CH417539A - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von Korn- und/oder Staubgut mit Gas - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichung zum kontinuierlichen Behandeln von korn- und/oder
Staubgut mit Gas
Wenn man   Kom-und/oder    Staubgut mit Gas oder mit einem   andenen    hochkompressiblen Medium behandeln will, so gibt es, wenn man von   den'Mög-      lichkeiten    der   Zwangsführung des Gutes in perforier-    ten Behältern absiaht, unterschiedliche   Behandlungs-    arten :
Das Gut liegt auf einer gasdurchlässigen Unterlage und wird von dem Gas durchströmt ; die Druckverluste sind hierbei hoch und man benötigt Vorkehrungen zum Querbewegen des Gutes auf der Unterlage.



   Intensiviert man die Gasströmung   und/oder    sind die Teilchen relativ leicht genug, so gelangt man zu der bekannten Wirbelschicht. Diese verhält sich wie eine Flude, für die man Leitungen und   Schaltorgane      vorsehen. muss.   



   Geht man mit den Betriebsbedingungen bei der Wirbelschicht weiter ins Extrem, so kann man die Unterlage fortlassen, da die dem Gas entzogenen Auftriebskräfte gross genug sind, um das Gut zu tragen.



   Ist die Gasgeschwindigkeit gleich der   sogenann-    ten Schwebegeschwindigkeit, so handelt es sich um einen stationären Betriebszustand, bei dem die Teilchen unter der Voraussetzung, dass sie gleich sind, in ihrer Lage gehalten werden ; in diesem Fall kann nur   Changenbetrieb    durchgeführt werden.



   Zur Durchführung dieses Verfahrens ist ein schwach   trichterför. miges    Standrohr bekannt geworden, in dem Gas entsprechend der   Querschnittserwei-      terung    von unten nach oben mit abnehmen. der Geschwindigkeit aufsteigt und eine Feststoffsuspension im Schweben erhält.



   Macht man die Gasgeschwindigkeit   grösser    als die   Schwebegeschwindigkeit, so hat    man es mit der pneumatiscehen Förderung zu tun, bei der aber nur sehr kurzzeitige Behandlungen durchführbar sind.



     Hierdunch    kann man die in der Schwebe   fertigbehan-    delte Charge austragen.



     Demgegenüber lässt sich    ein fortlaufender und    d    erheblich   intensivierter Betrieb gemäss    der Erfindung dadurch durchführen, dass man die abnehmende Geschwindigkeit des aufsteigenden Gases über der   wäh-    rend der Behandlung im wesentlichen unveränderten Schwebegeschwindigkeit des Feststoffes hält, dass man die   zeiteinheitlich dem mit abnehmender    Geschwindigkeit aufsteigenden Gas zugegebene Feststoffmenge so reichlich   bemisst, dass      Wolken    zunehmender Konzentration der   Feststoffsuspension    entstehen, die absinken und durch die Stelle   grösster    Gasgeschwindigkeit hindurchfallen,

   unterhalb welcher die Geschwindigkeit des zuströmenden Gases wesentlich kleiner ist, dass man das Gas oberhalb der   Feststoffzugabe    nach starker Zunahme der Geschwindigkeit abführt und vom mitgerissenen Feststoffanteil trennt und dass man diesen dem mit abnehmender Geschwindigkeit aufsteigenden Gas wieder zugibt.



   Zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens eignet sich ein von einem Gaseinlass nach oben diffusorartig erweitertes, geschlossenes Standrohr, das im oberen Teil einen Gasauslass besitzt, das gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gaseinlass als in eine Zwischenkammer vielfach grösseren Querschnitts mündende Düse ausgebildet ist, dass der Gasauslass durch ein Abgasrohr mit einer   Abscheideranalge    verbunden ist, an deren Gutauslass ein in das Standrohr   hineinragender För-    derer angeschlossen ist,   und dass der Friscbguteinlass    am Standrohr oder am Abgasrohr oder an der Ab   scheideranlage    angeordnet ist.

   Dabei kann unter der Düse in der Zwischenkammer unter Wahrung eines gewissen Abstandes ein   Fangtrichter    für das aus dem   Standrohr ausgefallene    Gut angeordnet werden.



     Weiterh, in k. ann    die Einrichtung zur Rückführung des in der   Abscheideranlage    niedergeschlagenen Gutes in das mittlere Drittel des Standrohres geführt sein, dessen Achse im übrigen von der Vertikalen im oberen Bereich in einen Bogen im unteren Bereich des Standrohres über. gehen kann.



