagert ist. Beim Drehen der Welle 7 teilt die Pleuelstange 10 ihre hin- und hergehende Bewegung einem Querteil 11 des Gestells 4 mit.
Die Dicke der Klinkerschicht auf dem Träger 2 hängt von der Menge der durch den Schacht 1 gespeisten Klinker und von der Geschwindigkeit ab, mit welcher die Förderteile 3 bewegt werden. Im allgemeinen ist die Speisemenge fast konstant und die Geschwindigkeit der Teile 3 wird eingestellt, um die Klinkerschicht so dicht zu machen, dass sie einem Luft- oder Gasstrom geeigneten Durchgangswiderstand bietet, welcher unter Druck in ein Abteil 19 unter dem Träger eingeführt wird. Dieses Druckmedium wird durch ein nichtgezeigtes Zentrifugalgebläse durch eine Öffnung 12 zu dem Abteil 19 zugeführt, wobei der Druck in dem Abteil 19 200 bis 500 mm Wassersäule betragen kann. Das Medium tritt durch den Träger 2 und die Klinkerschicht auf diesem unter Kühlung des Klinkers in den Raum über dem Träger, der unter geringerem Druck gehalten wird.
Von dem Träger 2 fällt der teilweise gekühlte Klinker auf einen ähnlichen Träger 2', entlang dessen ortsfestem Teil er durch Fördermittel 3' bewegt wird, welche mittels einem auf Rollen 5' ruhenden Gestell 4' hin- und herbewegt werden, wobei alle diese Teile gleich den entsprechenden Teilen 2-5 sind. Die Fördermittel 3' werden jedoch mit geringerer Geschwindigkeit als die Teile 3 bewegt und infolgedessen wird die Klinkerschicht auf dem Träger 2' dicker sein.
Es ist ein Abteil 20 unter dem Träger 2' vorhanden, abgetrennt von dem Abteil 19 durch eine Wand 13, in welcher sich eine Öffnung 14 befindet.
Luft oder Gas unter Druck strömt durch diese Öffnung aus dem Abteil 19 zu dem Abteil 20 und dann aufwärts durch den Träger 2' und die Klinkerschicht auf dem Träger 2' in den Raum über dem Träger 2', der mit dem über dem Träger 2 zusammenhängt und demnach den gleichen geringen Druck aufweist. Die Öffnung 14 ist gross genug, um sicherzustellen, dass die Drücke in den Abteilungen 19 und 20 im wesentlichen die gleichen sind, dabei ist aber die Temperatur des Klinkers auf dem Träger 2' niedriger als die des Klinkers auf dem Träger 2, und die von der Luft bzw. dem Gas beim Durchgang durch die Klinkerschicht auf dem Träger 2' erreichte Temperatur ist deutlich niedriger als die der Luft bzw. des Gases, welche die Schicht auf dem Träger 2 verlässt.
Wenn daher die zwei Klinkerschichten von gleicher Dicke wären, würde das Gewicht des durch die zweite oder kühlere Schicht pro Flächeneinheit hindurchgehenden Mediums grösser sein als das des durch die erste Hindurchgehenden. Dadurch, dass veranlasst wird, dass die zweite Schicht dicker ist als die erste, können jedoch die Gewichte gleich gemacht werden, und die hin- und hergehenden Geschwindigkeiten der Fördermittel 3 und 3' werden so eingestellt, dass dieses Ergebnis erzielt wird.
Der Klinker verlässt den Träger 2' am dem Schacht 1 abgekehrten Ende und wird dabei in verschiedene Grössen mittels Sieben 15, 16 und 17 aufgeteilt.
Die Luft, bzw. das Gas, welches durch die Klinker erhitzt worden ist, kann die Vorrichtung durch den Schacht 1 verlassen und als Sekundärluft für die Verbrennung in dem Drehofen benutzt werden, in welchem der Klinker erzeugt wird. Wenn ein Über- schuss an Luft für diesen Zweck vorhanden ist, kann die verbleibende Luft durch einen Schornstein 18 abgezogen und zum Trocknen oder für andere Zwecke benutzt werden.
