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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker.
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Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, ist es bekannt, dass das Schüttgut auf einen von einem Kühlmedium, wie beispielsweise Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden eines Kühlers aufgegeben wird. Das heiße Schüttgut wird anschließend zur Kühlung von einem Ende des Kühlers zum anderen Ende bewegt und dabei von Kühlgas durchströmt.
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Für den Transport des Schüttgutes vom Kühleranfang zum Kühlerende sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Bei einem sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Förderelemente, die sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegen. Die Förderelemente weisen Schubkanten auf, die das Material in Förderrichtung transportieren.
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Aus der
DE 100 18 142 B4 ist ein Kühler bekannt, der eine Mehrzahl von sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen aufweist. Jedes der Förderelemente ist über ein Trägerelement mit geeigneten Transportmechanismen verbunden, das die Förderelemente bewegbar an einer Maschinenrahmenstruktur lagert. Durch ein geeignetes Bewegungsmuster im Vor- und Rückhub wird das Material in Förderrichtung transportiert.
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Um eine effizientere Kühlung des Materials zu erreichen, ist es beispielsweise aus der
US 3 836 321 A bekannt, eine separate Kühlung des Feinguts und des Grobguts vorzunehmen. In einem solchen Separationskühler besteht allerdings die Problematik, dass die Separation des Feinguts und des Grobguts relativ aufwendig ist und es daher häufig nicht zu einer sauberen Trennung kommt, sodass beispielweise eine relativ große Menge an Grobgut in den Feingutkühler gelangt.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühler, insbesondere einen Separationskühler, bereitzustellen, bei dem grobes und feines Schüttgut auf einfache und zuverlässige Weise separiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kühler mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Kühler zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, umfasst nach einem ersten Aspekt einen Kühlereinlass zum Einlassen von zu kühlendem Schüttgut in den Kühler einen in Förderrichtung des Schüttguts hinter dem Kühlereinlass angeordneten Separationsbereich zum Separieren von Grobgut und Feingut mit einem Belüftungsboden zur Aufnahme des Schüttguts. Der Kühler weist auch einen sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich anschließenden und parallel zu Grobgutkühler angeordneten Feingutkühler auf zum Kühlen des Feinguts mit einem Kühlmedium. Die parallele Anordnung des Feingutkühlers zu dem Grobgutkühler ist nicht im geometrischen Sinne, sondern vielmehr im prozesstechnischen Sinne zu verstehen, wobei der Feingutkühler und der Grobgutkühler als parallel zueinander geschaltet bezeichnet werden können. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Der Separationsbereich weist ein Separationsmittel zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut auf, wobei das Separationsmittel einen Feingutauslass zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich umfasst und wobei der Feingutauslass vollständig oberhalb des Belüftungsbodens des Separationsbereichs angeordnet ist.
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Dem Kühler ist insbesondere ein Ofen zum Brennen von Zementklinker vorgeschaltet, wobei der gebrannte Zementklinker aus dem Ofen in den Kühler fällt. Optional schließt sich an den Ofen ein Kühlereinlaufbereich an, der beispielsweise einen statischen oder dynamischen Rost aufweist, der unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet ist, sodass das aus dem Ofen austretende Schüttgut schwerkraftbedingt auf den statischen oder dynamischen Rost fällt. Bei dem statischen Rost handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 21° angestellten Belüftungsboden, vorzugsweise einen Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Ein dynamischer Rost weist beispielsweise eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf. Bei der Fördereinheit handelt es sich beispielsweise um einen Schubbodenförderer, wobei die Förderelemente eine Mehrzahl von Planken umfasst, die einen von Kühlluft durchströmbaren Belüftungsboden ausbilden und in und entgegen der Förderrichtung bewegbar sind. Die Fördereinheit kann auch ein Schubförderer sein, wobei die Fördereinheit einen stationären von Kühlluft durchströmbaren Belüftungsboden und eine Mehrzahl von relativ zu dem Belüftungsboden in und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen aufweist. Die Förderelemente des Schubförderers und des Schubbodenförderers sind nach dem „walking-floor-Prinzip“ bewegbar, wobei die Förderelemente alle gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden.
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In Strömungsrichtung des zu kühlenden Schüttguts schließt sich an den Kühlereinlass oder den Kühlereinlaufbereich der Separationsbereich an, in dem das Feingut und das Grobgut des Schüttguts separiert werden und anschließend getrennt voneinander gekühlt werden. Der Separationsbereich weist beispielsweise einen statischen oder dynamischen Rost mit einem Belüftungsboden auf. Der Belüftungsboden bildet den Boden des Separationsbereichs des Kühlers und ist derart ausgebildet, dass Kühlluft durch den Belüftungsboden in das Schüttgut strömt. Zusätzlich umfasst der Separationsbereich ein Separationsmittel zum Separieren des Feinguts von dem Grobgut des Schüttguts.
