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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 und ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers anzugeben, das eine effiziente und saubere Trennung des Feinguts von dem Grobgut in einem Separationskühler ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 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, einen sich an den Separationsbereich anschließenden Grobgutkühler zum Kühlen des Grobguts und einen sich an den Separationsbereich anschließenden und parallel zum Grobgutkühler geschalteten Feingutkühler zum Kühlen des Feinguts. Der Grobgutkühler weist einen dynamischen Rost zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf, wobei sich der dynamische Rost in einem Anstellwinkel zur Horizontalen erstreckt.
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Bei dem Kühler handelt es sich vorzugsweise um einen Klinkerkühler, der beispielsweise im Anschluss an einen Ofen, insbesondere Drehrohrofen zur Herstellung von Zementklinker angeordnet ist. Der Kühler weist einen oder mehrere dynamische Roste mit jeweils einer Fördereinheit zum Transport des Materials in Förderrichtung auf, wobei die Fördereinheit vorzugsweise eine Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbare Förderelemente zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist. Bei den Förderelementen handelt es sich beispielsweise um eine Mehrzahl von Planken, vorzugsweise Rostplanken, die einen Belüftungsboden ausbilden. Die Kühlluft wird beispielsweise von unterhalb des Belüftungsbodens angeordneten Ventilatoren bereitgestellt, sodass das zu kühlende Schüttgut im Querstrom zur Förderrichtung mit Kühlluft durchströmt wird. Der Belüftungsboden bildet vorzugsweise eine Ebene 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.
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Optional schließt sich direkt an den Materialeinlass ein Einlaufbereich des Kühlers an, der einen statischen Rost aufweist. Bei dem statischen Rost handelt es sich beispielsweise um ein in einem Winkel zur Horizontalen von 10° bis 35°, vorzugsweise 14° bis 33°, insbesondere 21° bis 25° angestellten Rost, der von unten mit Kühlluft durchströmt wird. 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. Der Separationsbereich schließt sich optional direkt an den Materialeinlass des Kühlers oder direkt den statischen Rost des Einlaufbereichs des Kühlers an.
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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. Die parallele Anordnung des Feingutkühlers und des Grobgutkühlers ist nicht ausschließlich im geometrischen Sinne sondern auch in einem prozesstechnischen Sinne zu verstehen. Der Feingutkühler ist vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts parallel zu dem Grobgutkühler angeordnet. Der Feingutkühler und der Grobgutkühler weisen vorzugsweise 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.
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Der dynamische Rost des Grobgutkühlers ist vorzugsweise in Förderrichtung des Materials relativ zur Horizontalen ansteigend angeordnet, sodass das Material mittels des dynamischen Rosts bergauf gefördert wird.
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Der in Förderrichtung F ansteigende Anstellwinkel des dynamischen Rosts des Grobgutkühlers bewirkt beispielsweise, dass das fluidisierte Feingut in dem Grobgutkühler bergab zurückfließt und sich im Separationsbereich sammelt. Beispielsweise bildet sich dabei in dem Separationsbereich eine Materialsenke aus. Insbesondere fluidisiertes Feingut kann in dem angegebenen Anstellwinkel nicht oder nur sehr schlecht bergauf gefördert werden, da sich das Feingut wie eine frei fließende Masse verhält. Ein Zurückfließen des Feinguts von dem Grobgutkühler in den Separationsbereich bewirkt eine Aufkonzentration des Feinguts in dem Separationsbereich und gleichzeitig eine Bereinigung des Schüttguts in dem Grobgutkühler von Feingut, sodass der Anteil des Grobguts in dem Grobgutkühler ansteigt und eine effizientere Kühlung ermöglicht wird.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform beträgt der Anstellwinkel (α) 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 4°, insbesondere 3° zur Horizontalen. Nach einer Erkenntnis der Erfinder bewirkt ein solcher Anstellwinkel eine besonders effiziente Kühlung und Separation des Feinguts von dem Grobgut in dem Grobgutkühler.