DE1083746B

DE1083746B - Device for preheating cement raw meal or similar fine-grained solid materials, which are then burned or sintered in a kiln

Info

Publication number: DE1083746B
Application number: DEP20271A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bernd Helming
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1958-03-05
Filing date: 1958-03-05
Publication date: 1960-06-15

Description

Einrichtung zum Vorerhitzen von Zementrohmehl oder ähnlichen feinkörnigen festen Stoffen, die anschließend in einem Brennofen gebrannt oder gesintert werden Bekannte Anlagen dieser Art bestehen aus mehreren Zyklonen, die vorzugsweise übereinander angeordnet und so miteinander verbunden sind, daß mittels eines Gebläses Ofenabgase durch die einzelnen Zyklone gesaugt werden und die Staubaustragsrohre der jeweils höher gelegenen Zyklone in den zum jeweils tiefer angeordneten Zyklon führenden Gasstrom einmünden. Man, hat dabei für die Aufhängung der einzelnen Zyklone ein entsprechend großes Gerüst benötigt und die Zyklone beispielsweise in zwei Reihen angeordnet, wobei die Zyklone einer jeden Reihe derart versetzt zueinander sind, daß ein Zyklon der einen Reihe in Höhe der Lücke angeordnet ist, die zwischen zwei Zyklonen der Nachbarreihe bleibt. Dabei hat man das Abgasrohr eines jeden Zyklons zunächst senkrecht hoch und dann etwa waagerecht zum nächstliegenden Zyklon geführt, wobei die Staubaustragsrohre des jeweils höheren Zyklons in das Abgasrohr des jeweils tieferen Zyklons einmünden. Einrichtungen dieser Art haben infolge der versetzten. Anordnung der einzelnen Zyklone eine erhebliche Bauhöhe, insbesondere wenn zur Ausnutzung eines vorhandenen Wärmegefälles der Abgase mehrere Zyklone übereinander angeordnet werden müssen. Ein weiterer Mangel der bekannten Anlagen besteht in der Verwendung der zahlreichen Rohrkrümmer, die sehr oft gereinigt werden müssen, wozu die gesamte Anlage stillzusetzen ist.Device for preheating cement raw meal or similar fine-grained solid substances that are then burned or sintered in a kiln Known systems of this type consist of several cyclones, which are preferably one above the other arranged and connected to one another that furnace exhaust gases by means of a fan be sucked through the individual cyclones and the dust discharge pipes of each higher cyclones in the one leading to the lower cyclone Open into gas stream. You have one for the suspension of the individual cyclones Correspondingly large scaffolding is required and the cyclones, for example, in two rows arranged, the cyclones of each row being offset from one another in such a way that that a cyclone of one row is arranged at the level of the gap between two Cyclones in the neighboring row remain. You have the exhaust pipe of every cyclone first vertically up and then roughly horizontally to the nearest cyclone, the dust discharge pipes of the higher cyclone in each case into the exhaust pipe of the into deeper cyclones. Facilities of this type have staggered as a result. Arrangement of the individual cyclones a considerable height, especially if for use an existing heat gradient of the exhaust gases several cyclones arranged one above the other Need to become. Another shortcoming of the known systems is their use the numerous elbows that have to be cleaned very often, including all of them System is to be shut down.

Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile restlos beseitigt, indem erfindungsgemäß sämtliche Zyklone an ein gemeinsames vertikales Hauptrohr bzw. einen gemeinsamen vertikalen Hauptschacht angeschlossen sind, in dessen unteres Ende der vom Ofen kommende Abgasstrom einmündet, wobei dieser Hauptschacht zweckmäßigerweise oberhalb der nach dem jeweiligen Zyklon oder den Zyklonen führenden Abgasleitung durch Trennwände unterteilt ist.The invention completely eliminates the disadvantages outlined, by according to the invention all cyclones to a common vertical main pipe or a common vertical main shaft are connected, in the lower At the end of the exhaust gas flow coming from the furnace opens, this main shaft expediently above the exhaust pipe leading to the respective cyclone or cyclones is divided by partitions.

