DE1194766B

DE1194766B - Device for introducing bulk material into a pneumatic conveyor system, especially for pulverized coal firing of rotary tube furnaces

Info

Publication number: DE1194766B
Application number: DEP27558A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joachim Schuler
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1961-07-19
Filing date: 1961-07-19
Publication date: 1965-06-10

Description

Vorrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein pneumatisches Fördersystem, insbesondere für Kohlenstaubfeuerungen von Drehrohröfen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein pneumatisches Fördersystem, bestehend aus einem trichterförmigen Wirbelgehäuse, einer senkrecht zu dessen Achse gerichteten und an den Trichtermantel in der Nähe der Gehäusestirnwand angeschlossenen Luftzuführleitung und einer in der Achse des trichterförmigen Gehäuses verlaufenden Gutzufuhr- und Gut-Luft-Gemisch-Förderleitung, wobei die Gutzufuhrleitung durch die Gehäusestimwand geführt ist und die Förderleitung an dem Ende des Wirbelgehäuses anschließt, insbesondere für Kohlenstaubfeuerungen von Drehrohröfen. Hierbei bedarf es zum Erreichen eines günstigen Wirkungsgrades, d. h. einer gleichmäßigen Flammenbildung, einer kontinuierlichen Beigabe des Kohlenstaubes zum als Trägermedium dienenden Primärluftstrom. Die Kohle muß mit der Luft gut durchmischt werden, wenn dieses Gemisch in die zur Brennerdüse führende, unter Druck stehende Gut-Luft-Gemisch-Förderleitung einwandfrei eingeführt werden soll.Device for introducing bulk material into a pneumatic conveyor system, in particular for pulverized coal firing of rotary kilns The invention relates on a device for introducing bulk material into a pneumatic conveyor system, consisting of a funnel-shaped vortex casing, one perpendicular to its axis directed and connected to the funnel jacket near the front wall of the housing Air supply line and one running in the axis of the funnel-shaped housing Material supply and material-air-mixture delivery line, with the material supply line through the housing end wall is guided and the delivery line at the end of the vortex housing connected, especially for pulverized coal firing of rotary kilns. This requires it to achieve a favorable efficiency, d. H. uniform flame formation, continuous addition of the coal dust to the carrier medium Primary air flow. The coal must be mixed well with the air if this Mixture in the pressurized good-air mixture feed line leading to the burner nozzle should be introduced properly.

Diesen Forderungen will ein bekannter Vorschlag dadurch gerecht werden, daß dem Primäriuftstrom das staubförmige Gut durch eine am Vorratsbunker angeordnete Zellenradschleuse zugeführt wird. Es hat sich jedoch hierbei gezeigt, daß in den auslaufenden leeren Zellen ein gewisser Anteil des Primärluftstromes mit hochgeschleust wird und in den Vorratsbunker gelangt. Dieser Anteil wird mit höherer Gasgeschwindigkeit am Düsenaustritt durch den hierzu erforderlichen höheren Druck immer größer. Der Druck- und damit Energieverlust steigt zu einem nicht mehr wirtschaftlich tragbaren Verhältnis. Um dies zu vermeiden, muß die hochgeschleuste Luft aus den Zellen abgeleitet werden, bevor diese im Scheitel des Zuteilers neu aufgefüllt werden können. Außerdem erfordert diese Vorrichtung einen großen apparativen Aufwand und ist sowohl in der Anschaffung als auch in der Unterhaltung sehr kostspielig. A well-known proposal wants to meet these requirements by that the primary air flow the dusty material through a arranged on the storage bunker Rotary feeder is supplied. However, it has been shown here that in the When empty cells run out, a certain proportion of the primary air flow is also funneled upwards and gets into the storage bunker. This proportion becomes with higher gas velocity at the nozzle outlet due to the higher pressure required for this purpose. Of the The loss of pressure and thus energy increases to a level that is no longer economically viable Relationship. In order to avoid this, the air that is blown up has to be discharged from the cells before they can be replenished in the apex of the dispenser. aside from that requires this device a large amount of equipment and is both in the Purchase and maintenance are very expensive.