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Separationsbereich einen dynamischen Rost auf, der sich in dem Anstellwinkel α zur Horizontalen erstreckt. Der dynamische Rost des Separationsbereichs grenzt beispielsweise direkt an den dynamischen Rost des Grobgutkühlers an oder zwischen diesen ist beispielsweise eine vertikale Stufe ausgebildet. Beispielsweise weist der dynamische Rost des Separationsbereichs den gleichen Anstellwinkel auf wie der dynamische Rost des Grobgutkühlers. Dies bewirkt eine Aufkonzentration des Feinguts in dem Einlaufbereich des Separationsbereichs, sodass dort eine sehr effiziente Separation des Feinguts von dem Grobgut erfolgen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen der Separationsbereich und der Grobgutkühler einen gemeinsamen dynamischen Rost auf, der einen Anstellwinkel α zur Horizontalen aufweist. Der Anstellwinkel beträgt vorzugsweise 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 4°, insbesondere 3° zur Horizontalen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der dynamische Rost des Separationsbereichs einen Anstellwinkel auf, der sich von dem Anstellwinkel des dynamischen Rosts des Grobgutkühlers unterscheidet. Beispielsweise ist der Anstellwinkel des dynamischen Rosts des Separationsbereichs geringer oder höher als der Anstellwinkel des dynamischen Rosts des Grobgutkühlers. Dies bewirkt beispielsweise eine gezielte Ausbildung einer Senke in einem Bereich des Separationsbereichs des Kühlers.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der dynamische Rost des Separationsbereichs horizontal. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Feingutkühler einen dynamischen Rost auf, der sich horizontal erstreckt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der dynamische Rost des Separationsbereichs und des Grobgutkühlers jeweils eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Fördereinheit um einen Schubförderer oder einen Schubbodenförderer. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Förderelemente an dem Einlaufbereich des Grobgutkühlers eine Oberfläche auf, die derart ausgebildet ist, dass der Reibungskoeffizient zwischen dem zu kühlenden Schüttgut und den Förderelementen relativ zu dem Auslaufbereich des Grobgutkühlers erhöht ist. Beispielsweise ist der Reibungskoeffizient in dem ersten Drittel der Förderelemente des Grobgutkühlers höher als in dem übrigen Bereich der Förderelemente. Vorzugsweise ist die Oberfläche an einem Grobgutkühlereinlaufseitigen Bereich mit einer Mehrzahl von Mitnehmern versehen oder weist eine höhere Rauheit auf verglichen mit dem gegenüberliegenden Ende der Förderelemente.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt sich an den Materialeinlass ein Kühlereinlaufbereich an, der einen statischen Rost umfasst und wobei zwischen dem statischen Rost des Einlaufbereichs und dem dynamischen Rost des Grobgutkühlers oder zwischen dem dynamischen Rost des Separationsbereichs und dem dynamischen Rost des Grobgutkühlers ein vertikaler Versatz von mindestens 700mm bis 1200mm, vorzugsweise mindestens 800mm bis 1100mm, insbesondere 900mm ausgebildet ist.
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An den statischen Rost schließt sich vorzugsweise direkt die vertikale Stufe an, sodass der statische Rost des Einlaufbereichs in einem der Stufe entsprechenden vertikalen Abstand zu dem dynamischen Rost des Separationsbereichs angeordnet ist. Unter der Stufe ist ein, insbesondere vertikaler, Versatz zwischen dem statischen Rost und dem dynamischen Rost zu verstehen. Nach einer Erkenntnis der Erfinder sorgt eine vertikale Stufe zwischen dem statischen Rost und dem dynamischen Rost dafür, dass das Schüttgut eine Auflockerung erfährt, welche eine verbesserte Durchströmbarkeit des Schüttguts mit Kühlluft hervorruft. Das Schüttgut strömt von dem statischen Rost auf den dynamischen Rost und führt dabei eine vertikal nach unten gerichtete Fallbewegung aus. Diese Bewegung des Schüttguts sorgt für eine Auflockerung des Schüttguts und eine damit einhergehende bessere Durchströmbarkeit des Schüttguts mit Kühlluft. Eine bessere Durchströmbarkeit des Schüttguts führt dazu, dass höhere Schüttgutschichtdicken auf den dynamischen Rost aufgegeben werden können und gleichzeitig die gewünschte Kühlung des Materials auf vorzugsweise weniger als 100°C erreicht werden kann, ohne den dynamischen Rost zu verlängern. Die auf dem dynamischen Rost aufliegende Schüttgutschicht beträgt beispielsweise etwa 300mm bis 1100mm, vorzugsweise 700 bis 1000mm, höchstvorzugshalber 900mm. Beispielsweise lagert sich bei der Belüftung von großen Schüttgutschichten die Feingutfraktion des Schüttguts an dem oberen Bereich und die Grobgutfraktion an dem unteren Bereich des Schüttguts an. Dies sorgt wesentlich für eine bessere Durchströmbarkeit des Schüttguts, wobei die zwischen den Grobgutkörnern liegenden Feingutanteile in die obere Schüttgutschicht strömen und somit eine bessere Kühlung der Grobgutfraktion ermöglichen. Des Weiteren sorgt eine voran beschriebene Stufe für eine einfache sich daran beispielsweise anschließende Separation des Schüttguts in einen Feingutanteil und einen Grobgutanteil.