Mit besonderem Vorteil kann der Hauptschacht den Träger für die gesamte Anordnung bilden, so daß ein zusätzliches Gerüst in Wegfall kommen kann. Der Hauptschacht bidet eine tragende Säule, an der die einzelnen Zyklone hängen. Das Staubaustragsrohr eines jeweils höher liegenden Zyklons kann dabei in das vom Hauptschacht nach dem jeweils tiefer gelegenen Zyklon führende Abgasrohr einmünden, oder es mündet oberhalb der Stelle in den Hauptschacht ein, an der das vom jeweils tiefer gelegenen Zyklon kommende Abgasrohr an den Hauptschacht angeschlossen ist.With particular advantage, the main shaft can be the carrier for the entire Form an arrangement so that an additional framework can be omitted. The main shaft bidet a supporting column from which the individual cyclones hang. The dust discharge pipe each higher-lying cyclone can be in the from the main shaft to the open into each lower-lying cyclone leading exhaust pipe, or it opens above at the point in the main shaft where the cyclone located below incoming exhaust pipe is connected to the main duct.

Der Wärmeaustausch zwischen dem zu erhitzenden staubförmigen Gut und den vom Ofen kommenden Abgasen wird ganz wesentlich dadurch gefördert werden, daß der gemeinsame Hauptschacht als Wirbelkammer ausgebildet ist, in der die einzelnen Abgasrohre vorzugsweise tangential ein- und ausmünden.The heat exchange between the powdery material to be heated and the exhaust gases coming from the furnace will be promoted quite significantly by the fact that the common main shaft is designed as a vortex chamber in which the individual Exhaust pipes open in and out preferably tangentially.

Je nach den gegebenen Verhältnissen wird man die Zyklone etagenweise in gleichmäßigen Abständen voneinander oder versetzt um den Schacht herum anordnen, wobei die Zyklone jeder Etage in gleicher Höhe liegen.Depending on the prevailing conditions, the cyclones are set up in layers arrange them at equal distances from each other or offset around the shaft, the cyclones of each floor are at the same height.

Die Reinigung der Anlage kann ohne Unterbrechung des Betriebes erfolgen, indem erfindungsgemäß die an den Hauptschacht angeschlossenen Zyklone einzeln oder gruppenweise abschaltbar sind. Die Abgase und das Zementrohmehl werden dann durch parallelliegende Zyklone hindurchgeführt, so daß man die Anlage ohne Unterbrechung in Betrieb halten kann.The system can be cleaned without interrupting operations, by according to the invention the cyclones connected to the main shaft individually or can be switched off in groups. The exhaust gases and the cement raw meal are then through parallel cyclones passed through, so that the plant can be operated without interruption can keep in operation.

Ein besonders zweckmäßiger Aufbau der Einrichtung wird dann erreicht, wenn man den Hauptschacht aus einzelnen aufeinandergesetzten Rohrstücken zusammensetzt, die jeweils die zugehörigen Zyklone trägen. Man kann die Anlage dann aus einzelnen Baugruppen zusammensetzen, die entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen durch weitere Baugruppen ergänzt werden können. In bekannter Weise kann der Durchmesser des Hauptschachtes sich nach oben hin stetig oder absatzweise verringern bzw. können die höher gelegenen Zyklone einen geringeren Durchmesser haben als die tiefer liegenden Zyklone. Durch diese Maßnahmen läßt sich die Gasgeschwindigkeit auf der ganzen Höhe der Anlage den Temperaturverhältnissen anpassen bzw. läßt sich die Gasgeschwindigkeit gering halten. Durch Schräganordnung der Zyklone läßt es sich auch erreichen, daß die Abgasrohre und Staubaustragsrohre als gerade Rohr- Leitungen ausgeführt werd_'en können, so daß Krümmer, die oft zu Betriebsstörungen führen, vermieden werden können.A particularly expedient structure of the facility is achieved if you put the main shaft together from individual pieces of pipe stacked on top of each other, each of which is sluggish to the associated cyclones. You can then make the system from individual Assemble modules according to the respective operating conditions further assemblies can be added. In a known manner, the diameter of the main shaft decrease or can decrease steadily or intermittently towards the top the higher-lying cyclones have a smaller diameter than the lower-lying ones Cyclones. Through these measures, the gas velocity can be reduced over the entire height adapt the system to the temperature conditions or the gas velocity keep it low. By arranging the cyclones at an angle, it can also be achieved that the exhaust pipes and dust discharge pipes as straight pipe cables can be carried out so that elbows, which often lead to operational malfunctions, can be avoided.

Der Erfindungsgedanke läßt verschiedene konstruktive Ausführungsmöglichkeiten zu. Einige davon sind in der Zeichnung wiedergegeben; und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Einrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform und .The idea of the invention allows various structural design options to. Some of them are shown in the drawing; namely, Fig. 1 shows a a schematic representation of an embodiment of the device, FIG. 2 a schematic representation Representation of another embodiment and.

Fig.3 bis 5 Schemadarstellungen über die verschiedenartige Anordnung. der Zyklone im Verhältnis zum Hauptschacht.3 to 5 are schematic representations of the various types of arrangement. of the cyclones in relation to the main shaft.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 schließt sich an den Drehrohrofen 1 der senkrecht stehende Hauptschacht 2 an, welcher die Zyklone 3, 3' und 4, 4' trägt. Die Abgase des Ofens 1 gelangen in der gestrichelt eingezeichneten Weise in den Schacht 2, in welchem sie nach oben steigen.In the arrangement according to FIG. 1, the rotary kiln 1 is connected the vertical main shaft 2, which carries the cyclones 3, 3 'and 4, 4'. The exhaust gases from the furnace 1 reach the in the manner shown in dashed lines Shaft 2, in which they climb up.

In die Zyklone 3, 3' bzw. 4, 4' münden vorzugsweise tangential die Abgasrohre 5, 5' bzw. 6, 6' ein. Die Staubaustragsrohre 7 und 7' der oberen Zyklone, die je mit einem Absperrorgan 8 ausgerüstet sind, münden in den Hauptschacht 2 ein, und zwar oberhalb der Stelle, an welcher die von den unteren Zyklonen 3 bzw. 3' wegführenden Abgasrohre 9 bzw. 9' in den Hauptschacht 2 einmünden. Unterhalb der letztgenannten Anschlußstelle sitzt im Schacht 2 ein Trichtereinsatz 10, der mit einem Sperrglied versehen ist und eine Art Trennwand im Schacht 2 bildet, welche die aus dem Ofen 1 hochsteigenden Abgase zwingt, zunächst in die Zyklone :3 und 3' einzutreten. Die Staubaustragsrohre 11 und 11' der unteren Zyklone, die wiederum mit einem Absperrorgan 12 ausgerüstet sind, münden in eine zum Drehofen 1 führende Schurre 13. Die Abgasrohre 14 und 14' der oberen Zyklone sind an das Gebläse 15 angeschlossen, welches die Abgase durch den Schacht und die Zyklone hindurchfördert und gegebenenfalls durch einen nicht dargestellten Filter ins Freie entweichen läßt.The cyclones 3, 3 'and 4, 4' preferably open tangentially Exhaust pipes 5, 5 'or 6, 6'. The dust discharge pipes 7 and 7 'of the upper cyclones, each equipped with a shut-off device 8, open into the main shaft 2, above the point at which the lower cyclones 3 and 3 ' The exhaust pipes 9 or 9 'leading away open into the main shaft 2. Below the The latter connection point sits in the shaft 2, a funnel insert 10, which with a locking member is provided and forms a kind of partition in the shaft 2, which forces the exhaust gases rising from the furnace 1 to first enter the cyclones: 3 and 3 'to enter. The dust discharge pipes 11 and 11 'of the lower cyclones, which in turn are equipped with a shut-off device 12 open into a rotary kiln 1 leading Chute 13. The exhaust pipes 14 and 14 'of the upper cyclones are connected to the fan 15 connected, which conveys the exhaust gases through the shaft and the cyclones and, if necessary, can escape into the open through a filter (not shown).

Die Beschickung der Anlage mit Zementrohmehl erfolgt über die Leitung 16 entweder mechanisch oder pneumatisch. Der pneumatischen Einführung des staubförmigen Brenngutes ist der Vorzug zu geben, da das Rohmehl hierbei mit erheblichem Druck und erheblicher Geschwindigkeit von oben nach unten gerichtet in den Schacht eingeblasen werden kann. Dadurch entsteht eine auf Gegenstrom beruhende Intensivierung des Wärmeaustausches gleich an der Aufgabestelle. Gleichzeitig entsteht eine erhebliche Durchwirbelung von Gas und Gut, die den Wärmeaustausch noch weiter begünstigt.The plant is fed with raw cement meal via the pipe 16 either mechanical or pneumatic. The pneumatic introduction of the powdery Preference is given to the items to be burned, as the raw meal exerts considerable pressure and blown into the shaft at a considerable speed from top to bottom can be. This creates an intensification of the heat exchange based on countercurrent right at the delivery point. At the same time, there is considerable turbulence of gas and goods, which further favors the exchange of heat.