Naturgemäss gibt es Temperaturschwankungen längs jedem der Träger 2 und 2', und darum ist die Luftströmung durch jeden derselben und die auf ihm liegende Klinkerschicht nicht völlig gleichförmig.
Wenn die gesamte Förderlänge der Vorrichtung in mehr als zwei Abteile mit je einem gasdurchlässigen Träger eingeteilt wird, und für jedes die Bewegungsgeschwindigkeit der Klinker für sich einstellbar ist und darum die Schichtdicke einzeln geregelt werden kann, wird eine grössere Gleichförmigkeit der Luftströmung in den einzelnen Abteilen erreicht werden. In jedem Fall ermöglicht die Teilung des Förderweges in Abteilungen das Verkleinern der gesamten Trägerlänge.
In entsprechender Weise könnte ein Erwärmen des geförderten Massengutes in der Vorrichtung vorgenommen werden, wobei dann die Gutsschicht auf dem Träger 2'wegen des bereits vorgewärmten Guts kleiner sein muss.
Method and device for conveying and simultaneous heating or cooling of bulk goods
The invention relates to a method for conveying and simultaneously heating or cooling bulk goods by exposing them to the action of air or a gas which is caused to pass through the goods in order to bring about a heat exchange.
The bulk material can be, for example, hot cement clinker, agglomerate or lime supplied from a rotary kiln, in which the material was burned, or it can be a raw material which, for. B. is to be preheated by means of hot gases or heated entirely. In such methods, the bulk material is known to be fed onto a carrier, which may be a moving grate or may have an immovable gas-permeable part over which the material is conveyed by reciprocating conveying means and the air or gas for cooling or heating the Guts is pressed through the carrier and the material layer in that a pressure difference is generated between the underside of the carrier and the space above the Guts layer.
Because the volume of the air or a gas increases with its temperature at a constant pressure, the actual weight of the air or gas passing through the material per unit area fluctuates with the temperature of the material. If the pressure difference is the same over the entire support surface for the material, the weight of the medium per unit area through a material layer of uniform thickness will fluctuate and be greatest where the temperature is lowest.
In order to prevent the greater part of the medium from passing through the carrier at the points where the temperature of the material layer is comparatively low, it has already been proposed to divide the incoming air or gas stream into streams at different pressures in order to Restricting flow of the lowest pressure to the part of the good which has the lowest temperature etc. This can be done by dividing the space on the blowing side of the carrier into compartments by partitions in which openings with flaps are provided for connecting the fan to the compartment below or above the part of the material layer which is at the highest temperature.
From this compartment the medium can be passed through a flap to the next compartment, so that its pressure is reduced more or less according to the temperature drop of the part of the goods in the second compartment. However, it is uneconomical to have a blower supply air or gas at a pressure higher than that required and then reduce the pressure by flaps.
The same considerations apply when the air or gas is drawn through the material by means of suction created by a fan, rather than forcing the medium through the material under pressure.
According to the method according to the invention, the thickness of the material layer is changed over its length so that the layer thickness is greater where the material temperature is lower, and the pressure difference causing the air or gas to flow through the layer is over the entire material layer surface kept essentially the same.
The device according to the invention for carrying out this method is, in a modification of the previously used device described above, characterized in that the conveying path is divided into two or more compartments, each with a carrier, which are each operated separately so that they can convey the goods at different speeds to cause thickening of the layer on one department or another.
The carrier can have a fixed part in each compartment and conveyors can reciprocate over it to convey the material along the carrier part, and the conveyors operating on the different compartments can be driven by separate mechanisms at independently variable speeds. In the case of two departments, however, the carrier can simply consist of two endless grids moving at different speeds.
In the departments, the carriers are preferably at different heights, so that the goods conveyed by the carrier fall from one compartment onto the carrier of the next. This can ensure that the moving shift of one department does not interfere with that of another department and does not cause the piling up of goods at one point or the creation of empty spaces. As the material falls from one compartment to the next, a stirring of the material, which is usually desirable, can be achieved.