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Beispielsweise sind in der Stufe eine Mehrzahl von Kühllufteinlässe vorgesehen, die beispielsweise in einer Wand, die sich insbesondere über die gesamte oder nur einen Teil der Stufe erstreckt, ausgebildet sind und zum Einlassen von Kühlluft in das Schüttgut dienen.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren 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 Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 3 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 in 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 oder dynamischen Rost 36 des Kühlers 10, wobei das Schüttgut 11 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 optional ein Kühlereinlaufbereich 14 an, der beispielsweise einen statischen Rost 36 umfasst. Bei dem statischen Rost 36 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. Der Schüttwinkel von grobem Klinker (unbelüftet) liegt beispielsweise in einem Bereich von 33° bis 35°, so dass in einer bevorzugten Variante, der statische Rost 36 einen Winkel von 33° bis 35° zur Horizontalen aufweist. Vorzugsweise ist der statische Rost 36 unterhalb des Ofenauslaufs angeordnet, sodass das Schüttgut 11 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 11 insbesondere auf eine Temperatur von weniger als 1150°C abgekühlt. Der statische Rost 36 weist vorzugsweise Durchlässe 38 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.
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Der Kühler 10 weist einen Separationsbereich 16 auf, der sich optional direkt an den Kühlereinlaufbereich 14 anschließt. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Kühler keinen Kühlereinlaufbereich 14 mit dem statischen Rost 36 aufweist. In diesem Fall ist der Separationsbereich 16 des Kühlers 10 derart angeordnet, dass das Schüttgut aus dem Ofenauslauf direkt auf den statischen Rost oder den dynamischen Rost des Separationsbereichs 16 fällt. In dem Separationsbereich 16 wird das Schüttgut in Feingut und Grobgut separiert. Und 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, vorzugsweise geschichtet, 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 16 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 16 von dem Grobgut separierten Feinguts an, wobei der Feingutkühler 22 und der Grobgutkühler 20 parallel zueinander angeordnet sind. Unter der parallelen Anordnung des Feingutkühlers zu dem Grobgutkühler ist keine geometrische Anordnung, sondern eine prozesstechnische Anordnung 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. 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 42, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung F 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.
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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 von Ventilatoren 44 auf, mittels welcher Kühlluft von unten durch den dynamischen Rost 42 strömt.
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Der Feingutkühler 22 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 40, der eine Fördereinheit mit einer Mehrzahl von in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung F bewegbaren Förderelementen zum Transport des Schüttguts in Förderrichtung aufweist, wobei es sich beispielsweise um einen voran beschriebenen Schubförderer oder Schubbodenförderer handeln kann.
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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 abgewandten Ende 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 auf, die in 1-3 nicht dargestellt sind. Bei dem Separationsmittel kann es sich beispielsweise um eine Wand handeln, die zwischen dem Separationsbereich 16 und dem Feingutkühler 22 angeordnet ist und sich vorzugsweise in Förderrichtung des Schüttguts erstreckt. Die Oberkante der Wand bildet vorzugsweise den Feingutauslass 34 zum Auslassen des Feinguts aus dem Separationsbereich 16. Der Separationsbereich 16 und der Feingutkühler 22 sind beispielsweise über Materialrutschen miteinander verbunden.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung eines in 1 beschriebenen Kühlers 10. Der Separationsbereich 16 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 40 auf, der sich in Förderrichtung F an den statischen Rost 36 anschließt. Der Grobgutkühler 20 weist einen dynamischen, insbesondere bewegbaren, Rost 42 auf, der sich in Förderrichtung F an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 anschließt.
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Der dynamische Rost 42 des Grobgutkühlers 20 weist einen Anstellwinkel α zur Horizontalen auf. Der Anstellwinkel α beträgt beispielsweise 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 4°, insbesondere 3°. Der dynamische Rost 42 ist vorzugsweise in Förderrichtung F ansteigend angebracht, sodass das Material bergauf transportiert wird.
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Der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 erstreckt sich vorzugsweise horizontal. Es ist ebenfalls denkbar, dass der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 ebenfalls einen Anstellwinkel α zur Horizontalen, der beispielsweise 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 4°, insbesondere 3° beträgt. Beispielsweise sind die Förderelemente, vorzugsweise die Förderplanken oder die Mitnehmer, derart ausgebildet, dass sie an dem Grobgutkühlereinlaufseitigen Endbereich einen höheren Reibungskoeffizienten aufweisen als an dem gegenüberliegenden Endbereich, sodass die Reibkraft zwischen dem zu kühlenden Material und der Oberfläche des dynamischen Rosts erhöht ist.
