DD292072A5 - Schachtstufe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schachtstufe fuer Vorwaermer von Zementbrennanlagen nach dem Trockenverfahren. Ziel ist es, den Waermeverbrauch zu senken und die Anlagenleistung zu erhoehen. Aufgabe ist es, eine Schachtstufe mit vergroeszertem Abscheidegebiet und raeumlicher Trennung zur Zone hoher Gasgeschwindigkeit zu schaffen. Die Loesung erfolgt mit dem Einbau von Gasleiteinrichtungen.{Schachtstufe; Zementbrennverfahren; Waermeverbrauch; Anlagenleistung; Abscheidegebiet; Einbauten; Gasleiteinrichtung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schachtstufe für Vorwärmer von Zementanlagen nach" dem Trockenverfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Schachtstufen für Vorwärmer von Zementanlagen bestehen aus einem Auslaufkonus, einer Decke und der als Sperre bezeichneten Verbindung zwischen den Schachtstufen.

Die Abscheide- und thermischen Wirkungsgrade dieser Schachtstufen sind unbefriedigend. Die Ursache dafür liegt in den Strömungsverläufen innerhalb der Schachtstufen. Diese sind gekennzeichnet durch einen durch die Sperre ausgebildeten Gasstrahl hoher Geschwindigkeit, der im wesentlichen die Schachtstufe als Kernströmung kurzschlußartig durchströmt. Um diese kreisförmige Kernströmung liegt ein mit Feststoff hoch beladenes ringförmiges Wirbelgebiet, in dem die Gas-Feststoffvermischung, Wärmeübertragung und Abscheideprozesse ablaufen. Die ungestörte Kernströmung des Gases nimmt an diesen Prozessen nicht teil, trägt aber große Feststoffmengen aus der Schachtstufe aus. Da die radiale Feststoff-Ausdehnung des ringförmigen Wirbelgebietes sehr gering ist, ist auch die Abscheideleistung gering.

Es sind Schachtstufen bekannt, DD FS 237712, DD PS 261640 und DD PS 264937 mit Einbauten in Form von Kegeln und Abscheidekörben über dio Sperre. Das Strömungsbild in derartigen Schachtstufen ändert sich nun dahingehend, daß sich über den Einbauten im Zentrum der Schachtstufe ein kreisförmiges Wirbelgebiet als Abscheidegebiet ausbildet, welches von der zur Schachtwand hin abgelenkten, etwa ringförmigen Gasströmung umfaßt ist.

Die bekannten Schachtstufen haben gemeinsam, daß die Zone hoher Gasgeschwindigkeit und das Abscheidegebiet konzentrisch angeordnet sind. Dem entsprechend bilden sich vorwiegend kleine Feststoffsträhnen aus, die nur in geringem Maße die Sperre überwinden können und in die Gasphase wieder eingemischt werden.

Ziel der Erfindung

Erhöhung der Anlagenleistung und Senkung des Wärmeverbrauches bei Drehofenanlagen mit Schachtvorwärmer.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schachtstufe zu schaffen, in der die Trennung von Abscheidegebiet und Zone höherer Gasgeschwindigkeit verbessert bzw. vollständiger erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indnm in einer an sich bekannten Schachtstufe oberhalb der Sperre eine Gasleiteinrichtung in Form eines schräg verlaufenden Gewölbes mit einer vom Sperrenrand in Richtung Sperrenmitte unter einem Winkel von 45 Grad bis 75 Grad ansteigenden Scheitellinie so angeordnet ist, daß 25% bis 10Ü% der Sperrenfläche überdeckt ist und die Scheitellinie in einem Höhenbereich von 0,6- bis 2mal Sperrendurchmesser über der Sperre verläuft. Durch die erfindungsgemäße Gasleiteinrichtung wird erreicht, daß der Gasstrahl aus der Sperre mit dem Auftreffen auf die Gasleiteinrichtung seine Querschnittsform von rund auf einen breiten Gasfächer von geringer Stärke ändert, dabei abgebremst, einseitig auf die Schachtwand abgelenkt wird, sich in einer Höhe von '/3 bis '/2 der Schachthöhe an die Wand vollständig anlegt und so den Schachtkonturen als Wandströmung folgt.

Wesentlich ist hierbei, daß die Gasbiteinrichtung mittels entsprechend gewähltem Winkel ihrer Scheitellinie auf diesen Bereich der Schachtiiöhe ausgerichtet wird. Die Höhe der Scheitellinie wird dabei so gewählt, daß der lichte Querschnitt zwischen der Gasleiteinrichtung und der Schachtwandung der Sperrenfläche entspricht. Wesentlich ist weiterhin, daß für die vollständige Ablenkung eines senkrecht aus der Sperre austretenden Gasstrahles eine Gasleiteinrichtung mit 100%iger Überdeckung der Sperrenfläche erforderlich ist, während bei einem bereits vorgerichteten Gasstrahl, der z. B. aus einer erfindungsgemäßen Schachtstufe kommt, die Überdeckung auf den Auftreffbereich bzw. Austrittsquerschnitt des Gasstrahles reduziert werden kann. Wesensmerkmal ist weiterhin, daß auf Grund der großen Berührungsfläche der Gasströmung mit der Schachtwand eine Abbremsung und Verwirbelung des Gasfächers eintritt, wodurch seine Feststofftragefähigkeit sinkt und der Abscheideprozeß eingeleitet wird. Durch die Umformung des Gasstrahleszu einem Gasfächer mit anschließender Wandströmung wird im übrigen Raum der Schachtstufe eine sehr große Rezirkulationszone induziert, in der die Gas-Feststoffvermischung, Wärmeübertragung

