DE1451148C - Vorrichtung zum unmittelbaren Warmetausch im Gegenstrom zwischen einem schutt fähigem Gut und Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum unmittelbaren Wärmetausch im Gegenstrom zwischen einem schüttfähigen Gut und Gasen bzw. zur Wärmebehandlung des Schüttgutes in einer ringförmigen Behandlungskammer, die seitlich von inneren und äußeren, getrennt drehbar um eine lotrechte Achse angeordneten Wandteilen begrenzt ist, mit einem im Abstand von dem inneren Wandteil angeordneten ringförmigen Herd, der den Boden der Behandlungskammer bildet und um eine zur Achse der Wandteile versetzte Achse drehbar ist, einer abdichtend über der Behandlungskammer angebrachten Abdeckung, die Zuführungseinrichtungen für das Schüttgut und Ableitungseinrichtungen für die in die Kammer eingeführten Behandlungsgase aufweist, sowie einer über dem Herdmittelteil mit Abstand angeordneten Decke, die mit dem inneren Wandteil fest verbunden ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 828 888 bekannt. Die wesentlichsten Nachteile dieser bekannten Vorrichtung bestehen darin, daß die sich über dem Herd befindenden Wandungsteile schwer zugänglich und während des Betriebs der Vorrichtung praktisch nicht überwachbar und reparierbar sind und dadurch Einbußen hinsichtlich der Lebensdauer der Vorrichtung in Kauf genommen werden müssen.

Des weiteren ist aus der französischen Patentschrift 1 103 658 eine Vorrichtung zum unmittelbaren Wärmetausch im Gegenstrom zwischen einem schüttfähigen Gut und Gasen bzw. zur Wärmebehandlung des Schüttgutes in einer ringförmigen Behandlungskammer bekannt, bei der diese Behandlungskammer stationär ist und das Material mittels einer rotierenden Speiseeinrichtung zugeführt wird. Diese rotierende Speiseeinrichtung ist im Innern eines Dachaufbaus angeordnet. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird natürlich die Speiseeinrichtung wärmemäßig stark beansprucht, und außerdem sind diese Speiseeinrichtung und die die Behandlungskammer nach innen begrenzenden Wände während des Betriebs nicht zugänglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs angeführten Art derart auszubilden, daß eine Kühlung der sich über dem Herd befindenden oberen Vorrichtungsteile möglich ist, auch im Verlauf des Betriebs eine Überwachung und gegebenenfalls Reparatur dieser den Behandlungsgasen ausgesetzten oberen Vorrichtungsteile durchgeführt werden kann und dadurch bedingt eine beträchtliche Erhöhung der Lebensdauer erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abdeckung der Behandlungskammer unter Freilassung des von der Behandlungskammer umschlossenen Innenraumes ringförmig ausgebildet ist, wobei am äußeren und inneren Umfang der ringförmigen Abdeckung Dichtungen vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen den Wandteilen und der Abdeckung ermöglichen, und daß die Decke wenigstens teilweise an ihrer Oberseite der Außenluft ausgesetzt ist.

Neben dem Vorteil einer guten Kühlung der hitzebeanspruchten Teile sowie einer Ziigänglichkeit für Reparaturen wird durch die Verwendung der Dichtung am äußeren und inneren Umfang der ringförmigen Abdeckung noch die Möglichkeit der vertikalen Einstellung der über dem Herdmittelteil angeordneten Decke geschaffen, wodurch eine Anpassung des Abstandes zwischen Herdmittelteil und Decke in Abhängigkeit von dem jeweiligen Materialzustand sogar während des Betriebs vorgenommen werden kann.

Vorzugsweise geht von der Mitte der Decke ein Kanal nach oben ab, der einen Abzug der Gase nach außen bzw. eine Zuführung heißer und/oder anderer Behandlungsgase in den Behandlungsraum ermöglicht.

ίο Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Decke drehbar an einem hohlen Schachtteil aufgehängt, der einen Teil des Kanals bildet.

Vorzugsweise ist die Decke kegelförmig ausgebildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in der Decke gas- oder flüssigkeitsgespeiste Brenner vorgesehen sind.

Die Erfindung wird im folgenden an schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer abgewandelten Vorrichtung zur Verwendung mit einem Zementrohrofen,

Fig. 2A einen schematischen Querschnitt der Vorrichtung nach F i g. 2,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer weiteren abgewandelten Vorrichtung, bei der eine Feuerung innerhalb der Vorrichtung vorgesehen ist,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt einer Vorrichtung ähnlich der in Fig. 2, bei der jedoch Einrichtungen vorgesehen sind, um die vom Rohrofen kommenden Heizgase umzuleiten, und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt nach Linie V-V der Fig. 4.

Nach F i g. 1 bildet ein ringförmiger Bodenteil 1 den Herd, über dem die äußeren und inneren Wandteile 2, 2' so angeordnet sind, daß sie eine ringförmige Behandlungskammer 24 einschließen, durch die das Gut, welches getrocknet, erhitzt, gekühlt oder auf andere Weise behandelt werden soll, hindurchgeleitet wird. Nach den Fig. 2 und 3 wird .das Gut durch eine in einer ringförmigen Abdeckung 40 der Kammer 24 befindliche Zuführungsrutsche in die Vorrichtung eingebracht, wobei es sich zu einem Bett aufbaut, welches, zwischen den äußeren und inneren Wandungen 2,2' gehalten und von dem Herd 1 getragen wird.

Der Herd 1 und die Kammerwandungen 2, 2' sind getrennt gelagert, um eine Drehbewegung des Herdes 1 um eine Achse X und der Wandungen 2, 2' um eine versetzte Achse Y zu ermöglichen. Wegen dieser Versetzung der Achsen^ und Y zueinander drehen sich der Herd und die Kammer exzentrisch, so daß als Folge davon das Gut bei der Drehung der Kammer von dem auf dem Herd 1 befindlichen Bett fortlaufend abgetragen und durch eine zentrale Entleerungsöffnung 5 ausgetragen wird, wie es auch bei der in der britischen Patentschrift 828 888 beschriebenen Vorrichtung der Fall ist.

Die innere Wand 2' ist mit einem Dachaufbau 25 vereinigt, der ein Rahmenwerk 26 aufweist und ar: einer lotrechten rohrförmigen Säule oder Hauptsäult 27 aufgehängt ist, welche ihrerseits an einer Spindel 3" befestigt ist, die hängend in einem zentralen Lagerbock 33 drehbar gelagert ist. Das Lager 38 wiederurr wird durch ein Dachgerüst 39 getragen, welches au; den Stützen 13 des Hauptaufbaus aufliegt.

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Die Druckrollen 44 sind drehbar auf lotrechten Die Rinnen 31 und 32 werden, wenn sie mit einer

Achsen gelagert, welche an einer Reihe von Konsolen Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllt sind, ständig

47 angebracht sind, die in Abständen am Umfang des über Rohre gespeist, von denen eines bei 20 gezeigt

Dachgerüstes 39 angeordnet sind und von diesem ist, um die Rinnen bis zur Höhe der Überlaufrohre

getragen werden. Diese Druckrollen 44 stehen in 5 2t und 22 gefüllt zu halten, die in eine an den Stützen

Berührung mit einer kreisförmigen Schiene 45, welche 18 befestigte Abzugsrinne 23 münden,

fest mit dem Rahmenwerk 26 des Dachaufbaus 25 Vorzugsweise ist eine weitere Dichtung 35 zwischen

verbunden ist, so daß sichergestellt ist, daß sich der dem unteren Ende der äußeren Wand 2 und dem

Dachaufbau 25 um die Achse Y dreht und eine seit- Herd 1 vorgesehen.