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Bei dem Feingut handelt es sich beispielsweise um Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 10-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm. Vorzugsweise umfasst das Feingut einen Anteil von 90% bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 10-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Feinguts um Schüttgut mit einer Korngröße von mehr als 2mm, vorzugsweise mehr als 4mm handeln kann. Vorzugsweise umfasst das Grobgut einen Anteil von 90 bis 95% an Schüttgut der Korngröße von 2mm bis 100mm, vorzugsweise 4mm bis 100mm, wobei es sich bei 5% bis 10% des Grobguts um Schüttgut mit einer Korngröße von weniger als 2mm, vorzugsweise weniger als 4mm handeln kann.
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An den Separationsbereich schließen sich der Feingutkühler und der Grobgutkühler an, wobei diese parallel zueinander angeordnet sind. Der Feingutkühler und der Grobgutkühler weisen vorzugsweise jeweils einen dynamischen Rost auf, die jeweils mit einem Kühlmedium zum Kühlen des auf dem dynamischen Rost aufliegenden Schüttguts durchströmt werden. Bei dem Kühlmedium handelt es sich beispielsweise um Kühlluft, die mittels Ventilatoren durch den Fein- und Grobgutkühler geblasen wird. Die Kühlmediummenge, insbesondere der Kühlluftvolumenstrom, wird beispielsweise über die Drehzahl der Ventilatoren oder über die Größe der Kühllufteinlässe in den Feingut- und/ oder Grobgutkühler eingestellt.
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Der Feingutauslass des Separationsbereichs stellt vorzugsweise den Feinguteinlass in den Feingutkühler dar, wobei sich der Feingutkühler beispielsweise direkt oder über ein Transportmittel zum Transport des Feinguts an den Separationsbereich anschließt. Das Grobgut liegt vorzugsweise in dem unteren Bereich des Schüttguts des Separationsbereichs vor, wobei das Feingut in dem oberen Bereich auf dem Grobgut aufliegt. Der Separationsbereich weist daher einen oberen Feingutbereich und einen sich darunter direkt anschließenden Grobgutbereich auf, der sich an den Belüftungsboden des Separationsbereichs anschließt. Ein Feingutauslass zum Auslassen von Feingut von dem Separationsbereich in den Feingutkühler oberhalb des Belüftungsbodens des Separationsbereichs ermöglicht, das ausschließlich Feingut in den Feingutkühler gelangt. Vorzugsweise ist der Feingutauslass in dem Feingutbereich des Separationsbereichs angeordnet, in dem ausschließlich oder hauptsächlich Feingut vorhanden ist. Der Grobgutbereich, in dem hauptsächlich oder ausschließlich Grobgut vorhanden ist, liegt unterhalb des Feingutauslasses, sodass dieses nicht schwerkraftbedingt durch den Feingutauslass in den Grobgutkühler gelangen kann. Vorzugsweise wird durch eine solche Ausführung erreicht, dass weniger als 5% des eintretenden Materials einer Partikelgröße größer 4mm, vorzugsweise größer als 2mm, in den Feingutkühler gelangt.
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Das Separationsmittel ist gemäß einer ersten Ausführungsform eine Wand. Die Wand umfasst beispielsweise einen oder mehrere Monolithen oder ist aus feuerfesten Steinen gemauert. Beispielsweise umfasst der Kühler genau ein als Wand ausgebildetes Separationsmittel. Es ist auch denkbar, dass innerhalb des Separationsbereichs zwei oder mehrere als Wände ausgebildete Separationsmittel angeordnet sind.
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Das Separationsmittel, insbesondere die Wand, erstreckt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform entlang einer Längsseite des Separationsbereichs. Vorzugsweise erstreckt sich das Separationsmittel in Förderrichtung des Schüttguts innerhalb des Separationsbereichs. Beispielsweise bildet das als Wand ausgebildete Separationsmittel eine Seitenwand des Separationsbereichs und beispielsweise gleichzeitig eine Seitenwand des Grobgutkühlers. Der Feingutkühler erstreckt sich vorzugsweise parallel zu dem Separationsbereich und dem Grobgutkühler und ist insbesondere ausschließlich durch das Separationsmittel von dem Separationsbereich und beispielsweise zusätzlich dem Grobgutkühler getrennt. Dies stellt eine besonders kompakte Bauweise des Kühlers dar, die es beispielsweise ermöglicht, Synergien der einzelnen Kühlerbereiche durch Wärmeaustausch zu nutzen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Feingutauslass als ein Überlauf über das als Wand ausgebildete Separationsmittel ausgebildet. Vorzugsweise ist der Feingutauslass durch die obere Kante der Wand ausgebildet, sodass das Feingut über die Wand von dem Separationsbereich in den Feingutkühler fließt.
