DE1067785B

DE1067785B - Vorrichtung zum Behandeln von brennbare Substanzen enthaltendem koernigem Gut mit Spuelgas

Info

Publication number: DE1067785B
Application number: DEO5893A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mewes; Dipl-Ing Max Goebel
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1957-12-09
Filing date: 1957-12-09
Publication date: 1959-10-29

Description

Vorrichtung zum Behandeln von brennbare Substanzen enthaltendem körnigem Gut mit Spülgas Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von brennbaren Substanzen enthaltendem körnigem Gut mit Spülgas in einem senkrecht stehenden Schacht, dessen oberer und unterer Teil verschiedene Durchmesser besitzen.
Es sind bereits Verfahren und Anlagen zur Wärmebehandlung von Gasen, Flüssigkeiten und auch Schüttgut bekannt, bei welchen die für die Behandlung benötigte Wärme der Reaktionszone durch körnige, hitzebeständige Wärmeträger, vorzugsweise keramischer Art, zugeführt wird. Sowohl das Aufheizen dieser Wärmeträger als auch die Berührung dieser Wärmeträger mit dem zu behandelnden Gut werden in verschiedenster Art ausgeführt, beispielsweise in Schachtöfen, Wirbelschichtöfen u. dgl. Grundsätzlich ist aber das zu behandelnde Gut bei allen diesen Vorrichtungen und Verfahren vollkommen von den aus den Brennern stammenden Rauchgasen abgetrennt, so daß zwischen den Verbrennungsgasen und dem zu behandelnden Gut keine chemische Reaktion eintreten kann.
Es sind auch bereits Schachtöfen zum Brennen von Zement und zur Durchführung von Kalzinierungsverfahren verschiedener Art bekannt, bei welchen ein oberer Ofenteil mit geringerem Durchmesser in einen darunter befindlichen Ofenteil größeren Durchmessers einmündet. Diese Ofenteile können dabei als zylindrische Teile verschiedenen Durchmessers ausgebildet sein oder auch sich konisch nach unten verjüngende Kammern darstellen. An den Mündungsstellen der Ofenteile verschiedenen Durchmessers ineinander sind bei den bekannten Öfen in einem ringförmigen Bereich die Brenner angeordnet. Die aus dem Brenner stammenden Verbrennungsgase dienen aber nicht als Spülgas und verlassen die Reaktionszone, nachdem sie ihre Wärme abgegeben haben, ohne mit dem behandelnden Gut chemisch zu reagieren.
Es ist auch bereits bekannt, bei Schachtöfen einen Brenner zentral anzuordnen und mit einem glockenartigen Einbau zu versehen, um die aus dem Brenner tretende Flamme auf eine größere Oberfläche des Gutes wirken zu lassen. Im Bereich dieses Brennereinbaues kann der Schachtdurchmesser vergrößert sein. Aber auch bei derartigen Schachtöfen ist kein Spülgasdurchfluß vorgesehen, und es tritt auch keine chemische Raktion zwischen dem behandelten Gut und einem Spülgas ein.
Es sind schließlich Schachtöfen bekannt, die einen zentralen Einbau zum Einführen von festem Gut in die Reaktionszone des Ofens besitzen. Auch derartige Öfen lassen keine Behandlung des Gutes mit einem Spülgas zu.
Demgegenüber schafft die Erfindung die Möglichkeit einer Behandlung von brennbare Substanzen enthaltendem körnigem Gut mit Spülgas in einem Schachtofen. Nach der Erfindung sind hierfür ein zentrales, in den Behälter hineinragendes Rohr und ein zwischem dem unteren zylindrischen Stahlmantel größeren Durchmessers und dem in diesen hineinragenden zylindrischen Stahlmantel kleineren Durchmessers des Ofens gebildeter Ringraum zum Zu- und Abführen des durch Mischen von Rückgas und in einer gesonderten Brennkammer erzeugtem Rauchgas erhaltenen Spülgases vorgesehen.