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Zwischen dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist optional eine Stufe 47, ausgebildet. Bei der Stufe 47 handelt es sich beispielweise um einen vertikalen Höhenversatz zwischen dem statischen Rost 40 und dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Stufe 47 mindestens 700 - 1200mm, vorzugsweise 800 - 1100mm, insbesondere 900 - 1000mm. Die Stufe 47 ist vorzugsweise maximal 3000mm hoch. Die Stufe 47 der 2 weist vorzugsweise eine in Förderrichtung F konstante Höhe auf, da der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 beispielhaft horizontal verläuft. Innerhalb des Stufe 47 ist beispielhaft ein Wandelement 46 angeordnet, das sich direkt an den dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 in Förderrichtung F anschließt, sodass das Schüttgut 11 von dem dynamischen Rost 40 auf das Wandelement 46 fließt. Das Wandelement 46 ist beispielsweise statisch oder dynamisch ausgebildet, wobei ein dynamisches Wandelement 46 in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F bewegbar angebracht ist. Vorzugsweise weist der Kühler 10 einen nicht dargestellten Antrieb auf, der mit dem dynamischen Wandelement 46 in Verbindung steht und dieses in Förderrichtung F und entgegen der Förderrichtung F antreibt. Das Wandelement 46 erstreckt sich beispielsweise in vertikaler Richtung oder in einem Winkel von etwa 20 - 90°, vorzugsweise 40 - 60°, insbesondere 45° zur Horizontalen, vorzugsweise zu dem dynamischen Rost 40 und/ oder 42, sodass das Schüttgut 11 in Förderrichtung F entlang des Wandelements 46 gleitet. Es ist ebenfalls denkbar, dass das Wandelement 46 als Schieber, Plattenelemente, Stangenelemente oder beispielsweise Förderschnecke ausgebildet ist.
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Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Kühlereinlaufbereichs 14 ist mit H1 bezeichnet. Die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 ist mit H2 bezeichnet und die Schüttguthöhe des Schüttguts auf dem dynamischen Rost 40 des Grobgutkühlers 20 ist mit H3 bezeichnet.
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3 zeigt einen Kühler 10, der im Wesentlichen dem in 1 und 2 dargestellten Kühler 10 entspricht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zur 2 weisen der dynamische Rost 40 des Separationsbereichs 16 und der dynamische Rost 42 des Grobgutkühlers 40 den gleichen Anstellwinkel auf und sind stufenlos nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Roste 40, 42 als ein dynamischer Rost ausgebildet, sodass der Separationsbereich 16 und der Grobgutkühler 42 zusammen einen gemeinsamen dynamischen Rost aufweisen. Der gemeinsame Rost weist beispielsweise einen Anstellwinkel α zur Horizontalen, der beispielsweise 1° bis 5°, vorzugsweise 2° bis 4°, insbesondere 3°.
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Im Betrieb des Kühlers 10 der 1 bis 3 fällt Schüttgut 11 von einem Ofenauslass optional in den Einlaufbereich 14 des Kühlers 10. In dem Einlaufbereich 14 wird das Schüttgut 11 auf eine Temperatur von weniger als 1100°C abgekühlt, wobei eine vorzugsweise vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des zu kühlenden Schüttguts 11 stattfindet. Die Verweilzeit des Schüttguts auf dem statischen Rost 36 des Einlaufbereichs 14 beträgt vorzugsweise etwa 100 bis 300 Sekunden. Auf dem statischen Rost 36 sind sowohl Grobgut als auch Feingut vorhanden und beispielsweise über die Höhe und Länge des Schüttgutbetts 11 verteilt. Es ist auch denkbar, dass in der oberen Schüttgutschicht ein höherer Feingutanteil als in der unteren Schüttgutschicht ist. Um eine vollständige Erstarrung der flüssigen Phase des Schüttguts 11 in dem Einlaufbereich 14 zu erreichen, beträgt die Höhe H1 des Schüttgutbetts 11 beispielsweise 300 - 1000m, vorzugsweise 600mm.