liehe Bewegung verhindert wird. - io Es ist zu ersehen, daß durch die Schaffung der Die äußere Wand 2 der Kammer 24 ist mit einem Abdichtungen 31, 32 für die äußeren und inneren Reifen 15 versehen, um die Wand 2 drehbar auf einem Wandungen 2, 2' das Rahmenwerk 26 der Außenluft Satz Rollen 16 zu lagern, welche sich auf radial aus- ausgesetzt ist. Der Dachaufbau ist folglich einer direkgerichteten horizontalen Achsen drehen. Die seitlich ten Überwachung und Reparatur zugänglich und wird wirkenden Druckrollen 17 begrenzen die Bewegung 15 auf einer niedrigeren Temperatur gehalten als es bei der äußeren Wand so, daß sie sich um die Achse Y dem geschlossenen Domaufbau der Vorrichtung nach dreht. der britischen Patentschrift 828 888 möglich ist. Der Herd 1 ist auf einem gitterartigen Rahmen Außerdem kann der Dachaufbau mit einer größeren aufgebaut, an dessen Unterseite eine durchlaufende Starrheit und Festigkeit ausgelegt werden, um die Bahn oder Laufbahn 9' vorgesehen ist, durch die er 20 Verwendung einer stabileren feuerfesten und isoliesich drehbar auf den Rollen 9 abstützt, welche in renden Auskleidung 25' als bei der bekannten VorKonsolen angebracht sind, die auf einer Grund- richtung zu gestatten, so daß höhere Betriebstemperaplatte 7 sitzen. Die Grundplatte 7 trägt außerdem türen angewendet werden können, noch die Druckrollen 8, welche auf Spindeln gelagert Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform wersind, die mit Hilfe von Schrauben auf den radial aus- 25 den die heißen Gase von einem Zementrohrofen K gerichteten Führungsbahnen 8' seitlich verschiebbar geliefert, der mit dem BrennerB und den Stützrollen? sind. Die Bezugszahl 30 bezeichnet eine Flüssigkeits- versehen ist. Die von dem Rohrofen kommenden oder andere geeignete Abdichtung, beispielsweise Gase strömen durch einen lotrechten Schacht 5 und Sand, die zwischen dem Herd 1 und einem unter der dann durch die Herdöffnung 5 in das Materialbett, Entleerungsöffnung 5 angeordneten Schachts vorge- 30' welches sich innerhalb der Kammer 24 befindet, sehen ist. Bei dieser Ausführungsform weist der Dachaufbau Der Herd 1 wird durch einen Motor M in Drehung eine kegelstumpfartige Haube 12 auf, deren oberes versetzt, welcher über ein Untersetzungsgetriebe G Ende mit einem Abzugs-bzw. Heizkanal 46 vereinigt ein Antriebsritzel 33 antreibt, das mit einem Antriebs- ist, welcher zu einem Schornstein 54 führt, zahnkranz 34 im Eingriff steht, welches am Außen- 35 Die Schaffung des Abzugs- bzw. Heizkanals 46 umfang des Herdes 1 angebracht ist. ermöglicht es, zusätzliche Gase von einer Hilfsquelle, Bei der gezeigten Ausführungsform ist keine Ein- einem Ofen oder Generator A, in den Zwischenraum richtung vorgesehen, durch die die innere Wand 2' unterhalb der Haube 12 und dann in die ringförmige oder die äußere Wand 2 gedreht werden können. Kammer 24 zu leiten. Ein innerhalb des Schornsteins Beim Betrieb der Vorrichtung, wenn die Kammer 24 40 54 angeordnetes Drosselventil 51 ist normalerweise mit Material gefüllt ist, werden diese Wände jedoch geschlossen, um die durch den Schacht 5 zugeführten durch die Reibung in Drehung versetzt, die von dem Gase und die gegebenenfalls aus dem Ofen A kom-Materialbett auf die Wände 2, 2'ausgeübt wird. menden Gase durch die Kammer 24 zu leiten.. Das ^ Es können jedoch auch, wie bereits erwähnt, der Drosselventil 51 ist geöffnet, wenn der Rohrofen K~ Dachaufbau 25 und mit ihm die innere Wand 2' wie 45 oder der Ofen A angelassen .oder abgeschaltet wird, auch die äußere Wand 2 unabhängig voneinander Der Abzug der Gase aus der Kammer 24 geschieht gedreht werden. Dieses ist erwünscht, wenn weiche mit Hilfe von Abzugskanälen, von denen einer bei 48 oder zerbrechliche Materialien behandelt werden, um gezeigt ist, der in eine Rohrleitung 55 einmündet, die das Material nicht den Scherkräften auszusetzen, die mit einem Ventilator F in Verbindung steht. Eine durch den Reibungswiderstand entstehen. 50 ähnliche Anordnung wird bei der Vorrichtung nach Durch die Flüssigkeits- oder anderen Abdichtun- Fig. 1 angewendet, sie ist jedoch dort nicht dargegen, welche in Form von ringförmigen Rinnen 31, 32 stellt.