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Das Separationsmittel erstreckt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform entlang einer Längsseite des Grobgutkühlers. Vorzugsweise erstreckt sich das Separationsmittel in Förderrichtung entlang der gesamten Länge des Grobgutkühlers und bildet eine Seitenwand des Grobgutkühlers aus. Insbesondere ist innerhalb des Separationsmittels in dem Grobgutkühler eine Mehrzahl von Durchlässen angebracht, zum Einlassen von Feingut von dem Grobgutkühler in den Feingutkühler. Die Durchlässe weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der derart ausgebildet ist, das Feingut die Durchlässe passieren kann, wobei das Grobgut nicht durch die Durchlässe strömen kann. Vorzugweise weisen die Durchlässe einen Durchmesser auf, der in etwa dem Achtfachen der oberen Partikelgröße des Feinguts, wie beispielsweise 2mm, entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass in den Grobgutkühler gelangtes Feingut auch nach dem Separationsbereich noch von dem Grobgutkühler in den Feingutkühler gelangen kann, um eine möglichst gute Trennung des Fein- und Grobguts zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Belüftungsboden des Separationsbereichs in Richtung des Feingutkühlers, insbesondere in Richtung des Feingutauslasses, abfallend ausgerichtet ist. Beispielsweise ist der Belüftungsboden in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 21° geneigt, sodass das auf dem Belüftungsboden aufliegende Schüttgut in Richtung des Feingutkühlers fließt. Das stellt eine einfache Möglichkeit dar, das Feingut durch den Feingutauslass in den Feingutkühler zu transportieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Separationsbereich eine Drucklufteinrichtung auf, die mit einem Drucklufteinlass in dem Separationsbereich derart verbunden ist, dass Druckluft in das Schüttgut des Separationsbereichs strömt. Beispielsweise sind in den Seitenwänden oder dem Belüftungsboden des Separationsbereichs Drucklufteinlässe angeordnet, durch welche Druckluft in den Separationsbereich strömt. Bei den Drucklufteinrichtungen handelt es sich beispielsweise um Druckluftspeicher oder Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft. Beispielsweise wird die Druckluft in Zeitintervallen von etwa einer bis sechzig Sekunden, vorzugsweise 20 Sekunden, in den Separationsbereich aufgegeben, wobei diese vorzugsweise von unten nach oben durch den Separationsbereich, insbesondere durch das Schüttgut, strömt. Vorzugsweise erfolgt die Druckluftzufuhr periodisch, wobei beispielsweise alle 20 Sekunden für eine Dauer von etwa 2 - 10 Sekunden Druckluft durch die Drucklufteinlässe in den Separationsbereich aufgegeben wird. Der Druck der durch den Drucklufteinlass eintretenden Druckluft beträgt beispielsweise 50mbar bis 5bar, vorzugsweise 100mbar bis 2bar. Dadurch wird eine Bewegung des kleineren und leichteren Feinguts in den Feingutbereich ermöglicht, wobei das Grobgut zu schwer ist, um durch die Druckluft wesentlich bewegt zu werden.
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Der Feingutauslass ist gemäß einer weiteren Ausführungsform als ein oder eine Mehrzahl von Durchlässen in dem Separationsmittel ausgebildet. Beispielsweise sind die Durchlässe als Kanäle oder Schlitze mit rundem oder eckigem Querschnitt ausgebildet und weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der in etwa das Achtfache des oberen Partikeldurchmessers des Feinguts aufweist. Die Durchlässe sind gemäß einer weiteren Ausführungsform als Kanäle ausgebildet, die in Richtung des Feingutkühlers abfallend ausgebildet sind. Dies ermöglicht ein schwerkraftbedingtes Fließen des Feinguts durch die Kanäle in den Feingutkühler ohne weitere Hilfsmittel.
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Der Durchlass weist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Trennmittel auf, das an dem Separationsmittel innerhalb des Durchlasses befestigt ist. Das Trennmittel umfasst beispielsweise ein Lochplatte oder ein Sieb, das sich über den gesamten Durchmesser des Durchlasses erstreckt und wobei die Löcher oder Siebdurchlässe beispielsweise einen Durchmesser aufweisen, der in etwa dem Achtfachen des oberen Partikeldurchmessers des Feinguts entspricht. Vorzugsweise weist das Separationsmittel eine Mehrzahl solcher Durchlässe mit jeweils einem Trennmittel auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühler zwei Separationsmittel und zwei Feingutkühler auf, die parallel zueinander angeordnet, insbesondere geschaltet, sind und wobei jedem Feingutkühler ein Separationsmittel zugeordnet ist. Dies ermöglicht eine zuverlässige Separation über die gesamte Breite des Separationsbereichs.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Kühlen von Schüttgut, insbesondere Zementklinker, in einem Kühler aufweisend die Schritte:
- - Einlassen von zu kühlendem Schüttgut aus einem Ofen in einen Kühlereinlaufbereich des Kühlers,
- - Separieren von Feingut und Grobgut, wobei das Grobgut eine Korngröße aufweist, die größer ist als die des Feinguts, in einem Separationsbereich des Kühlers,
- - Kühlen des Feinguts in einem Feingutkühler mit einem Kühlmedium und Kühlen des Grobguts in einem Grobgutkühler separat zu dem Feingut, und
- - Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich vollständig oberhalb eines Belüftungsbodens des Separationsbereichs.
