DD264973A1 - Gegenstrom-schachtvorwaermer fuer feinkoerniges gut - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schachtvorwaermer fuer feinkoerniges Gut fuer die Zementindustrie. Ziel der Erfindung ist es, einen hohen thermischen Wirkungsgrad zu erreichen. Dazu ist es notwendig, einen intensiven Kontakt zwischen Rauchgas und Brenngut bei gleichzeitig geringen Staubkreislaeufen im Schacht zu erreichen. Die Aufgabe wird durch Stroemungsgitter in mehreren Ebenen, die aus streifenfoermigen Bogenelementen bestehen und im Schacht versetzt eingebaut sind, geloest.

Description

Durch das günstige Wirkprinzip der Strömungsgitter werden die hohen Gasgeschwindigkeiten im Schachtvorwärmer herkömmlicher Bauart vermieden, wodurch die Staubkreisläufe innerhalb des Schachtes drastisch reduziert werden. Ein in dieser Hinsicht weiterer Vorteil der Strömungsgitter ist es, daß sie den Abscheideprozeß des aufgewirbelten Staubes wirkungsvoll realisieren, denn die sich hinter den Bogenelementen ausbildenden Wirbelschleppen sind sehr günstige Abscheidegebiete für den Staub. Aber auch die Umlenkungen der Gasströmung beim Passieren der Strömungsglttei tragen zur Brenngutabscheidung bei.

Wesensmerkmal der Erfindung ist auch, daß durch die Wahl der Strömungsgitterart und deren Aufeinanderfolge gezielt strömungstechnische Effekte realisiert werden können. So kann mit einem sternförmigen Strömungsgitter eine wandorientierte Gasströmung erreicht werden. Eine parallele Anordnung kann dagegen zu einer Vergleichmäßigung der Strömung eingesetzt. werden, besonders dann, wenn noch ein paralleles Strömungsgitter um 90° versetzt folgt. Eine weitere Modifizierung des Strömungsfeldes ist durch die Verwendung unterschiedlicher Lücken- und Bogenbrelten gegeben, wodurch z.B. lokal erhöhte oder verringerte Gasgeschwindigkeiten einstellbar sind.

Weiterhin ist von entscheidender Bedeutung, daß der Querschnitt der Bogenelemente rechteckig ist, da dadurch die beabsichtigten strömungstechnischen Effekte erzielt werden. Ebenso verhält es sich mit der bewußten Wahl des Bogenelemente·, weil dadurch die Strömungsgitter nicht nur in einer Ebene wirken, sondern raumliche Effekte möglich werden.

Wesen der Erfindung ist weiterhin, daß die Strömungsgitter zwei funktionell Schwerpunkte erfüllen. Das ist einerseits das zwangsweise Kontaktieren von Gas und Brenngut durch die teilende, umlenkende und verwirbelnde Wirkung der Strtimungsgitter auf die Gas· und Brennguteträhnen zur Sicherung 1er Wärmeübertragung. Die zweite Schwerpunktaufgabe ist die Ges-Brenngut-Trennung, was mittels der Ausbildung großer Wirbelschleppen hinter den Strömungsgittern als günstige Abtcheidegebiete für das Brenngut erreicht wird. Da sich diese Wirbeträume hinter umströmten Körpern nach einer Lingo von 4 bis β mel der Körperbreite wieder schließen, ist damit der Abstand zwischen den einzelnen Strömungsgittern gegeben. Mit der Doppelfunktion der Strömungsgitter ist es gelungen, den bisher Im Gegenstrom-Schachtvorwärmer bestehenden technischen Widerspruch der gleichzeitigen Vermischung und Tiennung von Gas und Brenngut zu lösen. Der Aufbau und die Anordnung der Strömungsgitter im Schacht, die geringen Gasgeschwindigkeiten und die dadurch stark reduzierten Staubkreisläufe verleihen dem erfindungsgemißen Schachtvorwärmer eino erheblich bessere Gegenstromcharakteristik und vor allem eine höhere thermische Effektivität als die bekannten technischen Lösungen. Ein weiterer entscheidender Vorteil der erfindungsgemißen Lösung besteht darin, daß der aus dem Schacht und den gewölbeartigen Strömungsgittern bestehende Schachtvorwärmer einen sehr einfachen konstruktiven Aufbau erhält und die Strömungsgitter dir cn ihren gewölbeartigen Aufbau außerordentlich hohe Standzeiten haben.

AutfOhrungsbelspiel Fi₀.1; Flg.2; Flg.3; Fig.4; Ftg.6

In der Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines streifenförmlgen Bogenelementes 1 dargestellt. Das Bogenelement 1 verlauft von Wand zu Wand des Schachtes ?. und Ist in die feuerfeste Auskleidung 3 des Schachtes 2 eingebunden. In Frage kommende Querschnittsformen des Bogenelementes 1 sind beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten Querschnitte 4, wobei die Breite des Bogenelementes 1 größer sein sollte als die Quersuhnittshöhe. Die Festlegung der Querschnitte 4 der Bogenelemente 11st abhängig von den Prozellparametern im Schachtvorwärmer und den Eigenschaften des Brenngutes. Die Fig. 2 und FiQ 3 zeigen den Aufbau eines Strömungsgitters 6 aus mehreren streifenförmlgen Bogenelementen 1 am Beispiel eines rechteckigen (Fig.2) und eines runden (Flg.3) Schachtes 2.

Hierbei kann zum Beispiel ein sternförmiges Strömungsgitter 6 oder ein paralleles Strömungegitter 6 im rechteckigen oder rurden Schacht 2 verwendet werden. Mehrere Strömungegitter i können In bestimmten Abständen übereinander Im Schacht 2 angeordnet werden. In Fig.4 Ist schematisch ein erfindungsgemäßer Schachtvorwärmer 6 dargestellt, der nach einem Drehrohrofen 7 angeordnet ist und als Systemabschluß die Zyklone 8 besitzt, wobei hier weitere Zyklonstufen folgen können. Im Schachtvorwärmer 6 befinden sich die Strömungsgitter der Ebenen I bis IV 9; 10; 11; 12, durch deren Wirkung dos Brenngut und die Rauchgase aus dem Drehrohrofen zwangsweise zum Wärmeaustausch in Kontakt gebracht werden. Di» Flg. 6 zeigt In einem Schnitt A-A der Fig.4 durch den Schachtvorwärmer β aus Prinzip des „Auf-Lücken-Setzens" der Strömungsgitter der Ebenen I bis IV 9; 10; 11; 12 am Beispiel eines runden Schachtes 2 mit sternförmiger Anordnung. Für den vorzugsweisen Einsatz in der Zementindustrie müssen die Bogenelemente 1 des erfindungsgemäßen Schachtvorwärmors β aus feuerfesten Werkstoffen gefertigt sein. Dieser Forderung wird Rechnung getragen, Indem die Strömungsgitter 6 aus gemauerten, streifenförmlgen Bogenelemer.ten 1 bestehen. Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung werden die strömungstechnische Notwendigkeit und die hohe statische Stabilität elnar GewOlbekonstruktlon in den streifenförmlgen Bogenelementen 11n Einklang gebracht. Dadurch, daß die Bogenelemente 1 nach bekannten Methoden einfach gemauert werden können, sind die Strömungsgitter 5 konstruktiv >ind fertigungsmäßig sehr einfach.

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Claims (1)

1. Gegenstrom-Schachtvorwärmer für feinkörniges Gut, insbesondere für die Zementindustrie, gekennzeichnet dadurch, daß in einem senkrecht stehenden Schacht (2) streifenförmigo Bogenelemente (1) mit rechteckigem Querschnitt (4) angeordnet sind, dergestalt, daß in einer Ebene zwei oder mehr Bogenelemente (1) in paralleler, sich überkreuzender oder ähnlicher Anordnung ein Strömungsgitter (5) bilden und mehrere Strömungsgitter (5) in Abständen vom 4· bis 6fachen der Breite „b" der Bogenelemente (1) übereinander und gegeneinander, auf Lücke versetzt, im Schacht (2) angeordnet sind.

   Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen Gegenstrom-Schachtvorwärmer zur thormischen Vorbehandlung von Zementrohmehl.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Die bekannten, nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden. Schachtvorwärmer der Zementindustrie sind dadurch gekennzeichnet, daß zur Intensivierung der Wärmeübertragung zwischen dem sich von oben nach unten bewegenden Brenngut und den entgegengesetzt strömenden heißen Rauchgasen Zonen hoher Geschwindigkeiten geschaffen werden, um eine möglichst vollständige üurchmischung beider Medien miteinander in Form von Flugsteubwolken sicherzustellen. Apparativ wird dazu der Schachtvorwärmer an mehreren Stellen im Querschnitt eingezogen, wodurch der Schachtvorwärmer in mehrere Stufen unterteilt wird und die Querschnitteverengungen, die sogenannten Sperren, den intensiven Kontakt von Rauchgas und Brenngut realisieren sollen. Die Gasgecchwindigkeitnn in den gewöhnlich kreisrunden Spe^rren sind etwa viermal höher als in den übrigen Bereichen der Stufen, in denen die Wärmeübertragung und die Abscheidung des Brenngutes aus der Flugstaubwolke erfolgen.

   Diese bisher gewählte Konzeption, die Wärmeübertragung zwischen Rauchgas und Brenngut in Flugstaubwolken ablaufen zu lassen, die durch lokal begrenzte hohe Gasgeschwindigkeiten erzeugt werden und die dazu vorgeschlagenen apparativen Lösungen haben einige entscheidende Nachteile.

   So werden große Teile des abgeschiedenen Brenngutes beim Passieren der Sperren durch die hohen Gasgeschwindigkeiten wieder aufgewirbelt und in die Stufen zurückgetragen. Die innerhalb der Stufen sich ausbildenden Strömungsprofile bieten keine günstigen Voraussetzungen für eine gute Rauchgas-Brenngut-Trennung, so daß sehr große Brenngutmengen innerhalb einer Stufe nicht abgeschledon werden können und in die nächst höhere Stufe eingetragen werden. Die sich ausbildenden starken Staubkreisläufe innerhalb jeder Stufe und zwischen den Stufen liquidieren das angestrebte Gegenstromprinzip weitgehend. Aufgrund der mittigen bis nur leicht versetzten Position der Sperren relativ zur Stufenachse ist die Auflösung der in die Stufen eintretenden Gasttrömungen und deren Durchmischung mit dem Brenngut nicht so gut wie beabsichtigt, so daß große Rauchgasmengen nicht mit dem Brenngut in Kontakt kommen und ohne Wärmeabgabe die Stufen durchströmen. Die bekannten technischen Lösungen für Schachtvorwärmer der Zementindustrie realisieren das Gegenstromprinzip nur ungenügend, worin ihre geringe thermische Effektivität begründet ist.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, einen Gegenstrom-Schachtvorwärmer für die Zementindustrie zu entwickeln, der einen hohen thermischen Wirkungsgrad erreicht.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt din Aufgabe zugrunde, einen Gegenstrom-Schachtvorwärmer für die Zemontindustrie zu schaffen, bei dem zwischen Rauchgas und Brenngut ein intensiver Kontakt zur Wärmeübertragung erfolgt und der nur geringe Otaubkreisläufe aufweist.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in einem senkrecht stehenden Schacht strelfenförmige, im Querschnitt rechteckige, Bogenelemente angeordnet werden. Die Anordnung dieser Bogenelomonte erfolgt so, daß zwei o«.'.er mehrere Bogenelemente ein Strömungsgitter bilden, indem dia Bogenelemente in bestimmten Abständen parallel verlaufen oder sich überkreuzen und dabei im wesentlichen in einer Ebene liegen. Im Schacht werden mehrere solcher Strömungsgitter In Abständen übereinander so angeordnet, daß sich die Bogenelemente Im nächst höheren Strömungsgitter über den gasdurchströmten freien Flächen des unteren Strömungsgitters befinden.

   Das Prinzip des Auf-Lücke-Setzens von StrömungsglttP' zu Strömungsgitter bewirkt ein ständiges Teilen und Umlenken aller Gas- und Iwatarialsträhnen, wodurch deren intensiver Kontext zur Wärmeübertragung zwangsweise garantiert Ist. Der von unten In den Schacht eintretande Gasstrom wird durch die Strömungsgitter ständig getollt, umgelenkt und verwirbelt. Ebenso wird der von oben herabrieselnde Bronngutstrom ständig an den Strömungsgittern über den Schachtquerschnitt verteilt und von den einzelnen Gasströmungen durchströmt und verwirbelt. Auf diese Weise wird auch vermieden, daß größere Rauchgasmengen den Schacht durchströmen können, ohne am Wärmeaustausch teilzunehmen. Brenngutseitig wird erreicht, daß sich keine größeren, kompakten Brenngut-Material-Strähnen bilden, die uurchschleßen und nur schlecht erwärmt werden können.