und Abscheideprozesse ablaufen. Triebkraft der Rezirkulationszone ist der Sog des einseitig abgelenkten Gasstrahles. Dadurch können besonders die Feststoffabscheidevorgänge durch das Formieren großer Strähnen in einem größtmöglichen Abstand vom Gasfächer ablaufen und gleichzeitig hohe Verweilzeiten zum Wärmeaustausch in der Schachtstufe erreicht werden. Wesentlich ist auch, daß die Rezirkulationszone ein zweidimensionales Strömungsfeld aufweist. Die radiale bzw. vertikale Strömungskomponente transportiert den aus dem Gasfächer, der Wandströmung, abgeschiedenen Feststoff zur gegenüberliegenden Schachtwand in die Rezirkulationszone, wodurch dem Wiedereinmischen von bereits abgeschiedenem Feststoff entgegengewirkt wird. Die axiale bzw. horizontale Strömungskomponente wirkt enalog und sammelt darüber hinaus die antransportierten Feststoffmengen und formiert große Materialsträhnen an der Schachtwand. Durch die großräumig ausgebildete axiale bzw. horizontale Strömung in der Rezirkulationszone wird die Matcrialsträhne in ihrer Abwärtsbewegung unterstützt und kann, begünstigt durch ihre Wandlage und Größe, dio Sperre effektiv durchbrechen. Durch die erfindungsgemäße Schachtstufe liegt ein völlig neues Strömungsfeld vor, das durch eine weitgehende räumliche Trennung von Abscheidezone und Gasstrahl gekennzeichnet ist. Dadurch ist eine wesentliche Verbesserung des Abschoideverhaltens, des thermischen Wirkungsgrades und eine Durchsatzerhöhung der Gesamtanlage gegeben. Wesensmerkmal der Erfindung ist weiterhin, daß die Abströmrichtung des Gases aus der Schachtstufe entgegengesetzt der Einströmrichtung ist. Bei mehreren hintereinander geschalteten Schachtstufen sind deshalb die Gasleiteinrichtungen um jeweils 180 Grad gedreht angeordnet, wodurch eine vorteilhafte zickzackförmige Gasströmung erreicht wird. Infolge dessen bildet sich eine analoge Bewegung des Feststoffes mit einer Kreuzströmung von Gas und Feststoff in der Sperre aus. Hierdurch wird ein auf den Spurrenbereich konzentrierter, intensiver Wärmeübergang vom Gas an den Feststoff erreicht.

Ausführungsbeispiel Fig. 1

Fig. 1: zeigt drei hinter einem Drehofen 1 angeordnete Schachtstufen. Die Schachtstufen bestehen aus den Elementen Schachtzylinder 2, Auslaufkonus 3 mit einer runden Sperre 4 und Decke 5, in denen sich die Gasleiteinrichtung 6 oberhalb der Sperre befindet.

Die Anordnung der Gasleiteinrichtung 6 erfolgt achsparallel zum Drehofen 1, um so der vorhandenen Strömungsrichtung des Gases aus dem Drehofen 1 zu folgen. Die Gasleiteinrichtung 6 ist als gemauertes feuerfestes Gewölbe mit steigender Scheitellinie hergestellt. Die Ausführung kann auch durch das Aneinanderreihen mehrerer gerader Gewölbestreifen erfolgen, auch ist es möglich, zwischen diesen Gewölbestreifen kleine, strömungstechnisch unbedeutende, Lücken zu lassen. Die Fig. 1 zeigt außerdem die um 180 Grad gedrehte Anordnung der Gasleiteinrichtung 6, den Verlauf des abgelenkten Gasstrahles 7, die Rezirkuiationszonen 8 und den Weg des Feststoffsiromes 9.

Claims (1)

1. Schachtsiufe, gekennzeichnet dadurch, daß über der Sperre (4) eine Gasleiteinrichtung (6) in Form eines schrägen Gewölbes mit vom Sperrenrand zur Sperrenmitte unter einem Winkel von 45 Grad bis 75 Grad ansteigenden Scheitellinie, die in einem Höhenbereich von 0,6- bis 2mal Sperrendurchmesser verläuft, angeordnet ist, wobei die Gasleiteinrichtung (6) die Sperrenfläche zu 25 bis 100% überdeckt und vorzugsweise aus mehreren geraden Gewölbesegmenten zusammengesetzt ist und daß in mehreren hintereinandergeschalteten Schachtstufen die Gasleiteinrichtungen (6) um jeweils 180 Grad gedreht angeoi Jnet sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung