DE102016102957A1

DE102016102957A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Rostwagen eines Wanderrostes zur thermischen Behandlung von Schüttgütern

Info

Publication number: DE102016102957A1
Application number: DE102016102957.2A
Authority: DE
Inventors: Georg Strüber; Markus Schuster; Siegfried Schimo; Roberto Valery; Stephanie Winkler; Suvi Rannantie; Matthias Bergmann; Karl-Heinz Hofmann; Katharina Kremmer; Vincent Siauw; Basavan Salagundi; Michael Ströder; Roger Becker
Original assignee: Outotec Finland Oy
Current assignee: Outotec Finland Oy
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-08-24
Also published as: EP3417080A1; US10234205B2; US20180372410A1; EP3417080B1; BR112018016513A8; PL3417080T3; WO2017140861A1; CA3014384A1; ES2775453T3; CN108713062B; BR112018016513A2; CN108713062A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschickung von Rostwagen eines Wanderrostes zur thermischen Behandlung von Schüttgut, In einem ersten Schritt wird eine erste Schicht als Rostbelag auf einer Rostfläche des Rostwagens aufgebracht. In wenigstens einem zweiten Schritt wird gleichzeitig oder nacheinander geschaltet eine zweite Schicht als Seitenbelag an zwei sich gegenüber liegenden Seitenwänden des Rostwagens und eine dritten Schicht als Grünpelletschicht zwischen den Seitenbelägen und auf dem Rostbelag aufgebracht. Dabei unterscheiden sich die für Rost- und Seitenbelag verwendeten Pellets hinsichtlich ihrer Durchmesser und der Größenverteilung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschickung von Rostwagen eines Wanderrostes zur thermischen Behandlung von Schüttgütern, umfassend in einem ersten Schritt eine Aufbringung einer ersten Schicht als Rostbelag auf einer durch Querträger und auf diesen angeordneten Roststäben gebildete Rostfläche der Rostwagen und in wenigstens einem zweiten Schritt die gleichzeitige oder nacheinander geschaltete Beschickung mit einer zweiten Schicht als Seitenbelag an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden der Rostwagen und mit einer dritten Schicht als Grünpelletschicht zwischen den Seitenbelägen und auf dem Rostbelag. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
In Pelletier- oder Sinteranlagen wird das zu behandelnde Schüttgut, beispielsweise Eisenerz, Eisenoxide, Eisenhydroxide oder auch Zink- oder Blei- oder Manganerz, auf Rostwagen aufgebracht. Diese Rostwagen bestehen aus einem mit Rädern ausgestattetem Rahmen und auf Querträgern angeordneten Roststäben. Eine Vielzahl solcher Rostwagen bildet eine endlose Rostwagenkette, die auch als Wanderrost bezeichnet wird.
In 1 ist beispielhaft eine Pelletieranlage 1 zur Härtung von Eisenerzpellets dargestellt, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt. Das Schüttgut wird in einer Beschickungszone auf Rostwagen 3 aufgegeben, die eine als Wanderrost 4 bezeichnete endlose Rostwagenkette bilden. Unter der Haube 2 durchläuft das auf den Rostwagen 3 transportierte Schüttgut eine Mehrzahl thermischer Behandlungsstationen. Im Einzelnen handelt es sich bei den Stationen um

1. die Beschickungszone,
2. die erste Trocknungszone,
3. die zweite Trocknungszone,
4. die Vorbrennzone,
5. die Brennzone,
6. die Nachbrennzone,
7. die Kühlzone und
8. die Austrittszone.

In diesen werden die Rostwagen mit dem Material beschickt, das Schüttgut wird getrocknet, vorgewärmt, befeuert und anschließend wieder gekühlt. Der Wanderrost wird an den Behandlungsstationen unter der Haube 2 auf einem Obertrum 5 eines Stetigförderers 6 geführt, wobei die Laufrollen 7 der Rostwagen 3 zwischen einer inneren Schienenführung 8 und einer äußeren Schienenführung 9 geführt werden. Der Antrieb des Wanderrostes 4 erfolgt über ein Antriebs- oder Hubrad (10), welches als Zahnrad ausgebildet ist und mit seinen Zahnlücken (Aussparungen 11) an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 angreift.
Nach Durchlaufen der Haube 2 erreichen die Rostwagen 3 des Wanderrostes 4 eine Austrittszone, die einem Senk- oder Abtriebsrad 13 des Stetigförders 6 zugeordnet ist. An dem Senkrad 13 greifen wie bei dem Hubrad 10 Zahnlücken 14 des Abtriebszahnrades an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 an. Die Rostwagen 3 werden gekippt, sodass ihre Beladung durch die Schwerkraft abgeworfen wird. Da die Rostwagen 3 durch die äußere Schienenführung 9 geführt werden, fallen sie selbst nicht herab, sondern werden in einem Untertrum 15 des Stetigförderers 6 auf dem Kopf stehend zu dem Hubrad 10 zurückgeführt.
Im normalen Betrieb läuft der Wanderrost 4 endlos auf dem Stetigförderer 6 um und transportiert das zu behandelnde Schüttgut durch die Behandlungsstationen unter der Haube 2, bevor es an der Abwurfstation abgeworfen und in hier nicht mehr bezeichneter Weise weiter verarbeitet wird.
Um das thermisch zu behandelnde Material zuverlässig im Abwurfbereich aus dem Rostwagen entfernen zu können, wird angestrebt, dass das zu behandelnde Material keine direkte Kontaktstelle mit dem Rostwagen aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Kontakt zwischen Grünpellets und Rostwagen bzw. Seitenwand des Rostwagens vermieden wird.
Gleichzeitig werden Roststäbe und Seitenwände aber auch vor hohen Temperaturen geschützt. Da die Grünpellets sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden müssen, um eine gute Produktqualität zu erreichen, wird im Bereich der Roststäbe und Seitenwände ein anderes Material verwendet, so dass hier die Temperaturen etwas niedriger sein können. Dazu wird zum einen ein sogenannter Rostbelag auf die beschriebene Rostfläche des Rostwagens aufgebracht, der aus schon gebrannten Pellets besteht, die daher weniger anhaften und zudem nicht mehr bestimmten Mindesttemperaturen unterworfen werden müssen.
Weiterhin weist der Rostwagen üblicherweise zwei Seitenwände auf, die parallel zur Bewegungsrichtung des Wanderrostes ausgehend von der Rostfläche ausgebildet sind. Typische Winkel dieser Seitenwände zu der Rostfläche liegen zwischen 90 und 120 Grad. Nachdem der Rostbelag aufgebracht wurde, werden die Seitenwände durch Aufbringen eines sogenannten Seitenbelags, also einer Schüttung aus gebrannten Pellets entlang der Seitenwände, ebenfalls geschützt.
Anschließend wird zwischen diesem sogenannten Seitenbelag und auf den Rostbelag die sogenannte Grünpelletbeschickung aufgebracht, also die Beschickung mit demjenigen Material, das der thermischen Behandlung unterworfen werden soll. Für den Rostbelag und den Seitenbelag wird üblicherweise Material verwendet, was bereits die thermische Behandlung durchlaufen hat, also sogenannte gebrannte Pellets. Dies hat den Vorteil, dass beim Entleeren der Rostwagen ein homogenes Produkt im Rostwagen enthalten ist, die schon gebrannten Pellets im weiteren Durchlaufen der thermischen Behandlung nicht weiter reagieren und als ehemaliges Produkt der thermischen Behandlung gleiche stoffliche Eigenschaften mitbringen wie das thermisch behandelte Material. Ein weiteres Abtrennen von Fremdmaterial ist somit nicht erforderlich.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine solche Beschickung unterschiedlichen Anforderungen genügen muss. Der Rostbelag muss so ausgestaltet werden, dass er eine möglichst gleichmäßige und wenig gehemmte Durchströmung des Grünpelletbelags ermöglicht und sicher verhindert, dass es an einzelnen Stellen nicht dazu kommt, dass von oben nach unten oder von unten nach oben durchströmendes Gas die Grünpellets nicht erreicht oder aber sich Gaskanäle bilden. Der Seitenbelag hingegen soll die Seitenwand möglichst gut von der Grünpelletschicht abdichten, im Idealfall also gar nicht oder fast nicht durchströmt werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde zu gewährleisten, dass eine homogene Durchströmung der Grünpelletschicht bei gleichzeitigem Schutz der Seitenwände des Rostwagens erreicht wird. Dazu besteht der Rostbelag aus gebrannten Pellets mit einem mittleren Durchmesser zwischen 10 und 20 Millimeter, wobei wenigstens 85 Gew.-% der Pellets einen Durchmesser im Bereich zwischen 10 und 20 Millimeter aufweisen, sodass insgesamt die Verteilung der Pelletdurchmesser des Rostbelags möglichst homogen ist. Dadurch wird ein geringer Druckverlust des Rostbelags bei Durchströmung erreicht, was sich günstig auf den Strombedarf des entsprechenden Gebläses auswirkt.
Anders als im Stand der Technik wird der Seitenbelag nun nicht aus dem gleichen Material gebildet, sondern besteht aus mehreren Materialien. Zum einen kann er zwischen 0 und 100 Gew.-% Pelletbruch enthalten, dies bedeutet, dass die durch die thermische und/oder mechanische Behandlung zerbrochenen Pellets nicht wie bisher aus dem System ausgeschleust werden, sondern zur Formung des Seitenbelags wieder verwendet werden. Die Größe solcher Pelletbruchpartikel liegt zwischen 10µm und 8 Millimeter. Weiterhin kann der Seitenbelag zusätzlich oder ausschließlich aus einer Mischung von zwei Fraktionen A und B aus gebrannten Pellets bestehen, wobei die Pellets der Fraktion A einen mittleren Durchmesser zwischen 5 und 13 Millimetern ausweisen und wobei der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% des Materials der Fraktion A im Bereich zwischen 5 und 13 Millimetern liegt. Weiterhin kann der Seitenbelag Pellets der Fraktion B enthalten, welche einen mittleren Durchmesser größer 14 Millimetern, bevorzugt in einem Bereich zwischen 14 und 20 Millimetern, aufweisen und wobei der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% des Materials der Fraktion B größer als 14 Millimetern ist.
Der Seitenbelag soll zu 0 bis 100 Gew.-% aus der Fraktion A bestehen. Dies bedeutet, dass der Seitenbelag bereits zu 100 Gew.-% aus sehr kleinen Pellets bestehen kann, was den Vorteil bringt, dass hier eine geringe Permeabilität erreicht werden kann.
Weiterhin kann es sich um eine Mischung aus Material der Fraktion A und Pelletbruch handeln, wobei dann der Pelletbruch aufgrund seiner oft noch kleineren Partikelgrößen Zwischenräume zwischen den Pellets der Fraktion A schließen kann. Ebenfalls möglich ist, für den Seitenbelag eine Mischung aus Material der Fraktion B und Pelletbruch zu wählen.
Außerdem kann der Seitenbelag auch aus einer Mischung der Fraktion A mit der Fraktion B bestehen. Dies bietet den Vorteil, dass die Pellets der Fraktion A sich gezielt in Zwischenräume der Fraktion B setzen können, wodurch ebenfalls eine sehr große Schüttdichte und somit eine geringe Permeabilität erreicht wird, ohne dass Feinstaub und andere im Partikelbruch enthaltene Kleinteile im Prozess rezirkuliert und damit zumindest teilweise auch akkumuliert werden.
Schließlich besteht die Möglichkeit, dass der Seitenbelag eine Mischung aus Pelletbruch und den Fraktionen A und B ist, wodurch eine maximale Schüttdichte und eine minimale Permeabilität erreicht werden.
Allen Maßnahmen ist gemeinsam, dass so die Permeabilität des Seitenbelags herabgesetzt wird.
Die aufgebrachte Grünpelletschicht, also diejenigen Pellets, die noch keine thermische Behandlung erfahren haben, wird so aufgebracht, dass die ungebrannten Pellets einen mittleren Durchmesser haben, der wenigsten 2 Millimeter größer ist als der mittlere Durchmesser der Fraktion A. Somit unterscheidet sich die Grünpelletschicht deutlich von der Seitenbelagsschicht. Damit wird das Ziel der Erfindung erreicht, dass nämlich die Permeabilität des Seitenbelags kleiner ist als die Permeabilität der Grünpelletschicht.
Im Ergebnis wird so im Rostbelag eine hochpermeable Schicht erzeugt, während der Seitenbelag eine möglichst geringe Permeabilität aufweist und somit geringer oder praktisch nicht mehr von Gas durchströmt wird. Damit werden die Seitenwände der Rostwagen vor sehr hohen Temperaturen geschützt, die die Lebensdauer der Seitenwände verkürzen würden.
Bevorzugt enthält der Seitenbelag zwischen 20 und 90 Gew.-% der Fraktion A, da so die Permeabilität optimiert werden kann.
In einer begünstigten Ausführungsform der Erfindung wird während und/oder nach der Beschickung mit dem Seitenbelag dieser in Vibration versetzt.
Dies kann durch Vibrieren der an den Seitenbelag angrenzenden Seitenwände des Rostwagens und/oder eines Trennbleches zwischen Seitenbelag und Grünpelletschicht erreicht werden. Es ist zudem möglich, auf oder in den Seitenbelag wenigstens eine Vorrichtung einzubringen beziehungsweise aufzulegen, die dann ebenfalls vibriert. Dies könnten Stäbe oder auch ein Stempel sein. Dadurch wird der Seitenbelag zusätzlich verdichtet und seine Permeabilität abgesenkt.
Das Ziel der Erfindung, nämlich im Seitenbelag eine geringere Permeabilität einzustellen als in der Grünpelletschicht, kann natürlich auch erreicht werden, wenn nur die Vibration des Seitenbelags eingesetzt wird, der Seitenbelag aber aus demselben Material besteht wie der Rostbelag oder sogar aus Material derselben Durchmesserverteilung wie die Grünpelletschicht.
Besonders gut läuft die Verdichtung des Seitenbelags ab, wenn die Vibration die Eigenfrequenz der Seitenwände hat. Dies kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass es sich bei der Vibration um eine Drehschwingung um die Verschraubung der Seitenwand mit dem Rahmen des Rostwagens handelt. Gleichzeitig kann so ein Verdichten der Grünpelletschicht verhindert werden, weil die Intensität der Vibration aufgrund von Reibung mit zunehmender Eindringtiefe der Vibrationsschwingung abnimmt.
Durch die Vibration kommt es zu einer zusätzlichen Verdichtung des Seitenbelags und somit speziell im Bereich des Seitenbelags zu einem Absacken des Füllstandniveaus in dem Rostwagen.
Wird im Bereich der Befüllung eine Trennwand zwischen Seitenbelag und Grünpelletschicht eingebracht, sackt das Material auch nach dem Passieren dieses Trennbleches ab. Um überall im Rostwagen das gleiche Füllstandsniveau sicherzustellen, empfiehlt es sich, abgesackte Bereiche der Schüttungsoberfläche mit Seitenbelagsmaterial, Pelletbruch und/oder Pellets der Fraktion A und/oder der Fraktion B auf das Niveau der Oberkante der Seitenwände aufzufüllen.
Der Rostbelag weist vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 3 und 10 cm, bevorzugt 7 +/– 2,0 cm auf. Damit sind so viele Pellets übereinander gelagert, dass sichergestellt werden kann, dass sich eine homogene Strömung über die gesamte Rostfläche ausbildet und gleichzeitig ist die Höhe des Rostbelages dahingehend minimiert, dass nicht unnötig das für die Grünpellets zur Verfügung stehende Volumen reduziert wird. Zusätzlich hat sich diese Dicke als ausreichend erwiesen, um zu hohe Temperaturen von den Roststäben fernzuhalten. Der Wanderrost wird dabei so schnell gefahren, dass der untere Bereich des Rostbelags gerade nicht mehr der vollen Brenntemperatur der Grünpellets ausgesetzt ist. Andererseits ist die Dicke des Rostbelags so zu wählen, dass dennoch die untersten Grünpellets der notwendigen Brenntemperatur ausgesetzt sind, so dass sie hinreichende Qualität erreichen.
Bevorzugt ist zudem eine mittlere Schichtdicke eines Seitenbelages zwischen 5 und 15 cm, bevorzugt 7 bis 11 cm, wobei die Schichtdicke des Seitenbelages im Verlauf der Höhe ausgehend von der Rostfläche durchaus variieren kann und deshalb von der gemittelten Schichtdicke gesprochen werden soll. Diese Schichtdicke ist ausreichend, um die Seitenwände zuverlässig vor sehr hohen Temperaturen zu schützen, ohne dass es zu einem unnötigen Volumenverlust im Bereich der Grünpelletschicht kommt.
Weiterhin hat es sich als günstig herausgestellt, die Pellets für Rostbelag und Seitenbelag aus dem Gesamtinhalt des Rostwagens nach dem Härten der Eisenerzpellets zu entnehmen und direkt zur Beschickung zurückzuführen. So kann auch bei längerfristigen Schwankungen im Ausgangsmaterial sichergestellt werden, dass der gesamte Inhalt des Rostwagens immer die gleiche Zusammensetzung aufweist. Außerdem kann so im günstigsten Fall vollkommen auf eine Lagerhaltung, zumindest aber teilweise auf eine Lagerhaltung des Rost- und Seitenbelages, verzichtet werden.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Anlage zur Beschickung von Rostwagen eines Wanderrostes für die thermische Behandlung von Schüttgut, wobei diese Anlage in einer Beschickungszone wenigstens eine Schurre zur Aufbringung einer ersten Schicht als Rostbelag auf einer Rostfläche der Rostwagen und wenigstens eine zweite Schurre zur Beschickung mit wenigstens einer zweiten Schicht als Seitenbelag an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden der Rostwagen aufweist. Üblicherweise kommen hier eine zweite und eine dritte Schurre zum Einsatz, die jeweils einen Seitenbelag beschicken. Weiterhin umfasst die Anlage eine Beschickungsvorrichtung zum Eintrag einer dritten Schicht als Grünpelletschicht zwischen den Seitenbelägen und auf dem Rostbelag. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Vorrichtung um einen Rollenrost, um die Grünpellets möglichst schonend zu transportieren und so Bruch zu minimieren.
Erfindungsgemäß umfasst die Anlage weiterhin zwei separate Förderbänder, wobei ein Förderband die Schurre zur Aufbringung des Rostbelages speist und das andere die wenigstens zweite, bevorzugt die zweite und dritte Schurre zur Beschickung mit dem Seitenbelag speist und wobei die beiden Förderbänder Pellets mit sich unterscheidenden mittleren Durchmessern oder Durchmesserverteilungen transportieren.
Vorzugsweise weist eine solche Anlage innerhalb der Beschickungszone wenigstens teilweise ein Trennblech auf, welches parallel zur Bewegungsrichtung des Wanderrostes orientiert ist und in einem Winkel angeordnet ist, der zwischen dem Winkel der jeweiligen Seitenwand und 90 Grad zur Rostfläche ausgerichtet ist. Im laufenden Betrieb des Wanderrostes ragt es wenigstens teilweise in den Rostwagen hinein.
Bevorzugt ist dabei entweder eine Ausrichtung im gleichen Winkel wie die jeweilige Seitenwand, da so der Seitenbelag an jeder Position die gleiche Dicke aufweist. Bevorzugt ist weiterhin jedoch auch eine Ausrichtung zwischen 85 und 90 Grad zur Rostfläche, insbesondere, wenn der Winkel der zwei Seitenwände kleiner als 90° ist. Dies hat den Vorteil, dass sich die Dicke des Seitenbelages mit zunehmender Schütthöhe vergrößert. Dadurch kann zum einen vermieden werden, dass die Grünpelletschicht eine solche Aufweitung erfährt und somit die Strömung über die gesamte Grünpelletschicht in ihrer vollen Schütthöhe inhomogener wird. Zum anderen können durch die aufgeweitete Seitenbelagsdicke Verluste in der Schütthöhe durch das Verdichten mittels von Vibration und/oder durch das Entfernen des Trennbleches zumindest teilweise kompensiert werden.
Weiterhin hat es sich als günstig herausgestellt, wenn das Trennblech so ausgerichtet ist, dass es im laufenden Betrieb derart in den Rostwagen hineinragt, dass es genau auf Höhe der Oberfläche des Rostbelages endet. Dadurch dringt es nicht in den Rostbelag ein und ändert hier die lokale Schüttung, zum anderen wird jedoch der Seitenbelag vollständig von der Grünpelletschicht abgetrennt und es kommt nicht zu einem Verlaufen von Material für den Seitenbelag in den Bereich der Grünpelletschicht oder umgekehrt.
Weiterhin ist es günstig, wenn das Trennblech an der wenigstens einen zweiten Schurre, vorzugsweise der zweiten und dritten Schurre zur Beschickung mit dem Seitenbelag befestigt ist, da so das Trennblech genau in der Beschickungsposition mit dem Seitenbelag vorgesehen ist, ohne dass weitere Befestigungsvorrichtungen notwendig sind.
In einer Weitergestaltung der Erfindung ist zudem eine Vorrichtung zur Vibration der an den Seitenbelag angrenzenden Seitenwände und/oder des Trennblechs zwischen Seitenbelag und Grünpelletschicht und/oder wenigstens eine Vorrichtung, die in den Seitenbelag auf- und/oder eingebracht wird, vorgesehen. Dadurch kann der Seitenbelag vibriert werden, ohne dass es zu einer Verdichtung der Grünpelletschicht kommt, was wiederum nachteilig wäre, da hier dann kein ungestörter Gasfluss mehr möglich ist. In einer besonders bevorzugten Variante ist diese Vibrationsvorrichtung so ausgestaltet, dass sie beispielsweise bei der Seitenwand die Vibration im Bereich der Eigenfrequenz der Seitenwand überträgt. Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Leistung des Vibrationsantriebs niedriger gewählt werden kann als bei Vibration mit einer anderen Frequenz. In jedem Fall muss die Leistung so begrenzt werden, dass nur der Seitenbelag, nicht aber die Grünpellets verdichtet werden.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Anlage, bei der die wenigstens zweite Schurre, bevorzugt die zweite und dritte Schurre, die den Seitenbelag einbringt, so ausgestaltet ist, dass sie auch an einer Position befüllt, an der die Rostwagen im Betrieb des Wanderrostes bereits das Trennblech und/oder die Vorrichtung zur Vibration mit dem Seitenbelag passiert haben. Dies ist beispielsweise durch eine Erweiterung des Öffnungsbereiches der Schurre in der Bewegungsrichtung des Wanderrostes möglich. Dadurch ist keine separate Beschickungsvorrichtung zum Ausgleich von abgesackten Bereichen der Schüttungsoberfläche nach dem Passieren des Trennblechs und/oder nach der Vibration erforderlich.
Schließlich umfasst die Erfindung gezielt auch ein Förderband zum ausschließlichen Transport des Materials zur Beschickung eines Rostwagens mit einem Rostbelag, wobei dieser Rostbelag als erste Schicht auf die Rostfläche wenigstens eines Rostwagens aufgebracht wird und ein zweites Förderband zur Beschickung wenigstens eines Rostwagens mit einem Seitenbelag an zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden des wenigstens einen Rostwagens.
Zusammenfassend liegt der Erfindung die Idee zugrunde, dass durch die höhere Permeabilität des Rostbelages der Druckverlust im Rostbelag sinkt, wodurch die elektrische Leistung der verwendeten Gebläse zur Durchströmung von Rostbelag und Grünpelletschicht abgesenkt werden kann.
Durch die geringere Permeabilität des Seitenbelages werden unerwünschte Gasströme (Bypass-Effekte) durch den Seitenbelag deutlich reduziert, wodurch geringere Temperaturen an den Seitenwänden entstehen. Dadurch wird die Temperaturbelastung für die Seitenwände abgesenkt. Im besten Falle kann auch erreicht werden, dass die Dicke des Seitenbelages, die typischerweise zwischen 70 und 80 Millimetern liegt, reduziert werden kann, wodurch eine höhere Beladekapazität für die Grünpelletschicht und somit eine gesamte Effizienzsteigerung des Verfahrens und eine Kapazitätssteigerung der zugehörigen Anlage möglich ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Gasstrom, der durch den Seitenbelag fließt, signifikant reduziert wird, sodass das Prozessgas stärker durch das Grünpelletbett gezwungen wird. Da der Gasfluss durch den Seitenbelag nur zu einer unnötigen thermische Belastung der Seitenwände führt, kann durch eine Reduzierung dieses Gasflusses auf der gesamten Länge des Obertrums des Wanderrostes die Kapazität der Anlage erhöht werden. Erste Simulationen zeigen auch eine Steigerung der Energieeffizienz. Das ist plausibel, weil die Seitenwände des Rostwagens infolge der Erfindung auf eine geringere Maximaltemperatur erhitzt werden, denn die Seitenwände werden im Untertrum des Wanderrostes wieder gekühlt, wobei die dabei abgeführte Wärme nur mit unvertretbar großem Aufwand einer Abwärmenutzung zugeführt werden kann.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen:
1 den Aufbau eines Wanderrostes,
2 die erfindungsgemäße Beschickung eines Rostwagens und
3 die erfindungsgemäße Beschickung von Rostwagen.
1 wurde bereits ausführlich besprochen und stellt die prinzipielle Anordnung eines Wanderrostes dar, wie sie auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt.
2 zeigt einen Rostwagen 3. Dessen Rahmen 30 ist mit Rollen 31 bestückt und weist zudem Querträger 32 auf. Auf diesen Querträgern 32 sind die Roststäbe 33 angeordnet.
Auf diesen Roststäben 33 wird der sogenannte Rostbelag R aufgebracht, der sich im Wesentlichen als Fläche über der durch Querträger 32 und Roststäbe 33 gebildeten Rostfläche des Rostwagens 3 erstreckt. Erfindungsgemäß besteht der Rostbelag R aus gebrannten Pellets mit einem mittleren Durchmesser zwischen 10 und 20 Millimetern, wobei der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% der Pellets im Bereich zwischen 10 und 20 Millimeter liegt.
Von dem Rostwagen 3 erstrecken sich in einem Winkel α zwei gegenüberliegende Seitenwände 34 von der Rostfläche auf, deren Innenflächen parallel zur Bewegungsrichtung des Wanderrostes ist, die in 2 in die Zeichenebene hineinführt.
Über die eingezeichneten Schurren 52, 52' kann auf diesen Seitenwänden ein sogenannter Seitenbelag S aufgebracht werden. Erfindungsgemäß besteht dieser Seitenbelag aus Pelletbruch und/oder Pellets von zwei Fraktionen A und B. Als Pelletbruch im Sinne der Erfindung sind Teilkörper der gebrannten Pellets zu verstehen. Die Fraktion A weist Pellets mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 13 mm auf, wobei wenigstens 85 Gew.-% der Pellets der Fraktion A einen Durchmesser zwischen 5 und 13 mm haben. Fraktion B enthält Partikel mit einem mittleren Durchmesser größer als 14 mm, wobei der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% der Partikel der Fraktion B größer als 14 mm ist. Der Seitenbelag enthält zwischen 0 und 100 Gew.-% Partikel der Fraktion A und zum anderen Teil Pelletbruch und/oder Partikel der Fraktion B. Dadurch kann eine sehr hohe Schüttdichte und damit geringe Permeabilität im Seitenbelag S erzeugt werden.
Um eine gleichmäßig an den Seitenwänden 34 verlaufende Schüttung des Seitenbelags S sicherzustellen, werden in der Regel Trennbleche 41, 41‘ verwendet, welche mit einem Winkel im Bereich zwischen 85° und dem Winkel α, bezogen auf die Rostfläche, wenigstens teilweise in den Rostwagen 3 hineinragen. Bevorzugt ragen sie soweit in den Rostwagen 3 ein, dass sie direkt auf der Höhe der Oberfläche des Rostbelages R enden. Um auf weitere Befestigungsvorrichtungen verzichten zu können, sind die Trennbleche 41 und 41‘ an den Schurren 52 und 52' befestigt. Die Schurren 52 und 52' werden von den Förderbändern 62 und 62' mit dem Material des Seitenbelags S beschickt.
Weiterhin sind Vibrationsvorrichtungen 42, 42‘ vorgesehen, durch die die Seitenwand 34, vorzugsweise in ihrer Eigenfrequenz, vibriert werden kann. Dadurch wird praktisch ausschließlich der Seitenbelag S vibriert und weiter verdichtet, wodurch seine Permeabilität zusätzlich abgesenkt werden kann. Vorgesehen sind auch Vibrationsvorrichtungen 43, 43‘, durch die die Trennbleche 41, 41‘ vibriert werden können, was ebenfalls einer Verdichtung des Seitenbelages dient. Zudem können die Vibrationsvorrichtungen 44 und 44' entweder in den Seitenbelag S eingebracht werden, indem sie zum Beispiel als vibrierende Stäbe ausgestaltet sind, oder sich stempelartig auf den Seitenbelag S auflegen und diesen so durch Vibration weiter verdichten. Möglich ist auch die Verwendung von nur einer Vibrationsvorrichtung 42, 43 oder 44 oder eine beliebige Kombination dieser Möglichkeiten. Umgrenzt vom Seitenbelag S und dem Rostbelag R befindet sich innerhalb des Rostwagens zudem die Grünpelletschicht G, die das zu härtende Material, welches vorzugsweise als eine Schüttung von Grünpellets ausgestaltet ist, enthält.
3 zeigt den Ausschnitt eines Wanderrostes innerhalb der Beschickung. Dabei sind mehrere Rostwagen 3 _n symbolisch angeordnet. Der vorderste Rostwagen 3 ₁ durchläuft gerade die Beschickung mit dem Rostbelag R, welcher durch wenigstens eine Schurre 51 aufgebracht wird, die über Förderband 61 beschickt wird. Rostwagen 3 ₂durchläuft gerade die Beschickung mit dem Seitenbelag S, wobei die Schurre 62 so ausgebildet ist, dass an ihr das Trennblech 41 befestigt ist, welches beim Durchlaufen der Rostwägen 3 zumindest teilweise unter der Schurre 52 derart in den Rostwagen hineinragt, dass es im Wesentlichen parallel zu der Seitenwand 34 verläuft und somit der Seitenbelag S zwischen Seitenwand 34 und Trennblech 41 aufgeschüttet werden kann.
In der gezeigten Ausgestaltung ragt Schurre 52 ebenso wie die parallel gegenüberliegende Schurre 52', die nicht dargestellt ist, auch nach vorn über das Trennblech 41 hinaus, sodass in dem Bereich, der bereits die Vorderkante des Trennblechs 41 hinter sich gelassen hat, Material eingebracht werden kann und somit Lücken, die durch das Passieren des Trennbleches 41 in Bewegungsrichtung des Wanderrostes entstehen, aufgefüllt werden können.
Rostwagen 3 ₃ befindet sich schließlich in der Position der Beschickung mit der Grünpelletschicht G über die Beschickungsvorrichtung 53, welche mit dem Förderband 63 beschickt wird.
Bezugszeichenliste

1: Pelletbrennmaschine
2: Haube
3: Rostwagen
4: Wanderrost, Rostwagenkette
5: Obertrum
6: Stetigförderer
7: Laufrolle des Rostwagens
8: innere Schienenführung
9: äußere Schienenführung
10: Hub- oder Antriebsrad
11: Zahnlücke
13: Senk- oder Abtriebsrad
14: Zahnlücke
15: Untertrum
30: Rostwagenrahmen
31: Rolle
32: Querträger
33: Roststäbe
34: Seitenwand
41, 41': Trennblech
42, 42': Vibrationsvorrichtung für Seitenwand
43, 43': Vibrationsvorrichtung für Trennblech
44, 44': auf- oder einzubringende Vibrationsvorrichtung
51: Schurre für Rostbelag
52, 52': Schurre für Seitenbelag
53: Beschickungsvorrichtung für Grünpellets
61: Förderband für Rostbelag
62, 62': Förderband für Seitenbelag
63: Förderband für Grünpellets
R: Rostbelag
S: Seitenbelag
G: Grünpelletschicht

Claims

Verfahren zur Beschickung von Rostwagen eines Wanderrostes zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend in einem ersten Schritt eine Aufbringung einer ersten Schicht als Rostbelag auf einer Rostfläche des Rostwagens und in wenigstens einem zweiten Schritt die gleichzeitige oder nacheinander geschaltete Beschickung mit einer zweiten Schicht als Seitenbelag an zwei sich gegenüber liegenden Seitenwänden des Rostwagens und mit einer dritten Schicht als Grünpelletschicht zwischen den Seitenbelägen und auf dem Rostbelag, dadurch gekennzeichnet, dass der Rostbelag gebrannte Pellets mit einem mittleren Durchmesser zwischen 10 und 20 Millimetern aufweist, wobei der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% der Pellets im Bereich zwischen 10 und 20 Millimetern liegt, dass der Seitenbelag Pelletbruch und/oder gebrannte Pellets aus einer Mischung von zwei Fraktionen A und B enthält, wobei das Material der Fraktion A einen mittleren Durchmesser zwischen 5 und 13 Millimetern aufweist und der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% des Materials der Fraktion A im Bereich zwischen 5 und 13 Millimetern liegt, wobei das Material der Fraktion B einen mittleren Durchmesser größer 14 Millimetern aufweist und der Durchmesser von wenigstens 85 Gew.-% der Pellets der Fraktion B größer als 14 Millimetern ist und wobei der Seitenbelag zwischen 0 und 100 Gew.-% aus der Fraktion A und aus 0 und 100 Gew.-% aus der Fraktion B besteht, und dass die Grünpelletschicht thermisch unbehandelte Pellets mit einem mittleren Durchmesser wenigstens 2 Millimeter größer als der mittlere Durchmesser der Fraktion A aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenbelag zwischen 20 und 90 Gew.-% der Fraktion A enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach der Beschickung mit dem Seitenbelag die an dem Seitenbelag angrenzenden Seitenwände und/oder ein Trennblech zwischen Seitenbelag und Grünpelletschicht und/oder wenigstens eine auf und/oder in den Seitenbelag eingebrachte Vorrichtung vibriert bzw. vibrieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibration die Eigenfrequenz der Seitenwände hat.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Vibrieren und/oder dem Passieren des Trennbleches der Seitenbelag mit Pelletbruch und/oder Pellets der Fraktion A und/oder B aufgefüllt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rostbelag eine Schichtdicke zwischen 3 und 10 cm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenbelag eine Schichtdicke zwischen 5 und 15 cm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets für Rostbelag und Seitenbelag aus dem Gesamtinhalt des Rostwagens nach dem Härten des Schüttgutes entnommen und zur Beschickung zurückgeführt werden.
Anlage zur Beschickung von Rostwagen (3) eines Wanderrostes (4) zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend in einer Beschickungszone wenigstens eine Schurre (51) zur Aufbringung einer ersten Schicht als Rostbelag (R) auf einer Rostfläche der Rostwagen (3) und wenigstens eine zweite Schurre (52, 52') zur Beschickung mit wenigstens einer zweiten Schicht als Seitenbelag (S) an zwei sich gegenüber liegenden Seitenwänden (34) des Rostwagens (3) und einer Beschickungsvorrichtung (53) zum Eintrag einer dritten Schicht als Grünpelletschicht (G) auf dem Rostbelag (R) und zwischen den Seitenbelägen (S), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schurre (51) zur Aufbringung des Rostbelags (R) und die wenigstes zweite Schurre (52, 52') zur Beschickung mit dem Seitenbelag (S) von zwei separaten Förderbändern (61, 62) gespeist wird.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens teilweise ein Trennblech (41, 41') vorgesehen ist, das parallel zur Bewegungsrichtung des Wanderrostes (4) in einem Winkel α zwischen dem Winkel der zwei Seitenwände und 85° ausgerichtet ist und dessen Unterkante im laufenden Betrieb des Wanderrostes (4) wenigstens teilweise in den Rostwagen (3) hineinragt.
Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennblech (41, 41') so ausgerichtet ist, dass es im laufenden Betrieb derart in den Rostwagen (3) hineinragt, dass es genau auf Höhe der Oberfläche des Rostbelages (R) endet.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennblech (41, 41') an der wenigstens einen zweiten Schurre zur Beschickung mit dem Seitenbelag (S) befestigt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung (42, 42') zur Vibration der an den Seitenbelag (S) angrenzenden Seitenwänden (34) und/oder eine Vorrichtung (43, 43') zur Vibration des Trennbleches (41, 41') zwischen Seitenbelag (S) und Grünpelletschicht (G) und/oder eine Vorrichtung (44, 44') zur Anlegung und/oder Einbringung in den Seitenbelag (S) vorgesehen ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Schurre (52, 52') so ausgestaltet ist, dass sie auch an einer Position befüllt, an der der Rostwagen (3) im Betrieb des Wanderrostes bereits das Trennblech (41, 41') und/oder wenigstens eine Vorrichtung (42, 42', 43, 43', 44, 44') zur Vibration des Seitenbelags (S) passiert hat.
Zwei Förderbänder (61, 62) zum Transport von Material zur Beschickung von Rostwagen (3), wobei das erste Förderband (61) Material für einen Rostbelag (R) und das zweite Förderband (62) Material zur Beschickung eines Seitenbelages (S) fördert.