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.Due to the favorable mode of action of the flow grid, the high gas velocities are avoided in Schachtvorwärmer conventional design, whereby the dust cycles are drastically reduced within the shaft. A further advantage of the flow grids in this respect is that they effectively realize the separation process of the fluidized dust, because the wake vortices forming behind the arch elements are very favorable separation regions for the dust. But also the deflections of the gas flow when passing through the Strömungsglttei contribute to Brenngutabscheidung.
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.Essential feature of the invention is also that targeted fluidic effects can be realized by the choice of Strömungsgitterart and their succession. Thus, a wall-shaped gas flow can be achieved with a star-shaped flow grid. A parallel arrangement, however, can be used to equalize the flow. be, especially when still a parallel flow grid offset by 90 ° follows. Further modification of the flow field is provided by the use of different gap and arc bars, e.g. locally increased or decreased gas velocities are adjustable.
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.Furthermore, it is of crucial importance that the cross-section of the arch elements is rectangular, as this the intended fluidic effects are achieved. The same applies to the deliberate choice of the arched elements, as this not only causes the flow grids to act in one plane, but spatial effects are also possible.
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.Essence of the invention is further that the flow grids meet two functional priorities. On the one hand, this is the forcible contacting of gas and firing material by the dividing, deflecting and swirling action of the streamer on the gas and fuel taps for securing heat transfer. The second main task is the Ges-Brenngut-separation, which is achieved by means of the formation of large wake vortices behind the flow grids as favorable Abtiereidegebiete for the kiln. Since these Wirbeträume close behind bodies around after a lingo of 4 to β mel the body width again, so that the distance between the individual flow grids is given. With the dual function of the flow grids, it has been possible to solve the technical contradiction of the simultaneous mixing and deaeration of gas and firing material that was previously present in the countercurrent shaft preheater. The structure and arrangement of the flow grid in the shaft, the low gas velocities and the greatly reduced dust cycles give the shaft preheater according to the invention a considerably better countercurrent characteristic and above all a higher thermal efficiency than the known technical solutions. Another decisive advantage of the solution according to the invention is that the shaft preheater, which consists of the shaft and the vault-like flow grids, has a very simple structural design and the flow grids cn have their arch-like construction extremely long service life.
AutfOhrungsbelspielAutfOhrungsbelspiel
Fi0.1; Flg.2; Flg.3; Fig.4; Ftg.6Fi 0 .1; Flg.2; Flg.3; Figure 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.In Fig. 1 the basic structure of a strip-shaped sheet element 1 is shown. The arch element 1 runs from wall to wall of the shaft . and Is incorporated into the refractory lining 3 of the shaft 2. Candidate cross-sectional shapes of the arch element 1 are, for example, the cross-sections 4 shown in FIG. 1, wherein the width of the arch element 1 should be greater than the transverse superconducting height. The definition of the cross sections 4 of the arch elements 11st depending on the process parameters in the shaft preheater and the properties of the fuel. FIGS. 2 and 3 show the construction of a flow grid 6 made up of a plurality of strip-shaped sheet elements 1 using the example of a rectangular (FIG. 2) and a round (FLG.3) shaft 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.In this case, for example, a star-shaped flow grid 6 or a parallel flow grid 6 in the rectangular or rurden shaft 2 can be used. Several flow grids i can be arranged one above the other in the shaft 2 at certain intervals. FIG. 4 schematically shows a shaft preheater 6 according to the invention, which is arranged after a rotary kiln 7 and has the cyclones 8 as a system closure, it being possible for further cyclone stages to follow here. In Schachtvorwärmer 6 are the flow grid of the levels I to IV 9; 10; 11; 12, by the action of the kiln and the flue gases from the rotary kiln are forcibly brought into contact for heat exchange. Di »Flg. 6 shows, in a section AA of FIG. 4, the shaft preheater β on the principle of "gap-setting" the flow grids of the planes I to IV 9, 10, 11, 12 using the example of a round shaft 2 with a star-shaped arrangement Preferably, in the cement industry, the sheet elements 1 of the shaft preheater β according to the invention must be made of refractory materials.This requirement is taken into account in that the flow grids 6 consist of masonry, strip-shaped sheet separators 1. With this solution according to the invention, the aerodynamic necessity and the high flow rate Static stability in the strip-shaped sheet elements 11n brought in. Due to the fact that the sheet elements 1 can be simply bricked by known methods, the flow grids 5 are structurally very easy to manufacture.
• *r —ι• * r -ι