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Die mit Bezug auf den Kühler zum Kühlen von Schüttgut erläuterten Ausgestaltungen und Vorteile treffen in verfahrensmäßiger Entsprechung auch auf das Verfahren zum Kühlen von Schüttgut zu.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform fließt das Feingut schwerkraftbedingt von dem Separationsbereich in den Feingutkühler.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Schüttgut innerhalb des Separationsbereichs von Druckluft durchströmt, sodass sich eine Feingutschicht im oberen Bereich des Schüttguts und eine Grobgutschicht im unteren Bereich des Schüttguts absetzt.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegende Figur näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Draufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Draufsicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Draufsicht und einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht mit zwei Detailansichten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Draufsicht und einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers zum Kühlen von Schüttgut in einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Kühler 10 zum Kühlen von heißem Schüttgut, insbesondere Zementklinker. Der Kühler 10 ist vorzugsweise stromabwärts eines Ofens, insbesondere Drehrohrofens, zum Brennen von Zementklinker angeordnet, sodass aus dem Ofen austretendes heißes Schüttgut beispielsweise schwerkraftbedingt auf den Kühler 10 fällt.
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Der Kühler 10 weist eine Mehrzahl von Bereichen auf, in denen jeweils das Schüttgut unterschiedliche Temperaturen aufweist und beispielsweise auf unterschiedliche Weise gekühlt wird. Der Kühler 10 weist einen Materialeinlass 12 zum Einlassen von heißem Schüttgut in den Kühler 10 auf. Bei dem Materialeinlass 12 handelt es sich beispielsweise um den Bereich zwischen dem Ofenauslass und einem statischen Rost des Kühlers 10, wobei das Schüttgut vorzugsweise schwerkraftbedingt durch den Materialeinlass 12 fällt. Das zu kühlende Schüttgut weist in dem Materialeinlass 12 beispielsweise eine Temperatur von 1200 bis 1450°C auf. In dem Materialeinlass 12 findet vorzugsweise bereits eine Kühlung des Schüttguts statt. An den Materialeinlass 12 schließt sich ein Kühlereinlaufbereich 14 an, der beispielsweise einen statischen Rost umfasst Bei dem statischen Rost handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 12° bis 33°, insbesondere 13° bis 21° angestellten Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. Der Schüttwinkel von grobem Klinker (unbelüftet) liegt beispielsweise in einem Bereich von 33° bis 35°, so dass in einer bevorzugten Variante, der statische Rost einen Winkel von 33° bis 35° zur Horizontalen aufweist. Vorzugsweise ist der statische Rost unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost fällt und auf diesem in Förderrichtung entlang gleitet. In dem Kühlereinlaufbereich 14 des Kühlers 10 wird das Schüttgut 12 insbesondere auf eine Temperatur von weniger als 1150°C abgekühlt. Der statische Rost weist vorzugsweise Durchlässe auf, durch welche Kühlluft in den Kühler 10 und das Schüttgut eintritt. Die Kühlluft wird beispielsweise durch wenigstens einen unterhalb des statischen Rosts angeordneten Ventilator 18 erzeugt, sodass Kühlluft von unten durch den statischen Rost strömt. Innerhalb des Kühlers 10 wird das zu kühlende Schüttgut in Förderrichtung F bewegt. Optional schließt sich der Separationsbereich 16 direkt an den Kühlereinlass 12 an, wobei der Kühlereinlaufbereich 14 nicht vorhanden ist oder vorzugsweise mit dem Separationsbereich zusammenfällt. Der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 ist insbesondere derart angeordnet, dass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost oder den dynamischen Rost des Separationsbereichs 16 fällt.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 schließt sich an den Kühlereinlaufbereich 14 in Strömungsrichtung des Schüttguts ein Separationsbereich 16 des Kühlers 10 an. In dem Separationsbereich 16 wird das Schüttgut in Feingut und Grobgut separiert. In dem Separationsbereich 16 wird das Schüttgut vorzugweise auf eine Temperatur von weniger als 1150°C, vorzugsweise 1100°C, insbesondere 800°C abgekühlt, wobei die Abkühlung derart erfolgt, dass ein vollständiges Erstarren von in dem Schüttgut vorhandenen flüssigen Klinkerphasen in feste Phasen erfolgt. Beim Verlassen des Separationsbereichs 16 des Kühlers 10 liegt das Schüttgut vorzugsweise vollständig in der festen Phase und einer Temperatur von maximal 1100°C vor. Bei der Separation des Schüttguts in Grobgut und Feingut liegt zumindest das Feingut vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig in der festen Phase vor und weist eine Temperatur von weniger als 1150°C, insbesondere weniger als 1100°C, auf. Bei einer solchen Temperatur kommt es nicht zum Verkleben oder Verklumpen des Schüttguts. Die Feingutpartikel und die Grobgutpartikel liegen im Wesentlichen getrennt voneinander vor, sodass eine Trennung des Feinguts und des Grobguts optimal durchgeführt werden kann ohne dass es zu Anbackungen oder Verklumpungen des Schüttguts kommt. Der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 weist beispielhaft einen oder eine Mehrzahl von Ventilatoren 24 auf, mittels welcher Kühlluft durch das zu kühlende Schüttgut strömt. Vorzugsweise weist das Schüttgut in dem Separationsbereich einen oberen Bereich, in dem größtenteils oder ausschließlich Feingut vorhanden ist, und einen unteren Bereich auf, in dem größtenteils Grobgut vorhanden ist. Unter Feingut ist Schüttgut mit einer Korngröße von etwa 10-5 mm bis 4mm, vorzugsweise 10-5 mm bis 2mm zu verstehen, wobei es sich bei dem Grobgut um Schüttgut mit einer Korngröße von 4mm bis 100mm, vorzugsweise 2mm bis 100mm handelt. Der Trennschnitt zwischen dem Grobgut und dem Feingut liegt vorzugsweise bei einer Korngröße von 2mm.
