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Verfahren zur Herstellung von Blähton im heissen Gasstrom Die Herstellung von Blähton aus blähfähigen Tongranallen beruht .darauf, das Gut so hoch zu erhitzen, dass im Inneren der Granalien eine blähende Gasentwicklung eintritt, :gleichzeitig aber den Blähvorgang so zu führen, dass sich auf der Oberfläche der Granalien vor einer nennenswerten Gasentwicklung eine plastische Glashaut bildet, welche durch die entstehenden Gase ballonartig aufgeblasen wird und den Austritt der Gase aus den Granalien nach aussen verhindert.
Auf diese Weise wird ein im wesentlichen :kugelförmiges Korn mit geschlossener Oberfläche hergestellt.
Bei ,dem Vergleich der Erfindung mit dem Stand der Technik kann auf die Erörterung der Behandlung des Blähgutes im Drehrohrofen oder nach dem sogenannten Saugsinterverfahren oder mach dem Spru- delbettverfahren verzichtet werden, da diese Verfahren nach durchaus unterschiedlichen Gesichtspunkten verlaufen.
Die Erfindung liegt im Bereich der Verfahren, bei denen .das Gut im strömenden heissen Gasstrom behandelt wird. Hier sind zweigrosse Gruppen zu unterscheiden, die eine Gruppe von Verfahren, :die als Durchgangsverfahren bezeichnet werden können, und :die andere Gruppe, :die unter dem Begriff Wirbelschichtverfahren zusammengefasst werden kann.
Beim Durchgangsverfahren durchläuft das Rohgut bis zur vollendeten Blähung einmalig einen Behandlungsweg. Die Vorschläge für das Durchgangs- verfahren variieren. Das Gut wird unten in der Behandlungskammer in einem Gasstrahl eingegeben, vom Gasstrahl mitgenommen und nach oben ausgetragen. Oder das iGut wird oben eingegeben und fällt gegen den Gasstrom nach unten.
Oder das Gut wird durch den Gasstrom durch einen waagrechten Zylinderschacht hindurchgeführt. Oder das Gut wird unten eingegeben, vom Gasstrahl nach oben mit- genommen, kehrt seine Richtung um, fällt wieder nach unten und wird unten ausgetragen. Das Gut durchläuft also einen U-förmigen Weg. Wie auch immer diese Vorschläge voneinander unterschiedlich sind, sie haben eines gemeinsam, nämlich :den einmaligen Weg der Granalien durch die Behandlungskammer.
Bei der zweiten Gattung, dem Wirbelschichtver- fahren und dem Wirbelbettverfahren, bleiben die Gra- nalien gegenüber dem Gasstrom gewissermassen in Ruhe. Die Schicht bildet sich in einer :bestimmten Zone der Behandlungskammer oder wird auf einem Rost gebildet und verbleibt dort. Innerhalb der Schicht findet eine dauernde Bewegung der Teilchen und ständige gegenseitige Berührung, ein Durchwir- beln statt. Die Schicht ähnelt in verschiedenen Beziehungen einer kochenden Flüssigkeit.
Die Durchgangsverfahren sind für gewisse Rohmaterialien, insbesondere solche der Zementindustrie, möglicherweise brauchbar. Ihre Anwendung auf die Behandlung von Blähton ist nicht möglich. Sie erfordert eine sehr genaue Abstimmung von Fall- oder Steiggeschwindigkeit, Auftrieb, Geschwindigkeit der Gase in der Behandlungskammer, Korngrösse und Temperatur.
Denn wenn die auf .dem einmaligen Durchgang zugeführte Wärmemenge ,zu gering ist, die Verweilzeit oder die Temperatur zu niedrig ist, so tritt der Blähvorgang nur in ungenügendem Masse ein, während eine zu ,grosse Verweildauer bei zu hoher Temperatur zu einer Zerstörung der Glashaut und damit zu Granalien unregelmässiger Form .mit zerklüfteter Oberfläche führt. Die verschiedenen Durchgangsverfahren sind also für Blähton ungeeignet.