     Sohliesslich    kann die, an das Standrohr ange  schlossene und in    bekannter Weise aus mindestens zwei im   Gasverlauf    hintereinandergeschalteten Abscheidern   bestehende Abscheiideranlage    so ausgeführt sein, dass der letzte Abscheider ein Gaszuführrohr mit   Frischguteinlass    und einen   Gutaustrag enthält,    der mit dem Gaszuführrohr des   vorgeordneten Ab-    scheiders verbunden wird.



   Das Verfahren und die zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung edauben zahlreiche   Anwen-      dungen,    wie z. B. trocknen, Befeuchten, Erhitzen, Kühlen und chemisches Verändern aller Art.



   Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen, die als schematisierte Vertikalschnitte in den Fig.   1    bis 4 dargestellt, sind, im folgenden näher, er  läutert.    Fig. 5 zeigt eine Dnaufsicht auf den Apparat nach Fig. 4. Fig. 6 zeigt eine Anordnung für drei Staubabscheider.



   Die Vorrichtung nach Fig.   1    besteht aus dem zylindrischen Standrohr 1 mit, dem Trichter 2, der diffusorartig ausgebil. det ist und. sich von der Düse 3 mit   innener    Auswölbung 4 aus nach oben erstreckt.



  Die Auswölbung geht in einen flachen Ring   5    über, die unter Belassung eines Spaltes 6 von einem zylindrischen   Gefäss    7 umgeben ist. Oberhalb der Scheibe findet sich also ein Ringkanal 8 mit einem Einlass 9 für das Behandlungsgas. Unten verengt sich das Ge  fäss    7   inr ein Gehäuse für    die Austragsschnecke 1. 1.



   Im Deckel 13 des Standrohrs 1 befinden sich eine Offnung 14 für die Zufuhr, von Gut in Richtung 12 und eine Offnung 15   fUr    den Abzug des Gases. Die letztgenannte Öffnung kann zu einem Zyklon 16 geführt werden, der, das Gut in Pfeilrichtung 17 in das Standrohr   1    zurückführt und das gereinigte Gas nach oben abziehen lässt.



   Das Behandlungsgas tritt durch den   Einlass    9 in den Ringkanal 8 ein,. gelangt durch, den Spalt 6 unter den flachen Ring 5 und strömt beschleunigt in Richtung der Pfeile 18 der Düse 3 zu, um dann in Richtung der Pfeile 19 von unten in das Standrohr,   1    einzuströmen. Das durch die Öffnung   14    eingebrachte Staub-0 und/oder Korngut fällt entgegen dem aufwärts strömenden Gas durch das Standrohr 1 hindurch dem Trichter 2 zu, wobei es mehr   ode-n    weni. ger stark ver  zögert    wird, was bis zum Stillstand oder sogar teilweise bis zur Bewegungsumkehr führen kann.

   Bei weiterer Steigerung der   Teilchenkonzentration bilden    sich   Teilchenkollektive,    in denen das Strömungsverhalten des Einzelbeilchens anders ist als das eines Teilchens   ausserhalb    des   Teilchenkollektivs.    Dieses   Teilchenkollektiv    fällt dann in Pfeilrichtung 17'geschlossen durch die Düse 3 hindurch in die Zwischenkammer 10 unterhalb dem flachen Ring   5    ; dies geschieht bei Gasgeschwindigkeiten, die wesentlich grösser als die Schwebegeschwindigkeit sien können.



   Je   grösser    die Gasgeschwindigkeiten im Trichter des Standrohres sind, umso   meurs    kann die   Einrich-    tung mit Gut beladen und die entstehenden Partikelwolken verdichten. Theoretisch genügt es, wenn das Standrohr nur   aus dem Trichterteil bestünde, wobei    sich der Öffnungswinkel des Trichters nach der    Zähigkeit des Behrandlungsgases richtet, um weitge-      hend ablösungsfreie Verzögerung    der Gasgeschwin  digkeit    zu erzielen, während die Höhe des   Standroh-    res durch denjenigen Querschnitt theoretisch. gegeben ist, bei dem sich die Schwebegeschwindigkeit   einstel-    len würde.

   Derartig ausgebildete Standrohre würeen bei der Durchführung bestimmter Prozesse sehr hoch werden ; aus diesem Grunde kürzt man das Verfahren im Standrohr ab und wiederholt es ein oder mehrere Male dadurch, dass man eine bestimmte Menge des Gutes im Kreislauf führt und dadurch eine   beträchtli-    che Verminderung der Bauhöhe des Standrohres erzielt. Als Mittel zur Verwirklichung des Kreislaufes wird, wie schon   beschsieben,    der Staubabscheider, vornehmlich in der bekannten   Zyklonbauart,    verwendet.