Ferner ist eine Fördervorrichtung bekanntgeworden, bei der das staubförmige Gut zentral von oben in einem nach unten trichterförmig sich verjüngenden und mit einem zylindrischen Endabschnitt versehenen Wirbelgehäuse eingeführt und von einem höhenverstellbaren Verteiler in den tangential am Wirbelgehäuseboden eingeleiteten, nach oben strömenden Luftstrom ausgetragen wird. Der Luftstrom beschreibt nach seinem Eintritt in die zylindrische Kammer des Wirbelgehäuses einen Potentialwirbel und strömt nach oben in die sich stetig erweiternde Wirbelkammer. Die Potentialströmung übt hierbei einen Sog auf das in der Kammermitte eingebrachte staubförmige Gut aus, erfaßt dieses und trägt es nach außen gegen die geneigte Kammerwand, wo das Gut-Luft-Gemisch in der Nähe der Decke tangential aus dem Wirbelgehäuse austritt. Durch die sich in Strömungsrichtung diffusorartig erweiternde Kammer entstehen große Geschwindigkeitsverluste des Gut-Luft-Gemisches, die für den Feuerungsbrenner ungeeignet sind, sofern dieser eine lange und über ihren Querschnitt nahezu gleichmäßige Verteilung des Brennstoffes aufweisen soll. Außerdem wirkt sich der mit seinem beispielsweise rotierenden Streuteller in dem Unterdruckgebiet in Kammermitte angeordnete höhenverstellbare Zuteiler ungünstig auf den Potentialwirbel und dessen Unterdruckgebiet aus. Durch diese Einflüsse ist eine gleichmäßige Gutzugabe kaum möglich, so daß der Brennprozeß ungünstig beeinflußt wird. Furthermore, a conveyor device has become known in which the dust-like Well centrally from above in a funnel-shaped tapering downwards and with a cylindrical end portion provided vortex housing inserted and from a height-adjustable distributor in the tangentially introduced at the bottom of the vortex housing, upwardly flowing air stream is discharged. The air flow describes after his Entrance into the cylindrical chamber of the vortex housing and a potential vortex flows upwards into the steadily expanding vortex chamber. The potential flow it exerts a suction on what is introduced in the middle of the chamber dusty goods from, detects this and carries it to the outside against the inclined chamber wall, where the good-air mixture emerges tangentially from the vortex casing near the ceiling. Through the Large speed losses occur in the chamber, which widens like a diffuser in the direction of flow of the good-air mixture that are unsuitable for the combustion burner, provided that it is a long and almost even distribution of the fuel over its cross-section should have. In addition, it works with its rotating spreading disc, for example Height-adjustable distributors arranged in the center of the chamber in the negative pressure area are unfavorable on the potential vortex and its negative pressure area. Through these influences is a uniform addition is hardly possible, so that the firing process is adversely affected will.

Weiterhin ist eine pneumatische Fördervorrichtung bekanntgeworden, bei der am Anfang der Förderleitung eine mit Leitschaufeln versehene, mit Druckluft beaufschlagte Ringdüse vorgesehen ist. Dieser Ringdüse fällt die Aufgabe zu, eine rotierende Luftströmung zu erzeugen, in deren Schatten ein Sog entsteht, durch den Fördergut in die Förderleitung hineingesaugt wird. Dieser Fördervorrichtung haftet jedoch der Mangel an, nur einen kurzen Wirbel zu erzeugen; dieser reicht zu einer homogenen Verteilung des Gutes im Luftstrom nicht aus. Furthermore, a pneumatic conveyor device has become known, the one at the beginning of the delivery line is equipped with guide vanes and with compressed air acted upon ring nozzle is provided. This ring nozzle has the task of creating a to generate rotating air currents, in the shadow of which a suction is created through which Material to be conveyed is sucked into the conveying line. This conveyor is liable however, the lack of creating a short vortex; this is enough for one homogeneous distribution of the material in the air flow.

Außerdem kennt man bereits einen pneumatischen Förderer, in dessen düsenartiges Luftwirbelgehäuse ein Schneckenförderer axial hineinreicht. Die Förderluft wird von einem Gebläse senkrecht zur Längsachse des Luftwirbelgehäuses eingeführt, und zwar so, daß der Mund des Stutzens zum Teil in das Luftwirbelgehäuse hineinragt und nahezu zu dessen Mitte gerichtet ist. Dabei trifft der Luftstrom das Um. hüllungsrohr des Schneckenförderers, so daß nur ein schwacher Wirbel innerhalb des Luftwirbelgehäuses entsteht, dessen Intensität durch sich einerseits am Mund des in das Luftwirbelgehäuse hineinragenden Stutzens, andererseits an der Stirnwand des Luftwirbelgehäuses vorhandenen Versteifungsrippen bildende Sekundärwirbel stark vermindert wird. Diese Einrichtung ist deshalb für eine ausreichende Durchmischung von Gut- und Förderluft, wie sie bei einem störungsfreien Förderbetrieb, beispielsweise für Kohlenstaubfeuerungen, erforderlich ist, ungeeignet. In addition, one already knows a pneumatic conveyor in which nozzle-like air swirl housing a screw conveyor extends axially into it. The conveying air is introduced by a fan perpendicular to the longitudinal axis of the air swirl housing, in such a way that the mouth of the nozzle partially protrudes into the air vortex housing and is directed almost towards its center. The airflow hits the Um. cladding tube of the screw conveyor, so only one weak eddies within of the air vortex housing arises, the intensity of which is on the one hand on the mouth of the nozzle protruding into the air vortex housing, on the other hand on the end wall of the air vortex housing existing stiffening ribs forming secondary vortices is decreased. This device is therefore for sufficient mixing of good air and conveying air, as in a trouble-free conveying operation, for example not suitable for pulverized coal combustion.