A preferred embodiment of the device according to the invention is shown in the drawing, in which show:
1 shows a vertical longitudinal section through the device,
FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1 on a larger scale, and
FIG. 3 is an elevation of the parts shown in FIG.
The device according to FIG. 1 is used to convey cement clinkers, which are supplied from a furnace (not shown) through a shaft 1, with simultaneous cooling. The material falls onto a gas-permeable carrier 2, which has a stationary part 2 "on which reciprocating wedge-shaped conveying means 3 are moved, which push the clinker along the carrier in a continuous layer on its forward stroke, but under the clinker The parts 3 are connected to a frame 4 which rests on rollers 5 and to which a reciprocating movement is imparted by a mechanism shown in Figures 2 and 3. This mechanism consists of a toothed wheel 6 a shaft 7, driven by a pinion 8.
The shaft 7 carries an eccentric disk 9 on which a connecting rod 10 is mounted. When the shaft 7 rotates, the connecting rod 10 communicates its reciprocating movement to a transverse part 11 of the frame 4.
The thickness of the clinker layer on the carrier 2 depends on the amount of clinker fed through the shaft 1 and on the speed at which the conveying parts 3 are moved. In general, the amount of feed is almost constant and the speed of the parts 3 is adjusted in order to make the clinker layer so dense that it offers adequate resistance to a flow of air or gas which is introduced under pressure into a compartment 19 under the support. This pressure medium is fed by a centrifugal fan, not shown, through an opening 12 to the compartment 19, the pressure in the compartment 19 being 200 to 500 mm water column. The medium passes through the carrier 2 and the clinker layer on this, with the clinker being cooled, into the space above the carrier, which is kept under lower pressure.
The partially cooled clinker falls from the carrier 2 onto a similar carrier 2 ', along whose stationary part it is moved by conveying means 3' which are moved to and fro by means of a frame 4 'resting on rollers 5', all these parts being the same corresponding parts 2-5. The conveying means 3 'are however moved at a slower speed than the parts 3 and as a result the clinker layer on the carrier 2' will be thicker.
There is a compartment 20 under the support 2 ', separated from the compartment 19 by a wall 13 in which an opening 14 is located.
Air or gas under pressure flows through this opening from the compartment 19 to the compartment 20 and then upwards through the beam 2 'and the clinker layer on the beam 2' into the space above the beam 2 ', which is connected to that above the beam 2 and therefore has the same low pressure. The opening 14 is large enough to ensure that the pressures in compartments 19 and 20 are essentially the same, but the temperature of the clinker on support 2 'is lower than that of the clinker on support 2 and that of The temperature reached by the air or the gas when passing through the clinker layer on the carrier 2 'is significantly lower than that of the air or the gas which leaves the layer on the carrier 2.
Therefore, if the two layers of clinker were of equal thickness, the weight of the medium passing through the second or cooler layer per unit area would be greater than that of the medium passing through the first. However, by making the second layer thicker than the first, the weights can be made the same and the reciprocating speeds of the conveyors 3 and 3 'are adjusted to achieve this result.
The clinker leaves the carrier 2 'at the end facing away from the shaft 1 and is divided into different sizes by means of sieves 15, 16 and 17.
The air or the gas which has been heated by the clinker can leave the device through the shaft 1 and be used as secondary air for the combustion in the rotary kiln in which the clinker is produced. If there is an excess of air for this purpose, the remaining air can be drawn off through a chimney 18 and used for drying or for other purposes.
Naturally, there are temperature fluctuations along each of the supports 2 and 2 ', and therefore the air flow through each of these and the clinker layer lying on it is not completely uniform.
If the entire conveying length of the device is divided into more than two compartments, each with a gas-permeable carrier, and the speed of movement of the clinker can be adjusted for each and therefore the layer thickness can be regulated individually, greater uniformity of the air flow in the individual compartments is achieved will. In any case, the division of the conveying path into departments enables the entire length of the beam to be reduced.
In a corresponding manner, the conveyed bulk material could be heated in the device, in which case the layer of material on the carrier 2 ′ must be smaller because of the material that has already been preheated.