   Da es erforderlich ist, die   nachl unten    durch die Düse 3 des Standrohrtrichters ausgefallene und in Fig. 1 mit Pfeil 17'gekennzeichnete Gutwolke durch das entgegenkommende Behandlungsgas 18 nicht   aufreissen    zu lassen, ist nicht nur die unterhalb der Düse angeordnete Zwischenkammer 10   querschnitts-    mässig wesentlich gnösser zu machen als der   Düsen-    querschnitt, sondern man kann zusätzlich auch ein   Fangrohr    23 (Fig. 2) vorsehen, das die ausgefallene Gutwolke aufnimmt und fortleitet, wobei der in Fig. 2 dargestellte   Gutkanal    24 durch eine übliche und ge  gebenenfalls mit    einer Rückstellkraft belastete Klappe 25 verschlossen ist.



   Soll das in dem Standrohr behandelte Gut in einem Drehrohr weiterbehandelt werden, so kann der in Fig. 2 dargestellte   Gutkanal    24 und der   Gaszu-    strömkanal 26 an das   Kopfgehäuse    des Drehrohres angeschlossen werden. Eine wesentlich einfachere, billigere und vor allen Dingen   wenig Bauhöhe erfor-      dernde    Ausbilden kann man dem Standrohr geben, wenn man nach Fig.

   3 sein Trichteritel 27 mit gebogener Achse ausbildet und die Düse 33 sich   unmittel-    bar in das Drehrohr 28 hinein   erstrecken lässt.    Das   Kopfgehäuse    des   Drehrohres    kann dann eingespart und das Drehrohr mit geschlossener Stirnwand ausgebildet werden, die nur eine Zentralöffnung für den Düsenhals besitzt.



   Die zur Erzielung des bereits erwähnten. Kreisprozesses angewendeten Staubabscheider,   vornehm-    lich Zyklone, sind in vielfältiger Weise einsetzbar.



  Die zu Fig.   1    beschriebene Anordnung hat den Nachteil, die vom Zyklon 16 abgeschiedene Rückgutmenge nicht messen zu können, da sie unmittelbar in das   Standrohr, geht.    Man kann daher den Zyklon 29 auch neben dem Standrohr anordnen, wie das aus Fig. 3 zu ersehen ist. Hier wird das Frischgut in Pfeilrichtung 30 dem aus dem Zyklon 29 austretenden Rückgut zugefügt und beide   Gutanteile    zusammen mit der   Einspeiseschnecke    31 in das Standrohr 21, 27 gebracht. Dabei kann eine Förderschnecke zunehmender Steigung verwendet werden. Bei der   ähn-    lichen Zyklonanordnung nach Fig. 2 wird das Frischgut in Pfeilrichtung 32 in das Rohr 35 zwischen Standrohrhaube 22, 20 und Zyklon 34 zugeführt.

   Die Einspeisung des im Zyklon abgeschiedenen Gutes ge  schieht    durch Injektor 36 mit durch das Gebläse 38 aus der Zwischenkammer 10 in Pfeilrichtung   18'ab-    gesaugtem Gas.



   Das Verfahren nach der Erfindung und die zur Durchführung des Verfahrens beschriebenen Vorrichtungen eignen sich besonders für das thermische Vorbereiten von Zementrohgut in   Staubform.    Man braucht jedoch hierbei für die Erzielung einer   ausrei-    ch, enden Kalzinierung lange Behandlungszeiten des Gutes, was sich darin auswirkt, dass die   Rücklauf-    mengen vielfach   grösser    sind als die   Frischgutmen ;    gen. Demzufolge muss das Standrohr mit einer um   fangreicheren Abscheideanlage zusammenaribeiten,    wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Hier wird das Frischgut in Pfeilrichtung 40 der Abgasleitung 41 des ersten Zyklones 42 zugegeben,, der durch das tangential einmündende Rohr 43 seitlich am Haubenteil 44 des Standrohres angeschlossen ist.

   Das aus dem Standrohr mitgenommene Gut wird durch den Einspeiser 45 dem   Standrohr wieder zugeführt.    Das in Pfeilrichtung 40 eingespeiste Gut wird in einem zweiten Zyklon 46 abgeschieden und dem Standrohr in gleicher Weise ebenfalls zugeleitet. Hierbei können die Einspeiser   45 des Primärzyklon, s 42 und    47 des Sekundärzyklons 46 in verschiedenen, Höhen angeordnet sein. Die beschriebene Einrichtung ist in Fig. 4 und 5 als Doppelanordnung dargestellt. Genausogut ist eine Mehrfachanordnung möglich, wobei mehr Zyklone, z. B. drei, wie in Fig. 6 dargestellt, verwendet werden können. Parallelanordnung mehrerer   Zyklonengruppen    ist möglich, z. B. dreifach.