Außer den durch die Verwendung eines Spülgases gegebenen Vorteilen, beispielsweise der leichten und schnellen Verteilung des Spülgases in dem Schüttgut bietet die Erfindung noch besondere Vorteile dadurch, daß die eine Spülgaszu- bzw. -abführeinrichtung als in den Behälter hineinragendes Rohr zentral in diesem angeordnet ist, während die andere Spülgas- bzw. -abführeinrichtung als Ringraum am Ofenumfang liegt. Das Spülgas strömt hierdurch nicht allein senkrecht im Schachtofen, sondern muß auch eine radiale Strömungskomponente aufweisen und erfaßt dadurch das gesamte Gut. Man erhält hierdurch einen besonders günstigen Wirkungsgrad des Ofens bei großer Reaktionsgeschwindigkeit. Außerdem ist sichergestellt, daß das gesamte Gut mit dem heißen Spülgas in Berührung kommt, so daß eine gründliche und schnelle Behandlung des Gutes gewährleistet wird.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind sowohl der Ringraum als auch das zentrale Rohr mit Zu- und Abführleitungen für das Spülgas versehen, die durch Ventile verschlossen werden können. Das Spülgas kann hierdurch entweder von oben nach, unten im Gleichstrom zu dem Schüttgut oder aber auch von unten nach oben; also im Gegenstrom, durch die Vorrichtung geführt werden.
Das zentrale Rohr kann nach der Erfindung höhenverstellbar, z. B. nach Art eines Teleskops, angeordnet sein. Hierdurch läßt sich je nach Wahl das Verhältnis zwischen der senkrechten und der radialen Strömungskomponente des Gases einrichten. Durch Veränderung des Abstandes des Rohres zu den Ringräumen kann die Betriebsweise den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, die Fahrweise an die jeweils vorliegenden Körnungen des Gutes anzugleichen und stets die optimalen Betriebsbedingungen zu erreichen.
Zweckmäßigerweise befindet sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung in dem unteren zylindrischen 1lantel ein konusförmiger Einsatz, in dessen Wandungen das Gut herunterrutscht. An diesen schließt sich ein Abzugrohr für das Schüttgut an, dessen oberer Durchmesser größer als die Durchtrittsöffnung für das Gut ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Gut im unteren Teil der Vorrichtung abzukühlen. Zu diesem Zweck ist in der Wandung- des unteren zylindrischen Mantels eine durch ein Ventil verschließbare Zuleitung für kaltes Gas vorgesehen.
Die Vorrichtung ist für die Behandlung von verschiedenartigem, körnigem, brennbare Substanzen enthaltendem Material geeignet. Sie kann beispielsweise dazu benutzt werden, grüne, d. h. ungebrannte, jedoch bereits geformte Pebbelmasse aufzuheizen, um noch in dieser enthaltene gasförmige und flüssige, brennbare Bestandteile, wie z. B. Formöl, auszutreiben. Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich auch beispielsweise zum Schwelen von Kohle und Brikett, zur Erzeugung rauchfreien Hausbrandes aus brikettiertem Feinkorn, aus Lignit, Braunkohle und Torf.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Der untere Teil eines zylinderförmigen Mantels 1 ragt so in einen darunterliegenden, ebenfalls zylindrischen Mantel 2 hinein, daß zusammen mit dem Böschungskegel 7 des Schüttgutes ein Ringraum 23 gebildet wird. Der Zylinder 2 besitzt einen sich konisch nach unten verjüngenden Einsatz 3. An diesen schließt sich ein Abzugsrohr 4 an, dessen obere Öffnung größer ist als die Durchtrittsöffnung des darüberliegenden Einsatzes. In dem Zylinder 1 sitzt zentral ein sich dachförmig nach unten erweiterndes senkrechtes Rohr 5, das mittels eines Teleskops 6 nach oben und unten verschoben werden kann.
Der Ringraum 23 und das Rohr 5 sind einerseits mit dem Gaszuführungsrohr 11, andererseits mit dem Gasabzugsrohr 16 verbunden.
Die Leitungen können durch Ventile 12, 13, 14 und 15 verschlossen werden.