Diese Mängel zu beseitigen, ist Aufgabe der Erfindung, die dadurch gelöst wird, daß die Luftzufuhrleitung tangential in den Mantel des trichterförmigen Wirbelgehäuses mündet und daß die Gutzufuhrleitung in der Gehäusestirnwand endet. To eliminate these deficiencies is the object of the invention, thereby is solved that the air supply line tangentially into the jacket of the funnel-shaped Vortex housing opens and that the Gutzufuhrleitung ends in the housing end wall.

Bei der Erfindung wird von der bekannten, zuletzt erwähnten Vorrichtung mit einem Luftwirbelgehäuse ausgegangen. Die erfindungsgemäße Ausbildung unterscheidet sich hiervon vor allen Dingen dadurch, daß die Luftwirbelkammer in Strömungsrichtung keine Einbauten aufweist und mit einer tangential in den Kammermantel mündenden Lufteinlaßöffnung versehen ist. The invention is based on the known, last-mentioned device assumed with an air swirl housing. The training according to the invention differs This is mainly due to the fact that the air swirl chamber in the direction of flow has no internals and opens with a tangential into the chamber jacket Air inlet port is provided.

Im Gegensatz zu den eingangs genannten, vorbekannten Vorrichtungen besteht das Vorteilhafte der Vorrichtung nach der Erfindung in einer intensiv wirkenden Wirbelkammer, innerhalb welcher neben einer homogenen Gut-Luft-Verteilung eine große Luftgeschwindigkeit erzielt wird, die einen selbsttätigen, einwandfreien, sich den jeweiligen Druckverhältnissen angepaßten Guteintrag in die Kohlenstaubfeuerung ermöglicht, ohne daß irgendwelche Einbauten zum Einbringen des Gutes, wie Streuteller, Förderschnecken od. dgl., notwendig sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zweckmäßig in ihrer Anwendung bei Dosierbandwaagen, bei denen eine Aufwirbelung des Guts und eine große Staubentwicklung entsteht, wenn vom Brenner her Druckluft in den Bereich der Dosierbandwaage über Undichtigkeiten des vorgeschalteten Zellenrades gelangt. In contrast to the previously mentioned devices the advantage of the device according to the invention is an intensely acting one Vortex chamber, inside which, in addition to a homogeneous good-air distribution, a large one Air speed is achieved, which is an automatic, flawless, the enables material to be introduced into the pulverized coal furnace, which is adapted to the respective pressure conditions, without any built-in components for introducing the material, such as spreading plates, screw conveyors or the like, are necessary. The device according to the invention is particularly useful in their application in weighfeeders, in which the material is whirled up and A large amount of dust is generated when compressed air from the burner enters the area the weighfeeder gets through leaks in the upstream star feeder.

In der Zeichnung ist als Beispiel die Einbringevorrichtung für eine Kohlenstaubfeuerung eines Drehrohrofens schematisch dargestellt. In the drawing, the introduction device for a Coal dust firing of a rotary kiln shown schematically.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung; F i g. 2 zeigt ein Diagramm, das den Druckverlauf bei einem Potentialwirbel im Bereich der Stirnwand der Wirbelkammer darstellt, und F i g. 3 zeigt ein Diagramm, das den Druckverlauf eines echten Wirbels nahe der Austrittsöffnung der Wirbelkammer wiedergibt. Fig. 1 shows a longitudinal section through the inventively designed Contraption; F i g. 2 shows a diagram that shows the pressure curve in the case of a potential vortex represents in the area of the end wall of the vortex chamber, and F i g. 3 shows a diagram, the pressure curve of a real vortex near the outlet opening of the vortex chamber reproduces.

Mit 1 ist der Ventilator bezeichnet, dessen Druckleitung als Luftzufuhrleitung 2 tangential an das trichterförmige Wirbelgehäuse 3 angeschlossen ist. 1 with the fan is referred to, the pressure line as the air supply line 2 is connected tangentially to the funnel-shaped vortex housing 3.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Wirbelgehäuse 3 aus einer sich in Strömungsrichtung verjüngenden Wirbelkammer 4. Diese weist nahe der Gehäusestirnwand5 in ihrem Mantel eine Lufteinlaßöffnung 7 auf. Gegenüber der Gehäusestirnwand5 ist in der Mittellängsachse die Wirbelkammer 3 durch eine Auslaßöffnung8 für das Gut- Luft-Gemisch mit der Gut-Luft-Gemisch-Förderleitung 9' verbunden. An der Gehäusestirnwand 5 des Wirbelgehäuses 3 befindet sich der Guteintrag 6, der mit einer vor der Gehäusestirnwand 5 angeordneten, mit der Wirbelkammer 4 in offener Verbindung stehenden, etwa mittig einmündenden Gutzufuhrleitung 9 in Verbindung steht.According to the illustrated embodiment, there is the vortex housing 3 from a vortex chamber 4 which tapers in the direction of flow the housing end wall 5 has an air inlet opening 7 in its jacket. Compared to the Housing end wall 5 is the vortex chamber 3 in the central longitudinal axis through an outlet opening 8 for the good Air mixture connected to the good-air mixture conveying line 9 '. At the housing end wall 5 of the vortex housing 3 is the good entry 6, the with one arranged in front of the housing end wall 5, with the swirl chamber 4 in the open Connected, approximately centrally opening Gutzufuhrleitung 9 in connection stands.

Bei der in Fig.1 dargestellten Anordnung wird die Primärluft von dem Ventilator 1 über die Luftzufuhrieitung 2 durch die Lufteinlaßöffnung 7 tangential in die Wirbelkammer 4 eingeleitet und bildet sich hier zu einem Potentialwirbel aus. Das aufzugebende staubförmige Gut wird durch eine geeignete Vorrichtung aus einem Vorratsbunker 10 abgezogen und über eine Zuteileinrichtung, beispielsweise Bandwaagell, sowie die sich daran anschließende Gutzufuhrleitung9 in die Wirbelkammer 4 eingebracht. In the arrangement shown in Figure 1, the primary air is from the fan 1 via the air supply line 2 through the air inlet opening 7 tangentially introduced into the vortex chamber 4 and here forms a potential vortex the end. The pulverulent material to be dispensed is selected using a suitable device withdrawn from a storage bunker 10 and via an allocation device, for example Belt scales, as well as the adjoining Gutzufuhrleitung9 in the vortex chamber 4 introduced.

Der als strichpunktierte Linie dargestellte, zur Auslaßöffnung 8 strömende Potentialwirbel übt hierbei im Mittelbereich der Gehäusestirnwand 5 einen Sog auf das einzutragende Gut aus. Durch die Verengung des Strömungsquerschnitts infolge der konischen Ausbildung der Wirbelkammer 4 wird die Reibung zwischen Gas und Gut sowie zwischen beiden und der Wandung vergrößert. Dieses bewirkt, daß der ursprüngliche Potentialwirbel (mit echtem Wirbelkern) nun fast durchweg aus einem echten Wirbel besteht.The one shown as a dash-dotted line, flowing to the outlet opening 8 In this case, potential vortices exert a suction in the central area of the housing end wall 5 the goods to be registered. Due to the narrowing of the flow cross-section as a result the conical design of the swirl chamber 4 is the friction between gas and material as well as enlarged between both and the wall. This causes the original Potential vortices (with real vortex core) now almost entirely from a real vortex consists.

Die sich beim Ein- und Austritt ergebenden unterschiedlichen Druck- und Strömungsverhältnisse in der Wirbelkammer 4 sind in den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Diagrammen wiedergegeben. Bei dem Diagramm nach Fig.2 ist der Druckverlauf beim Eintritt des Luftstromes in die Wirbelkammer als Potentialwirbel, dessen Differenzdruck zwischen Kern- und Außenbereich sehr große Werte annimmt, zu sehen. Wie sich der Druckverlauf beim Austritt des Gut-Luft-Gemisches aus der Wirbelkammer ergibt, ist dem Diagramm nach Fig.3 zu entnehmen. The different pressure levels resulting from entry and exit and flow conditions in the swirl chamber 4 are in the FIGS. 2 and 3 reproduced diagrams shown. In the diagram according to FIG. 2, the pressure curve is when the air flow enters the vortex chamber as a potential vortex, its differential pressure takes on very high values between the core and the outer area. How the The pressure curve when the good-air mixture emerges from the vortex chamber is to be taken from the diagram according to Fig. 3.

Claims

Claim: Device for introducing bulk material into a pneumatic Conveyor system, consisting of a funnel-shaped vortex housing, one vertical directed towards its axis and to the funnel jacket near the end wall of the housing connected air supply line and one in the axis of the funnel-shaped housing running material supply and material-air-mixture conveying line, whereby the material supply line is passed through the housing end wall and the delivery line at the end of the vortex housing connected, in particular for pulverized coal firing of rotary kilns, thereby marked e t that the air supply line (2) tangentially into the jacket of the funnel-shaped Vortex housing (3) opens and that the Gutzufuhrleitung (9) in the housing end wall (5) ends.

Publications considered: German Patent No. 133 410; U.S. Patent No. 2,614,892.