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An den dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 schließt sich in 2 und 3 beispielhaft eine Zerkleinerungseinrichtung 48 an. Bei der Zerkleinerungseinrichtung 48 handelt es sich beispielsweise um eine Mühle oder einen Brecher mit zumindest zwei gegenläufig rotierbaren Brechwalzen und einem zwischen diesen ausgebildeten Brechspalt, in dem die Zerkleinerung des Materials stattfindet. An die Zerkleinerungseinrichtung 48 kann sich beispielsweise ein nicht dargestellter dritter Bereich des Kühlers 10 zum weiteren Kühlen des Schüttguts 11 anschließen. Vorzugsweise weist bei einer solchen Ausgestaltung das Schüttgut bei Eintritt in den dritten Bereich des Kühlers 10 eine Temperatur von mehr als 100°C auf. Vorzugsweise weist das Schüttgut beim Verlassen des Kühlers 10 eine Temperatur von 100°C oder weniger auf.
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Im Betrieb des in 1, 2 und 3 dargestellten Kühlers 10 bildet sich in dem ersten Bereich 14 des Kühlers 10 auf dem statischen Rost 36 eine relative Schüttgutbetthöhe H1 aus, die optimalerweise zwischen 300mm bis 1000mm beträgt. Auf dem dynamischen Rost 40 des Separationsbereichs 16 weist das Schüttgutbett 11 optimalerweise eine relative Schüttguthöhe H2 von 300mm bis 1000mm auf. Die Höhe H3 des Schüttgutbetts 11 auf dem dynamischen Rost 42 des Grobgutkühlers 20 ist optimalerweise 300mm bis 201500mm, vorzugsweise 600mm bis 1500mm. Bei den angegebenen Höhenwerten handelt es sich um die Schüttguthöhe, bei der eine optimale Kühlung des Schüttguts in dem Separationsbereich 16, dem Grobgutkühler 20 und dem Kühlereinlaufbereich 14 erfolgen kann. Bei der genannten relativen Schüttguthöhe H2 ist des Weiteren eine optimale Separation des Feinguts von dem Grobgut möglich. Die relativen Schüttguthöhen H1, H2 und H3 sind mittels der Fördergeschwindigkeit des Schüttguts einstellbar.
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Beispielsweise stellt sich ein optimaler Betrieb des Kühlers 10 dann ein, wenn die Oberfläche des Schüttguts des Separationsbereichs 16 unterhalb der Oberfläche des Schüttguts des Grobgutkühlers 20 liegt, sodass sich vorzugsweise eine in 2 und 3 schraffiert dargestellte Senke in dem Schüttgut ausbildet.
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Die Ausbildung einer Senke in der Schüttgutoberfläche des Separationsbereichs 16 verglichen mit der Schüttgutoberfläche des Grobgutkühlers 20 vereinfacht eine Trennung des Feinguts von dem Grobgut in dem Separationsbereich 16. Der in Förderrichtung F ansteigende Anstellwinkel des dynamischen Rosts 42 des Grobgutkühlers und/ oder des dynamischen Rosts 40 des Separationsbereichs 16 unterstützt die Ausbildung der Senke. Gleichzeitig sorgt ein schräger dynamsicher Rost dafür, dass sich das fluidisierte Feingut im Separationsbereich sammelt. Das Feingut fließt vorzugsweise von dem Grobgutkühler 20 in den Separationsbereich 16 zurück. Generell kann Grobgut über einen vergleichsweise kleinen Anstellwinkel von beispielsweise zwischen 1°-5° bergauf gefördert werden. Insbesondere fluidisiertes Feingut kann dagegen nicht in einem solchen ansteigenden Winkel bergauf gefördert werden, da es sich wie eine frei fließende Masse verhält. Der dynamische Rost des Feingutkühlers 22 ist vorzugsweise horizontal und weist keinen oder nur einen sehr geringen, für die Förderung unerheblichen, Anstellwinkel auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kühler
- 11
- Schüttgut
- 12
- Materialeinlass
- 14
- Kühlereinlaufbereich
- 16
- Separationsbereich
- 18
- Ventilator
- 20
- Grobgutkühler
- 22
- Feingutkühler
- 24
- Ventilator
- 26
- Ventilator Feingutkühler
- 30
- Materialeinlass Feingutkühler
- 32
- Materialauslass Feingutkühler
- 34
- Feingutauslass Separationsbereich
- 36
- statischer Rost
- 38
- Durchlässe
- 40
- dynamischer Rost des Separationsbereichs
- 42
- dynamischer Rots des Grobgutkühlers
- 44
- Ventilatoren
- 46
- Wandelement statisch/dynamisch
- 47
- Stufe
- 48
- Zerkleinerungseinrichtung
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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]