Etwas günstiger liegen die Wirbelverfahren, die man gerade für Blähton vorgeschlagen hat, insbesondere :deshalb, weil man ,bei ihnen, wenn auch nicht völlig, so ,doch weitgehend unabhängiger von der
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Korngrösse ist als beim Durchgangsverfahren: Man braucht die Granalien nicht so fein zu klassieren. Gröberes und feineres Gut haben die gleiche Ver- weilzeit im gleichen Temperaturbereich.
Das Wirbelverfahren (Wirbelschichtverfahren, Wirbelbettverfabren) hat aber doch einen Nachteil. Wenn man in einer Behandlungskammer eine bestimmte Menge körnigen Gutes unterschiedlicher Körnung, mit der man bei Blähton immer rechnen muss, da eine feine Klässierung das Verfahren un@ nötig verteuern würde, durch den Gasstrom in der Schwebe hält, so tritt innerhalb der Schicht eine Schichtung entsprechend der Korngrösse auf, von der gröbsten Körnung im unteren Teil der Schicht bis zur feinsten Körnung im obersten Schichtteil.
Das Brenngas tritt - mit der höchsten Temperatur von unten in .die Schicht -ein und kühlt sich beim Durchgang durch die Schicht immer mehr ab, so dass die .obere .Schicht mit Gas geringerer Temperatur in Berührung kommt als die untere Schicht. Gebläht werden zwar alle Granalien, aber ihr Blähgrad ist verschieden. Die unteren Granalien werden stärker gebläht als die oberen. Das Blähgut ist infolgedessen hinsichtlich des Blähzustandes nicht homogen.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Verfahren ist, dass sich .bei ihnen die Granalien ständig berühren und beim Pl.astischwerden der Glashaut das Gut zu Klumpen zusammenbackt. Das Verfahren gemäss .der Erfindung vereinigt gewissermassen die Grundgedanken des Durchgangsverfahrens und des Wirbelverfahrens, nämlich vorgegebener Weg der Granalien und vorgegebene Verweilzeit in der Behandlungskammer, und zwar dadurch,
dass den einzelnen Granalien des Gutes in der Behandlungskammer ohne Schichtbil- dung durch einen aufsteigenden heissen Gasstrahl, dessen Querschnitt nur ein Bruchteil des Kammerquerschnittes ist - zum Unterschied vom Wirbelbett verfahren -, eine senkrecht aufsteigende und zum Eintritt des Gasstrahles zurücklaufende Zirkulations- strömung aufgezwungen wird, die im aufsteigenden Ast durch den Gasstrahl und im -abfallenden Ast ausserhalb des Gasstrahles durch den freien Fall der Granalien erzeugt wird und die so lange aufrechterhalten wird,
bis die gesamte Beschickung gebläht ist, und dass nach Beendigung des Blähvorganges die ,gesamte Beschickung ausgetragen wird.
In dieser Verfahrensweise liegt der grundsätzliche Unterschied gegenüber einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Zementklinkern, bei dem eine Agglomerierung der feinen Partikeln des gemahlenen Rohgutes .durch Wärmeeinwirkung herbeigeführt werden soll. Die Partikeln werden einem heissen Gasstrom zugeführt und agglomeriert und fallen infolge ihres grossen Gewichtes entgegen der Gasströmung zurück, so :dass sie am Boden ausgetragen werden können.
Feinere Partikeln, die noch nicht agglome-- riert sind, werden zurückgeführt, dem Frischgut beigegeben und mit diesem zusammen agglomeriert, eine Verfahrensweise, die bei Blähton unmöglich wäre, ,da die geblähten feinen Partikeln infolge ihrer plasti- sehen Glashaut beim Auftreffen auf Frischgut sofort zu Klumpenbildung führen würden. Es ist für die Erfindung wesentlich, dass die Partikeln bis zum Fer- tigblähen durch den Bewegungsvorgang im dauernden Abstand voneinander gehalten werden.
Das neue Verfahren darf auch nicht mit dem sogenannten Sprudelbettverfahren verwechselt werden, das für die Trocknung von Weizen und anderen Gütern entwickelt. wurde.
In .einer Säule von körnigem Gut wird durch einen zentralen Gasstrom ein Sprudel von schnell aufwärts bewegten festen Teilchen erzeugt und hierdurch ein, kontinuierlicher Teilchenstrom vom Boden nach oben gesprüht. Oben fallen die Partikeln auf eine äussere ringförmige Schicht .des Bettes, die sich durch die Schwerkraft gleichförmig und mit geringer Geschwindigkeit nach unten bewegt. Es wird hier analog .dem Wirbelschicht- oder Wirbelbettverfahren eine Schicht erzeugt, die in jedem Falle für Blähton unbrauchbar ist.
Denn die für einen guten Blähton erforderliche Glashaut ist plastisch und es ist unvermeidbar, dass, wenn es zur Schichtbildung kommt, die einzelnen Granalien zusammenkleben und einen festen Kuchen bilden. Das Sprudelbettverfahren kommt also praktisch nur für Granalien in Betracht, die nicht zum Zusammenkleben oder Zusammenbacken neigen.
Das- Verfahren gemäss der Erfindung hat insbesondere folgende Vorteile: Es ist bei Blähgut verhältnismässig unterschiedlicher Körnung .der Teilchen anwendbar.
Es gibt eine definierte Verweildauer für alle Granalien. Alle Granalien kommen mit Gas gleicher Temperatur in Berührung; die Temperaturschichtung der Wirbelschicht fällt weg.
Die Granalien bleiben dauernd voneinander getrennt und können nicht zusammenkleben.
Die Verweildauer der Granalien in der Behandlungskammer lässt sich leicht Rohgut unterschiedlicher Eigenschaften anpassen.
Die Erfindung sei an Hand der Figur beispielsweise erläutert.
In der Figur bedeutet 1 die Behandlungskammer, 32 einen Gaszuführungskanal, 6 einen Verbindungskanal, 2, 4 einen Brenner, 3 die Brennstoffzufuhr, 33 eine Prallplatte, 23 eine Abschlussklappe am unteren Ende des Gaszuführungskanals.
In der Behandlungskammer sei eine bestimmte Menge Rohgut eingeführt und -der Brenner 2, 4 sei in Tätigkeit: -Dann bildet sich im Querkanal 6 und im Zuführungskanal 32 ein kräftiger Gasstrom von der erforderlichen Behandlungstemperatur aus, der von unten in die kegelige Behandlungskammer 1 eintritt. Die Granalien werden an der Verbindungsstelle zwischen Kanal 32 und Kammer 1 vom heissen Gasstrom erfasst und senkrecht nach oben getragen. Infolge der Erweiterung der Kammer in Strömungsrichtung lal3t die Gasgeschwindigkeit und damit die Auftriebskraft des Gases nach.
Am Kammerkopf bzw. unterhalb .der Prallplatte 33 werden die Grana-
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lien in waagrechter Richtung umgelenkt, so dass sie aus dem Gasstrahl austreten und sich auf die Kammerwand hin bewegen. Sie gleiten entlang der Kammerwand nach der Eintrittsstelle des Gasstrahles zurück, werden wieder vom Gasstrom erfasst und führen eine neue Zirkulationäbewegung aus, die so lange aufrechterhalten wird, wie es zum fertigen Blähen des Gutes erforderlich ist.
Versuche haben gezeigt, .dass die in sich zurück- laufende Zirkulationsströmung so wirksam ist, .dass auch nicht am Gaseintritt, wohin die Granalien zurückfallen, eine Schicht gebildet wird. Die Teilchen werden also dauernd in einem gewissen Abstand voneinander gehalten, so dass ein Zusammenkleben nicht eintritt.
Die in der Figur dargestellte Anlage enthält folgende weitere Teile, die jedoch nur als Beispiel dargestellt sind. Es sind Abänderungen nach verschiedenen Richtungen möglich, ohne dass sich am Verfahren als solchem etwas ändert.
Unterhalb der Behandlungskammer 1 ist eine weitere als Kühlkammer dienende Kammer 24 vorgesehen, die gegenüber .der Behandlungskammer 1 durch ein Abschlussorgan 23 absperrbar ist. Der Kammer 24 ist eine weitere Kammer 26 nachgeschaltet, die als Austragskammer dient. Zwischen der Kammer 24 und der Kammer 26 mündet eine vom Gebläse 5 kommende Leitung 16 mit einer Absperrklappe 17. Eine Abzweigleitung 15 .mit einer Klappe 18 mündet in die Kühlkammer 24. 27 und 28 sind weitere Absperrorgane. 37 ist ein Sieb.
An den Querkanal -6 ist ein Schornstein 20 mit einer Rück- schlagklappe 21 angeschlossen. 8 ist ein Vorwärm- bunker, der über die Leitung 7 mit dem oberen Ende der Behandlungskammer 1 verbunden ist. Der Abzugsschacht 10 des Bunkers 8 ist mit einer Abschlussklappe 12 versehen.
Es sei .angenommen, die Kammer 1 sei reit ungebranntem Tongranulat beschickt und die vorangegangene Charge befinde sich in der Kühlkammer 24. In der Behandlungskammer 1 führt das .Gut die oben beschriebene in sich zurücklaufende Zirkulationsströ- mung aus. Prallplatten 33, 34 halten etwa vom Gasstrom mitgenommene Teilchen zurück und führen sie wieder in die Strömung ein. Das heisse Abgas tritt über die Leitung 7 in den Bunker 8 ein, dessen Austrag 10 durch die Klappe 12 geschlossen ist, und verlässt den Bunker 8 über die Leitung 35.
Die Klappe 18 sperrt den Kanal 15 ab, während die Klappe 17 offen ist und .die vom Gebläse 5 geförderte Luft über die Leitung 16, geöffnetes Absperrorgan 17 und ge- öffnetes Sieb 37 in den Kanal 31 eintreten lässt. Das in der Kühlkammer 24 :befindliche Gut wird durch die Luft im Schwebezustand gehalten und hierbei gekühlt. Die erhitzte Luft wird über die Leitung 31 dem Brenner 3, 4 zugeleitet, dessen heisses Brenngas über den Querkanal 6 in das untere Ende 32 der Behandlungskammer 1 eingeführt wird: In. der Kammer 1 bleiben die einzelnen Teilchen, bis der Blähvorgang beendet ist.
Jetzt werden die Abschlussorgane 23, 37, 27, 28 und die Klappen 17, 18 umgestellt, wobei gleichzeitig der Brenner 2, 4 gedrosselt wird.
Durch Umstellen der Klappen 17 und 18 - wird die vom Gebläse 5 geförderte Luft umgelenkt, gelangt zum Schornstein 20, hebt infolge ihres überdruckes .die Rückschlagklappe 21 an und tritt frei aus.
Über das jetzt offene Abschlussorgan 23 fällt ,das -fertig behandelte Gut in die Kühlkammer 24. In die Austragskammer 26 kann - es nicht fallen, da das Sieb 37 unten aufliegt.
Gleichzeitig fällt über das jetzt offene Abschluss- organ 28 das bereits in .der Austragskammer 26 enthaltene Gut nach unten heraus.
Nach beendetem Austrag wird die Klappe 12 umgestellt und über den Austrag 10 dem Bunker B. eine neue Charge entnommen, die in die Brennkammer eingeführt wird. Der Prozess beginnt von neuem.