in dem Wandaufbau der äußeren bzw. inneren Wan- Nach F i g. 3 weist der Dachaufbau eine kegelfördungen 2, 2' eingebaut sind, wird das Behandlungsgas mige Haube 95 auf, welche mit dem inneren Wandin der Kammer 24 gegenüber der Außenluft abge- 55 teil 100 eine Einheit bildet. Die Haube 95 trägt an schlossen. ihrem oberen Ende eine ringförmige Platte 98 mit Die ringförmige Abdeckung 40 für die Kammer 24 Konsolen, in denen die Rollen 99 gelagert sind, die ist an dem Dachgerüst 39 an am Umfang in Abstän- in einer kreisringförmig gebogenen U-Schiene 101 den angeordneten Punkten aufgehängt und weist nach laufen, die ihrerseits Teil einer Dachplatte 102 ist,

; unten gerichtete Gurtplatten 41 auf, die sich bis 60 an welcher die Haube 95 aufgehängt ist.

^; unterhalb der Oberfläche der in den Rinnen 31, 32 Die Haube, die inneren und äußeren Wandteile

befindlichen Flüssigkeit oder eines anderen Abdich- und der Herd sind mit einer feuerfesten Auskleidung

, tungsmediums erstrecken. 96 und einer wärmeisolierenden Auskleidung 97 ver-

Die überhängenden Schutzplatten 42 sind vorge- sehen. Ähnliche Auskleidungen können für die ent-

: sehen, um einen Verdampfungsverlust des Abdich- 65 sprechenden Teile der anderen dargestellten Aus-

S tungsmediums, falls dieses eine Flüssigkeit ist, oder führungsformen vorgesehen sein.

: ein Verspritzen des Abdichtungsmediums aus den Eine Anzahl Brenner 103, welche unterhalb der

Rinnen 31, 3.2 zu verhindern. Dachplatte angeordnet sind, beheizen den Raum, der

von der Haube 95 und dem Herd 1 gebildet ist. Die Brenner sind zweckmäßigerweise für die Verfeuerung von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen ausgebildet.

Der Zuteiler 105 dient zur Zuführung des Gutes zur Kammer 24. Wie vorher, entweichen die Behandlungs- oder heißen Gase durch die Abzugskanäle, von denen einer bei 106 gezeigt ist.

Bei der in Fig. 4 gezeigten abgewandelten Ausführungsform werden die heißen oder Behandlungsgase, anstatt unmittelbar durch die in dem Herd befindliche Mittelöffnung in die Kammer geleitet zu werden, durch eine Umleitung geführt, wodurch die Gase von der Oberseite des Raumes oberhalb des Herdes zugeführt werden.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung, welche in Verbindung mit einem Zementrohrofen K dargestellt ist, treffen die Gase nach Verlassen des Rohrofens auf eine lotrechte Ablenkwand 60, durch die sie in das erweiterte offene Ende eines Kanals 61 abgelenkt werden, welcher in eine Leitung 62 einmündet, die durch eine waagerechte Abzweigung 63 mit dem Schacht 46' in Verbindung steht, der mit einer kegelförmigen Haube 12', ähnlich wie bei der in F i g. 2 gezeigten Anordnung, eine Einheit bildet.

Dadurch, daß die Gase von einem Punkt oberhalb des Herdes und nicht durch die Mittelöffnung des Herdes von unten zugeleitet werden, strömen die Gase nicht durch das vom Herd ausgetragene Gut hindurch, welches durch die Rutsche oder den Schacht5 in den Rohrofen K fällt. Auf diese Weise wird das Mitführen und Wiederumwälzen des Staubes in den Gasen verringert.

Auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2, 3 und 4 können der Herd und die inneren und äußeren Wandteile getrennt voneinander in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 drehbar angeordnet sein.