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An den Separationsbereich 16 schließen sich ein Grobgutkühler 20 zum Kühlen des in dem Separationsbereich 16 von dem Feingut separierten Grobguts und ein Feingutkühler 22 zum Kühlen des in dem Separationsbereich von dem Grobgut separierten Feinguts an, wobei der Feingutkühler 22 und der Grobgutkühler 20 parallel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise wird von dem Separationsbereich größtenteils oder ausschließlich Feingut in den Feingutkühler 22 geleitet, wobei größtenteils oder ausschließlich Grobgut in den Grobgutkühler 20 geleitet wird.
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Der Grobgutkühler 20 umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit handelt es sich beispielsweise um einen Schubbodenförderer, der eine Mehrzahl von Förderelementen zum Transport des Grobguts aufweist. Bei den Förderelementen handelt es sich bei einem Schubbodenförderer um eine Mehrzahl von Planken, vorzugsweise Rostplanken, die einen Belüftungsboden ausbilden. Die Förderelemente sind nebeneinander angeordnet und in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die als Förderplanken oder Rostplanken ausgebildeten Förderelemente sind vorzugsweise von Kühlluft durchströmbar, über die gesamte Länge des Grobkühlers 20 angeordnet und bilden die Oberfläche aus, auf der das Schüttgut aufliegt. Die Fördereinheit kann auch ein Schubförderer sein, wobei die Fördereinheit einen stationären von Kühlluft durchströmbaren Belüftungsboden und eine Mehrzahl von relativ zu dem Belüftungsboden bewegbaren Förderelementen aufweist. Die Förderelemente des Schubförderers sind vorzugsweise oberhalb des Belüftungsbodens angeordnet und weisen quer zur Förderrichtung verlaufende Mitnehmer auf. Zum Transport des Schüttguts entlang des Belüftungsbodens sind die Förderelemente in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar. Die Förderelemente des Schubförderers und des Schubbodenförderers sind nach dem „walking-floor-Prinzip“ bewegbar, wobei die Förderelemente alle gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden. Alternativ dazu sind auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik denkbar. Im Anschluss an den Grobgutkühler 20 wird das gekühlte Grobgut aus dem Kühler 10 ausgelassen und weist dabei vorzugsweise eine Temperatur von 50°C bis 200°C, vorzugsweise weniger als 100°C auf. Der Grobgutkühler 20 weist beispielhaft unterhalb des Belüftungsbodens eine Mehrzahl on Ventilatoren 26, 28 auf, mittels welcher Kühlluft von unten durch den Belüftungsboden strömt.
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Der Feingutkühler 22 und umfasst beispielsweise einen dynamischen Rost, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei der Fördereinheit kann es sich beispielsweise um einen Schubförderer oder Schubbodenförderer, wie voran beschrieben handeln. Auch andere Förderprinzipien aus der Schüttguttechnik sind denkbar.
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Auch der Separationsbereich 16 umfasst beispielweise einen dynamischen Rost, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Es ist auch denkbar, dass der dynamische Rost des Separationsbereichs 16 auch den dynamischen Rost des Grobgutkühlers 20 ausbildet und sich über die gesamte Länge des Separationsbereichs 16 und des Grobgutkühlers 20 erstreckt.
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Der Feingutkühler 22 weist einen Materialeinlass 30 zum Einlassen von Feingut aus dem Separationsbereich 16 des Kühlers 10 in den Feingutkühler 22. Der Feingutkühler 22 weist auch einen Materialauslass 32 in einem dem Materialeinlass 30 gegenüberliegenden Bereich des Feingutkühlers 22 auf zum Auslassen von Feingut aus dem Feingutkühler 22.
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Der Separationsbereich 16 weist einen Feingutauslass 34 auf zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16 in den Feingutkühler 22. Der Feingutauslass 34 und der Materialeinlass 30 fallen beispielsweise zusammen. Zum Separieren des Feinguts und des Grobguts weist der Separationsbereich 16 vorzugsweise Separationsmittel 36 auf, die in 1 nicht dargestellt sind und im Detail in den Beschreibungen der 3 bis 7 beschrieben sind. Der Separationsbereich 16 und der Feingutkühler 22 sind beispielsweise über Materialrutschen miteinander verbunden. Beispielsweise weist der Feingutkühler 22 einen voran beschriebenen dynamischen Rost auf, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist.