   Bei der Verwendung von drei   Zyklon, en    nach Fig. 6 ist ein Primärzyklon   50    vorgesehen, der die mit dem Abgasstrom 51 mitgenommenen Grobteilchen abscheidet, während der Sekundärzyklon 52 der Feinabscheidung dient. Ein Tertiärzyklon 53 sorgt für Trocknung und Vorwärmung des in Pfeilrichtung 54 zugeführten   Frischgutes.    Das aus ihm abgeschiedene Gut wird in der pneumatischen Förderleitung 55 vor dem   Sekundärzyklon      52    in, die vom Primärzyklon 50 kommende Abgasleitung 56 eingespeist. Das Gas, das das aus dem Tertiärzyklon. 53 abgeschiedene Gut in Leitung 55   fördert, wird dem Standrohr    57   ent-    nommen.



   Die Erfindung ermöglicht den Bau gedrungener Behandlungsanlagen, die sich bei der Herstellung von Zement besonders in einem stark verkürzten Drehofen mit anschliessendem Vorbereiter   erträglicher    Bauhöhe auswirken.



   Die Einrichtung ist sehr einfach zu steuern durch die   durchgesaugte    Gasmenge in Verbindung mit einer weiteren Grosse, zum Beispiel der Abgastemperatur hinter dem letzten Zyklon, wie sie zum Beispiel in der Leitung   48    (Fig. 4) zu messen ist.



   Das Behandlungsgas stammt aus einem Brennofen, der zwangsläufig mit gleichbleibendem Gasdurchsatz betrieben wird, so dass das Gas   zeiteinheit-    lich in etwa gleichbleibender Menge anfällt und die   Behandlun,    des Korn-und/oder Staubgutes mit dem Gas kontinuierlich erfolgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum kontinuierlichen Behandeln von Korn-und/oder Staubgut mit Gas, das von einer Stelle grösster Geschwindigkeit ab mit abnehmen, der Geschwindigkeit aufsteigt, dadurch gekennzeichnet, dass man die abnehmende Geschwindigkeit des aufsteigenden Gases über der während der Behandlung im wesentlichen unveränderten Schwebegeschwindigkeit des Feststoffes hält, dass man, die zeiteinheitlich dem mit abnehmender Geschwindigkeit aufsteigenden Gas zugegebene Feststoffmenge so reichlich bemisst, dass Wolken zunehmender Konzentration der Feststoffsuspension entstehen, die absinken und durch die Stelle grösster Gasgeschwindigkeit hindurchfallen, unterhalb welcher die Geschwindigkeit des zuströmenden Gases wesentlich kleiner ist,

   dass man das Gas oberhalb der Feststoffzugabe nach starker Zunahme der Geschwindigkeit abführt und vom mitgerissenen Feststoffanteil trennt und d dass man diesen dem mit abnehmender Geschwindigkeit aufsteigenden Gas wieder zugibt.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtun, g zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I in Form eines von einem Gaseinlass nach oben diffusorartig erweiterten, ge schlossenen Standrohres, das im oberen Teil einen Gasauslass besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass als in eine Zwischenkammer vielfach grösseren Querschnitts mündende Düse ausgebildet ist, dass der Gasauslass durch ein Abgasrohr mit einer Abscheideranlage verbunden ist, an deren Gut auslass ein in das Standrohr hineinragender Förderer angeschlossen ist, und dass der Frischguteinlass am Standrohr oder am Abgasrohr odes an der Abscheideranlage sitzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen im Abstand unter der Düse (3) in der Zwischenkammer (10) angeordneten Fangtricher. (23), der zu einem Abförderer (24) gehört oder Teil eines solchen ist.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn- zeichnet dadurch, dass der an die Abscheideranlage (34) angeschlossene Förderer (36) im mittleren Drittel des Standrohres mündet.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II mit einer Abscheideranlage aus mehreren im Gasverlauf hin tereinander geschalteten Zyklonen, gekennzeichnet dadurch, dass deren letzter (53) ein Gaszufiihrrohr mit Frischguteinlass (54) und einen Gutaustrag enthält, der mit dem Gaszuführrohlr (56) des vorgeordneten Zyklons (52) verbunden ist.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennr zeichnet dadurch, dass die Achse des Standrohres (27) von der Vertikalen im oberen Bereich in einen Bogen im unteren bereich übergeht.