Zweckmäßigerweise münden die Abgasrohre tangential in den Hauptschacht 2 ein, um den Abgasen auf diese Weise einen Drall zu erteilen und dieselben zusammen mit dem Rohmehlgut durchzuwirbeln. Selbstverständlich können auch weitere Zyklone-an den Hauptschacht angeschlossen sein; -die, -mit den gezeigten Zyklonen in gleicher Höhe liegend, versetzt dazu angeordnet sind oder in einer noch höheren Etage liegen.The exhaust pipes expediently open tangentially into the main shaft 2 in order to impart a swirl to the exhaust gases in this way and to swirl them through together with the raw meal material. Of course, further cyclones can also be connected to the main shaft; -the, - are located at the same height as the cyclones shown, offset from this or are located on an even higher floor.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 ist die gesamte Anlage in einzelne Baugruppen unterteilt, die übereinandergesetzt sind und wobei zu jeder Baugruppe der Teil eines Hauptschachtes und mehrere in gleicher Höhe angeordnete Zyklone gehören.In the arrangement according to FIG. 2, the entire system is divided into individual Subassemblies, which are placed on top of each other and with each assembly the part of a main shaft and several cyclones arranged at the same height belong.

Die Anlage besteht aus den Schachtteilen 20, 21, 22 und 23, die aufeinandergesetzt sind und je eine Plattform 24 tragen. Der untere Teil 20 schließt sich in der üblichen Weise an den nicht mit dargestellten Drehofen an, während der obere Teil 23 mit dem ebenfalls nicht dargestellten Gebläse in Verbindung steht und Aufgabeschleusen 25 für das zu erhitzende Material trägt.The system consists of the shaft parts 20, 21, 22 and 23, which are placed on top of one another and each carry a platform 24. The lower part 20 adjoins the rotary kiln (not shown) in the usual way, while the upper part 23 is connected to the fan (also not shown) and carries feed locks 25 for the material to be heated.

Unterhalb einer jeden Plattform 24, die gleichzeitig die Trennwand für den Hauptschacht bildet, sitzen in gleicher Höhe Zyklone 26, 26' usw. beziehungsweise in der nächsthöheren Etage entsprechende Zyklone 27, 27' oder 28, 28'. Es können dabei jeweils zwei oder mehrere Zyklone in gleicher Höhe zur Anwendung kommen, die rund um den Hauptschacht herum angeordnet sind. Vom Hauptschacht 20 aus führt nach den angeschlossenen Zyklonen ein Abgasrohr 29, welches von dem Abgas in der gestrichelt eingezeichneten Pfeilrichtung durchströmt wird. Die aus den Zyklonen wegführenden Abgasleitungen 30 sind von Zyklonenmitte aus zunächst senkrecht nach oben und dann von der Seite her an den darauffolgenden Hauptschachtteil 21 herangeführt.Below each platform 24, which is also the partition forms for the main shaft, sit at the same height cyclones 26, 26 'etc. respectively Corresponding cyclones 27, 27 'or 28, 28' in the next higher floor. It can two or more cyclones are used in the same amount, the are arranged around the main shaft. From the main shaft 20 leads to the connected cyclones an exhaust pipe 29, which from the exhaust gas in the dashed line indicated arrow direction is flowed through. The ones leading away from the cyclones Exhaust pipes 30 are first vertically upwards and then from the center of the cyclone brought up to the following main shaft part 21 from the side.

Die aus jedem - Zyklon herausführenden Staubaustragsrohre 31 hingegen münden in die jeweils tiefer liegenden Abgasrohre 29 ein. In entsprechender Weise erfolgt auch die Gutaufgabe von den Schleusen 25 aus durch Rohrleitungen 32 in die darunter befindlichen, zum höchsten Zyklon führenden Abgasrohre.The dust discharge pipes 31 leading out of each cyclone, however open into the respective lower exhaust pipes 29. In a corresponding way the material is also fed into the locks 25 through pipes 32 the exhaust pipes below, leading to the highest cyclone.

Jede Etage des Schachtes ist in der gleichen Weise ausgebildet, wobei sich wieder, wie vorher, der Schacht nach oben hin verjüngen und der Durchmesser der Zyklone abnehmen kann. Durch nicht weiter dargestellte Absperrschieber od. dgl. lassen sich einzelne Zyklone und Abgasleitungen absperren, so daß man Teile der Anlage zum Zwecke einer Reparatur oder Reinigung stillegen kann, ohne daß der Betrieh unterbrochen werden muß.Each floor of the shaft is designed in the same way, with again, as before, the shaft taper towards the top and the diameter the cyclones can take off. By gate valve, not shown, or the like. can shut off individual cyclones and exhaust pipes so that parts of the Plant for the purpose of repair or cleaning can shut down without the company must be interrupted.