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2 zeigt einen Kühler 10 zum Kühlen von Schüttgut, der im Wesentlichen dem Kühler 10 der 1 entspricht, wobei gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Im Unterschied zu 1 weist der Separationsbereich 16 der 2 einen schrägen Belüftungsboden auf. Auf dem Belüftungsboden liegt im Betrieb des Kühlers das zu kühlende Schüttgut auf. Der Belüftungsboden ist beispielsweise in Richtung des Feingutkühlers 22 abfallend angeordnet, sodass das auf dem Belüftungsboden liegende Schüttgut in dem Separationsbereich 16 in Richtung des Feingutkühlers 22, vorzugsweise in Richtung des Feingutauslasses 34 des Separationsbereichs 16 fließt. Beispielsweise weist der Belüftungsboden einen Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 14° bis 33°, insbesondere 21° bis 25° auf. Der Schüttwinkel von grobem Klinker liegt beispielsweise in einem Bereich von 33° bis 35°, so dass in einer bevorzugten Variante, der Belüftungsboden des Separationsbereichs 16 einen Winkel von 33° bis 35° zur Horizontalen aufweist.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kühlers 10, wobei gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Der Kühler 10 der 3 weist ein Separationsmittel 36, das in dem Separationsbereich 16 des Kühlers 10 angeordnet ist und den Feingutkühler 22 von dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 trennt. Das Separationsmittel 36 ist beispielhaft eine Wand, die sich vollständig entlang eine Längsseite des Separationsbereichs 16 in Förderrichtung F des Schüttguts erstreckt. Beispielhaft erstreckt sich das Separationsmittel 36 zusätzlich vollständig oder zumindest teilweise in Förderrichtung F entlang einer Längsseite des Grobgutkühlers 20.
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3 zeigt auch eine Schnittansicht des Kühlers 10 an dem Mit A-A gekennzeichneten Schnitt durch den Separationsbereich 16. In dem Separationsbereich 16 liegt das Schüttgut vorzugsweise bereits in zwei Phasen vor, wobei das Feingut 44 oberhalb des Grobguts 46 angeordnet ist. Das Grobgut 46 liegt vorzugsweise auf dem Belüftungsboden 42 auf, wobei das Feingut 44 auf dem Grobgut 46 aufliegt. Das Separationsmittel 16 ist beispielsweise plattenförmig und erstreckt sich von dem Belüftungsboden 42 des Separationsbereichs 16 in vertikaler Richtung. Die Oberkante des als Wand ausgebildeten Separationsmittels 36 dient als Auslass des Feinguts 44 des Separationsbereichs 16 in den Feingutkühler 22. Das den oberen Bereich des Schüttgutbetts bildende Feingut 44 strömt durch den Feingutauslass 34 in den Feingutkühler 22. Der Feingutauslass 34 ist vollständig oberhalb des Belüftungsbodens 42 angebracht. Dadurch wird sichergestellt, dass lediglich das Feingut und nicht das Grobgut in den Feingutkühler strömt. Vorzugsweise weist das Separationsmittel 36 eine Höhe auf, die geringer ist als die Höhe des Schüttgutbetts des Separationsbereichs 16. Der Feingutauslass ist insbesondere auf einer Höhe unterhalb der Höhe des Schüttgutbetts im Separationsbereich 16 angeordnet und erstreckt sich nicht, insbesondere an keiner Stelle des Separationsbereichs 16, über die Höhe des Schüttgutbetts hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich die Wand über die Höhe des Grobgutanteils 46 des Schüttgutbetts hervor, wobei der Feingutauslass 34 oberhalb der Höhe des Grobgutanteils 46 des Schüttgutbetts angeordnet ist.
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Das Separationsmittel, vorzugsweise die Wand, erstreckt sich beispielhaft entlang der gesamten Länge des Feingutkühlers 22 in Förderrichtung F an dem Feingutkühler 22. Vorzugsweise erstreckt sich das Separationsmittel 36 über die gesamte Längsseite des Feingutkühlers 22 und trennt den Feingutkühler 22 von dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20. Vorzugsweise weist das als Wand ausgebildete Separationsmittel 36 eine Stufe auf, die in dem Separationsbereich 16 oder an dem Übergang zwischen dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 angeordnet ist. Der Feingutauslass 34 erstreckt sich beispielsweise ausschließlich in dem Separationsbereich 16, vorzugsweise entlang der Länge des Separationsbereichs 16. Die Stufe ist derart ausgebildet, dass die sich entlang dem Grobgutkühler erstreckende Wand höher ist als die sich entlang des Separationsbereichs 16 ausgebildete Wand, sodass zwischen dem Grobgutkühler 20 und dem Feingutkühler 22 kein Feingutauslass 34, insbesondere kein Überlauf, ausgebildet ist. Der Feingutkühler 22 ist parallel zu dem Grobgutkühler 20 angeordnet und erstreckt sich über die gesamte Länge des Grobgutkühlers 20 parallel zu diesem. Der Feingutkühler 22, der Separationsbereich 16 und der Grobgutkühler 20 weisen beispielsweise jeweils einen dynamischen Rost mit einer Fördereinrichtung auf. Beispielsweise ist eine nach dem „walking-floor-Prinzip“ arbeitende Fördereinrichtung eines dynamischen Rosts vorgesehen, die den Feingutkühler 22, den Separationsbereich 16 und den Grobgutkühler 20 umfasst, wobei der Feingutkühler 22 von dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 durch das Separationsmittel 36, insbesondere die Wand, getrennt ist. Auch in dem in 3 gezeigten Kühler 10 kann beispielsweise der Separationsbereich 16, wie in 2 ausgebildet sein.