.Mit 8 ist eine Brennkammer bezeichnet; durch einen Brenner 9 können je nach Beschaffenheit des Heizgases Temperaturen bis zu 1500° C erzeugt werden. Da die Behandlung des Schüttgutes mit einer Eingangstemperatur von 400 bis 500° C erfolgt, wird der Brennkammer kaltes Gas in solcher Menge über ein Ventil 10 zugesetzt, daß das die Brennkammer verlassende Gasgemisch die erforderliche Temperatur aufweist. Als Kaltgas dient vorzugsweise im Kreislauf geführtes, gewaschenes Gas aus dem Prozeß.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das Schüttgut durchläuft die Vorrichtung von oben nach unten. Das in der Brennkammer erzeugte Gasgemisch wird entweder im Gleichstrom zu dem Gut oder im Gegenstrom zu diesem durch die Vorrichtung geleitet.
Im ersten Fall strömt das Gas durch die Leitung 11 über Ventil 14 und das Rohr 5 in das Gut hinein und tritt durch das Ventil 15 aus. Die Ventile 13 und 12 bleiben geschlossen. Soll das Gas im Gegenstrom zu der Bewegung des Schüttgutes durch die Vorrichtung strömen, werden die Ventile 12 und 13 geöffnet, so daß das Gas durch 12 eintritt und über das Rohr 5 und das Ventil 13 austritt. Die Ventile 14 und 15 bleiben in diesem Fall geschlossen.
Über die Leitung 16 gelangt das Gas in den mit 17 bezeichneten Wascher, wo es unter gleichzeitiger Kühlung gewaschen wird. Durch ein Gebläse 19 wird es dann in die Leitung 18 gesaugt und durch das Rohr 20 im Kreislauf über das Ventil 10 in die Brennkammer 8 zurückgeführt.
Ein Teil des kalten Gases wird von der Leitung 20 abgezweigt und durch ein Ventil 21 in den unteren Teil des Zylinders 2 gegeben, wo es zur Kühlung des Schüttgutes dient.
Der Gasüberschuß wird über das Fackelrohr 22 ins Freie gelassen.
Verwendet man Behandlungstemperaturen von nicht mehr als 500° C, so wird als Material für die zylindrischen Wandungen Walzblech benutzt. Für höhere Temperaturen nimmt man entsprechendes warmfestes Material.
Die Vorrichtung kann auch mit rechteckigem Grundriß ausgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Behandeln von brennbare Substanzen enthaltendem körnigem Gut mit Spülgas in einem senkrecht stehenden Schacht, dessen oberer und unterer Teil verschiedene Durchmesser besitzen, gekennzeichnet durch ein zentrales, in den Behälter (1) hineinragendes Rohr (5, 6) und einem zwischen dem unteren zylindrischen Stahlmantel (2) größeren Durchmessers und dem in diesen hineinragenden oberen zylindrischen Stahlmantel (1) kleineren Durchmessers gebildeten Ringraum (23) zum Zu- und Abführen des durch Mischen von Rückgas und in einer gesonderten Brennkammer (8) erzeugtem Rauchgas erhaltenen Spülgases.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Ringraum (23) als auch das zentrale Rohr (5) mit Zu- und Abführleitungen für das Gas versehen sind, die durch Ventile (13, 14, 15, 16) verschlossen werden können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (5) höhenverstellbar, z. B. nach Art eines Teleskops, ange-. ordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem unteren zylindrischen Mantel (2) ein sich in Bewegungsrichtung des Gutes verjüngender konusförmiger Einsatz (3) befindet, an dessen Wänden das Gut herunterrutscht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Austrittsrohr (4) für das Schüttgut, welches sich an den unteren Mantel (2) anschließt und dessen oberer Durchmesser größer ist als die Durchtrittsöffnung für das Schüttgut.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des unteren zylindrischen Mantels (2) eine durch ein Ventil (21) verschließbare Zuleitung für kaltes Gas sitzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 704 397, 957 839; USA.-Patentschriften Nr. Re 23 087, 2 274 003, 2 518 490, 2 740 619; britische Patentschrift Nr. 742 802; französische Patentschrift Nr. 550 031; schweizerische Patentschrift Nr. 283 414; österreichische Patentschrift Nr. 189 982.