Bei entsprechend stabiler Ausführung des Hauptschachtes können alle Zyklone von ihm getragen werden, wobei ein besonderes Gerüst in Wegfall kommt. Der Hauptschacht kann. nach Art eines Mastes verspannt werden, wobei die einzelnen Plattformen Arbeitsbühnen für das Bedienungspersonal bilden.With a correspondingly stable design of the main shaft, everyone can Cyclones are carried by it, whereby a special frame is omitted. Of the Main shaft can. be braced in the manner of a mast, with the individual platforms Form work platforms for the operating personnel.

In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene weitere Anordnungsmöglichkeiten von Zyklonen Z und Hauptschacht H wiedergegeben. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sitzen die Zyklone 2 beiderseits des Hauptschachtes H in Richtung der Achsen I-II übereinander, bei der Anordnung .gemäß Fig. 4 dagegen sind vier Zyklonenreihen Z in Art von Schraubenlinien III, IV, V und -VI um das Hauptrohr H herum angeordnet, während sie bei Fig. 5 versetzt angeordnet sind. In jedem Fall ist Zahl und Anordnung der einzelnen Zyklone für die Erfindung ohne Bedeutung. Die Zyklone können auch mit ihrer Achse geneigt gegenüber dem Hauptschacht angeordnet- sein, daß die Staubaustragsrohre und AN gasrohre durch möglichst kurze, gerade Rohrleitungen gebildet werden können.In FIGS. 3 to 5, various other possible arrangements for cyclones Z and main shaft H are shown. In the arrangement according to FIG. 3, the cyclones 2 sit on both sides of the main shaft H in the direction of the axes I-II one above the other, in the arrangement arranged around the main pipe H, while they are arranged offset in FIG. In any case, the number and arrangement of the individual cyclones are of no importance for the invention. The cyclones can also be arranged with their axis inclined in relation to the main shaft so that the dust discharge pipes and AN gas pipes can be formed by straight pipes that are as short as possible.

---Ebenso ist es auch möglich, den Schacht in zwei Teile, d. h. in einen oberen und einen unteren Teil, zu unterteilen. Der untere Schachtteil kann dabei mit zwei oder mehr Ausläufen in zwei oder mehr oder auch nur in einen einzigen Zyklon einmünden, wobei der oder die Zyklone ihre Gase an den oberen Schachtteil abgeben.--- It is also possible to divide the shaft into two parts, i.e. H. in an upper and a lower part to divide. The lower shaft part can with two or more outlets in two or more or only in one Open into the cyclone, the cyclone or cyclones delivering their gases to the upper shaft part hand over.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Device for preheating cement raw meal or similar fine-grained solids, which are then put in a kiln be fired or sintered, essentially consisting of several one above the other arranged cyclones, which are connected to each other that by means of one Blower furnace exhaust gases are sucked through the individual cyclones and the dust discharge pipes of the higher situated cyclones the material in the lower one Cyclone transfer flowing gas stream, characterized in that all cyclones are connected to a common vertically extending main shaft, in which the lower end of the exhaust gas stream coming from the furnace opens.

2. Device according to claim 1, characterized in that the dust discharge pipe of a higher lying Cyclones in the one leading from the main shaft to the lower-lying cyclone Exhaust pipe opens.

3. Device according to claim 1, characterized in that the dust discharge pipe of a higher cyclone above the point opens into the main shaft, where the one coming from the lower-lying cyclone The exhaust pipe is connected to the main duct.

4. Device according to claim 1, characterized in that the common main shaft is designed as a vortex chamber is, in which the individual exhaust pipes open preferably tangentially.

5. Establishment according to claim 1, characterized in that the main shaft above the after the individual cyclones leading exhaust pipes divided by a partition is.

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the diameter of the main shaft decreases steadily or intermittently towards the top.

7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Cyclones at regular intervals or offset around the Shaft are arranged around, the cyclones of each floor are at the same height. B.

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the individual cyclones in one or more around the common main shaft Helical lines are arranged.

9. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that several cyclones, lying at the same height, are concentric are arranged around the main shaft in the middle.

10. Establishment according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cyclones individually or can be switched off in groups.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the main shaft is the carrier for the individual cyclones forms.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the higher-lying cyclones have a smaller diameter than the lower ones.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the individual cyclones with one another or with the main shaft connected by straight pipes that are as short as possible and, if necessary, inclined with their axis are arranged.

14. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the main shaft is divided into individual stackable shaft parts, which together with the cyclones connected to it form a self-contained assembly form.