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Die Separation des Feinguts 44 von dem Grobgut 46 erfolgt in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in dem das Feingut über das als Wand ausgebildete Separationsmittel 36 in den Feingutkühler 22 strömt. Idealerweise erstreckt sich das Separationsmittel 36 über die gesamte Höhe der Grobgutschicht 46 und nicht oder nur in einem sehr geringen Maße in die Feingutschicht 44 des Schüttguts, sodass ausschließlich das Feingut über das Separationsmittel 36 in den Feingutkühler 22 strömt und das Grobgut 46 in dem Separationsbereich 16 verbleibt. Die Höhe des als Wand ausgebildeten Separationsmittel 36 beträgt beispielsweise 200mm bis 1,5m, vorzugswiese 600mm. Das Feingut 44 gelangt vorzugsweise mittels des als Überlauf ausgebildeten Feingutauslasses 34 von dem Separationsbereich 16 in den Feingutkühler 22. Das Abfließen des Feinguts 44 über das Separationsmittel 36 in den Feingutkühler 22 wird beispielsweise durch den in Richtung des Feingutkühlers 22 abfallenden Belüftungsboden 42 des Separationsbereichs 16 begünstigt.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kühlers 10, insbesondere des Separationsbereichs 16, wobei gleiche Element mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Belüftungsboden 42 ist in der 4 nicht dargestellt. Zusätzlich weist der Separationsbereich 16 der 4 eine Mehrzahl, beispielhaft zwei, von Drucklufteinrichtungen zum Erzeugen von Druckluft. Vorzugsweise ist jede Drucklufteinrichtung 48 mit einem oder mehreren Drucklufteinlässen zum Einlassen der Druckluft in den Separationsbereich 16 verbunden. Vorzugsweise weisen die Seitenwände und/ oder der Belüftungsboden einen oder eine Mehrzahl von Drucklufteinlässe auf, durch welche Druckluft in den Separationsbereich strömt. Die durch das Schüttgut in dem Separationsbereich strömende Druckluft bewirkt eine Trennung des Grobguts von dem Feingut des Schüttguts. Vorzugsweise sind die Drucklufteinrichtungen und die zugehörigen Drucklufteinlässe derart angeordnet, dass die Druckluft das Schüttgut von unten nach oben durchströmt, sodass das Feingut von dem Druckluftstrom erfasst und in Richtung der Oberfläche des Schüttgutbetts bewegt wird. Die bewirkt ein Absetzen des Feinguts an der Oberfläche, insbesondere auf dem im unteren Bereich des Schüttgutbetts liegenden Grobguts 46. Des Weiteren unterstützt die Druckluft das Abfließen des Feinguts 44 durch den Feingutauslass 34, insbesondere über den Überlauf, in den Feingutkühler 22. Vorzugsweise ist die Drucklufteinrichtung 48 derart ausgebildet, dass sie einen Druck von etwa 50mbar bis 5bar, vorzugsweise 100mbar bis 2bar erzeugt. Vorzugsweise ist die Drucklufteinrichtung 48 derart ausgebildet, dass sie einen gepulsten Druckluftstrom erzeugt. Beispielsweise wird Druckluft innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls von beispielsweise 20 Sekunden in das Schüttgut aufgegeben.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kühlers 10, insbesondere des Separationsbereichs 16, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu 3 und 4 ist der Feingutauslass 34 in 5 als ein oder mehrere Durchlässe in dem als Wand ausgebildeten Separationsmittel 36 ausgebildet. 5 weist zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Feingutauslasses 34 auf, die in 5a und 5b dargestellt sind.
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5a zeigt einen Feingutauslass 34, der eine Mehrzahl von Durchlässen in dem Separationsmittel 36 umfasst. Durchlässe sind beispielsweise schlitzförmig oder rohrförmig ausgebildet und weisen insbesondere einen runden oder eckigen Querschnitt auf. Beispielhaft sind die Durchlässe 50 gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet und insbesondere gleichmäßig über eine Separationsfläche verteilt. Die Separationsfläche ist beispielsweise das obere Ende des Separationsmittels 36, vorzugsweise in etwa das obere Drittel des Separationsmittels 36. Insbesondere ist die Separationsfläche an dem Bereich des Separationsmittels 36 ausgebildet, der sich entlang des Feingutanteils 44 des Schüttguts des Separationsbereichs 16 erstreckt. Beispielsweise ist der Durchmesser der Durchlässe 50 mindestens das Achtfache des oberen Partikeldurchmessers des Feingutes, sodass dieses die Durchlässe passieren kann und diese nicht verstopft. Der obere Partikeldurchmesser des Feinguts ist vorzugsweise 2mm bis 4mm. Das als Wand ausgebildete Separationsmittel 36 ist beispielsweise ein Monolith oder ein feuerfester Betonblock, in dem der Feingutauslass 34, insbesondere der Durchlass 50, ausgebildet ist. Optional ist an den Durchlässen 50 eine Reinigungsvorrichtung zur mechanischen oder pneumatischen Reinigung der Durchlässe 50 angeordnet.
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Die Durchlässe 50 sind beispielhaft als rohr- oder schlitzförmige Kanäle ausgebildet, die vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind und beispielsweise in Richtung des Feingutkühlers abfallend ausgebildet sind, sodass das Feingut schwerkraftbedingt durch die Durchlässe 50 von dem Separationsbereich 16 in den Feingutkühler 22 fließt.
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5b zeigt eine weitere Ausführungsform des Feingutauslasses 34, wobei dieser als ein oder mehrere Durchlässe 50 ausgebildet ist, der sich durch das Separationsmitte 36 erstreckt. Innerhalb des Durchlasses 50 ist ein Trennelement 52 wie beispielsweise eine Siebplatte oder eine Lochplatte angeordnet, die sich über den gesamten Durchmesser des Durchlasses 50 erstreckt. Das Trennelement 52 ist beispielsweise aus Keramik oder Stahl ausgebildet. Das Trennelement 52 ist vorzugsweise an dem Separationsmittel 36 innerhalb des Durchlasses 50 befestigt. Die Siebdurchlässe der Siebplatte oder die Löcher der Lochplatte weisen beispielsweise einen Durchmesser auf, der zumindest das Achtfache des oberen Partikeldurchmessers des Feinguts aufweist, um ein Passieren des Feinguts durch das Trennmittel 52 zu ermöglichen.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kühlers 10, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Kühler 10 der 6 entspricht im Wesentlichen dem mit Bezug auf 1 bis 5 beschriebenen Kühler 10, wobei der Kühler der 6 zwei Feingutkühler 22 aufweist, die jeweils entlang einer Längsseite des Grobgutkühlers 20 angeordnet sind und von jeweils einem Separationsmittel 36 von dem Separationsbereich 16 und dem Grobgutkühler 20 getrennt sind. Der Kühler 10 weist vorzugsweise zwei Separationsmittel 36 und zwei Feingutkühler 22 auf, wobei jedem Feingutkühler 22 ein Separationsmittel zugeordnet ist. Die Separationsmittel 36 sind beispielsweise wie mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben ausgebildet. Sie Separationsmittel 36 sind beispielsweise identisch oder unterschiedlich ausgebildet. Beispielsweise weist der Separationsbereich einen konusförmigen Belüftungsboden 42 auf, der zu beiden Feingutkühlern 22 geneigt ausgebildet ist, sodass das Feingut aus dem Separationsbereich 16 in beide Feingutkühler 22 strömt.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kühlers 10, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Feingutauslässe 34 sind, beispielhaft, wie mit Bezug auf 3 als Überlauf ausgestaltet. Die Separationsmittel 36 weisen beispielhaft eine Höhe auf, die geringer ist als die Höhe der Grobgutschicht 46 innerhalb des Separationsbereichs 16.
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Der Belüftungsboden des Feingutkühlers 22 ist vorzugsweise auf einem höheren Höhenniveau als der Belüftungsboden des Grobgutkühlers 20 und des Separationsbereichs 16 angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Höhendifferenz des Separationsmittels 36 und der Höhe der Grobgutschicht 46 in etwa der Höhe der Feingutschicht 44, sodass das Feingut 44 vorzugsweise vollständig aus dem Separationsbereich 16 abfließen kann und die neben der Feingutschicht 44 angeordnete Grobgutschicht 46 an einem Abfließen in den Feingutkühler 22 hindert. Das als Wand ausgebildete Separationsmittel 36 weist beispielsweise eine Höhe von etwa 600mm bei einer Breit von etwa 400mm auf. Vorzugsweise wird das Separationsmittel beispielsweise durch Kühlluft gekühlt. Insbesondere ist die nach oben weisende Kante des Separationsmittels 36, die den Feingutauslass 34 darstellt, in Richtung des Feingutkühlers 22 abgeschrägt. In dem Feingutkühler 22 weist das Feingut 44 beispielsweise eine Schichthöhe von 200 bis 400mm auf. In dem Separationsbereich 16 beträgt die Schichthöhe des Schüttguts beispielsweise 500mm bis 800mm.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kühler
- 12
- Materialeinlass
- 14
- Kühlereinlaufbereich
- 16
- Separationsbereich
- 18
- Ventilator
- 20
- Grobgutkühler
- 22
- Feingutkühler
- 24
- Ventilator
- 26
- Ventilator
- 28
- Ventilator
- 30
- Materialeinlass
- 32
- Materialauslass
- 34
- Feingutauslass
- 36
- Separationsmittel
- 38
- Ventilator
- 40
- Ventilator
- 42
- Belüftungsboden des Separationsbereichs 16
- 44
- Feingut
- 46
- Grobgut
- 48
- Drucklufteinrichtungen
- 50
- Durchlässe
- 52
- Trennmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10018142 B4 [0004]
- US 3836321 A [0005]