Obgleich die Erfindung in bezug auf die Wärmebehandlung von Materialien, z. B. auf die Vorbehandlung von Rohmaterialien, welche bei der Herstellung von Zement benutzt werden, beschrieben und dargestellt wurde, so kann sie jedoch auch bei der Wärmebehandlung von Erzen und anderen Materialien angewendet werden. Die Vorrichtung bietet weiterhin große Vorteile bei der Anwendung in anderen Verarbeitungsprozessen, bei denen eine Kühlung anstatt einer Erhitzung der Materialien stattfindet. "

Eine typische Anwendungsmöglichkeit ist bei der Herstellung von rauchlosen Brennstoffbriketts gegeben, bei der die Hauptschwierigkeit darin besteht, eine zufriedenstellende Kühleinrichtung für die Briketts zu schaffen, nachdem diese die Entgasungsund Brikettierungsanlage verlassen haben. Diese Kühlung muß natürlich in einer sauerstofffreien Atmosphäre stattfinden, um eine Verbrennung der Briketts zu vermeiden. Es ist sehr einfach, die Anordnung so einzurichten, daß die heißen Briketts der Behandlungskammer 24 zugeführt werden und daß ein Strom kalten, inerten oder sauerstofffreien Gases durch das auf dem Herd befindliche Brikettbett hindurchströmt.

Dabei ist es selbstverständlich, daß zur Gewährleistung einer optimalen Abkühlungsgeschwindigkeit und einer ausreichenden Kühlung der Briketts die Umdrehungsgeschwindigkeit des Herdes wie auch der Kammer so eingestellt werden kann, daß die Briketts für die erforderliche Zeitdauer in der Kammer verbleiben.

Weiterhin kann die Vorrichtung auch bei chemischen Prozessen verwendet werden sowie bei der Reinigung oder anderweitigen Behandlung von Gasen mit Festkörpern in körniger, kugelförmiger oder einer anderen speziellen Form. Beispiele hierfür sind die Wärmehärtung von Kügelchen, welche aus Eisenerzkonzentraten geformt werden, ferner die Wärmehärtung und teilweise Reduktion von Kügelchen, welche aus einer Mischung aus Eisenerzkonzentraten und feingemahlenem Koks oder Kohle bestehen, wobei letztere kohlenstoffhaltige Klümpchen ergeben, zwecks Nachreduzierung in einem Schmelzofen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind das Kalkbrennen, einschließlich des Röstens von kalkhaltigen Klümpchen und/oder normalem zerkleinertem Kalkstein, die Erzeugung von leichten Materialien, beispielsweise die Wärmehärtung und Rauchbehandlung von Kügelchen, welche aus Lehm, Schiefer oder anderen geeigneten Mineralien oder aus Kesselflugasche, Flugstaub und anderen Abfallprodukten bestehen, das Trocknen von Kohle einschließlich körnigem Grus.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum unmittelbaren Wärmetausch im Gegenstrom zwischen einem schüttfähigen Gut und Gasen bzw. zur Wärmebehandlung des Schüttgutes in einer ringförmigen Behandlungskammer, die seitlich von inneren und äußeren, getrennt drehbar um eine lotrechte Achse angeordneten Wandteilen begrenzt ist, mit einem im Abstand von dem inneren Wandteil angeordneten ringförmigen Herd, der den Boden der Behandlungskammer bildet und um eine zur Achse der Wandteile versetzte Achse drehbar ist, einer abdichtend über der Behandlungskammer angebrachten Abdeckung, die Zuführungseinrichtungen für das Schüttgut und Ableitungseinrichtungen für die in die Kammer eingeführten Behandlungsgase aufweist, sowie einer über dem Herdmittelteil mit Abstand angeordneten Decke, die mit dem inneren Wandteil fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (40) der Behandlungskammer (24) unter Freilassung des von der Behandlungskammer (24) umschlossenen Innenraumes ringförmig ausgebildet ist, wobei am äußeren und inneren Umfang der ringförmigen Abdeckung (40) Dichtungen (31, 32) vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen den Wandteilen (2, 2') und der Abdeckung (40) ermöglichen, und daß die Decke (25) wenigstens teilweise an ihrer Oberseite der Außenluft ausgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mitte der Decke (25) ein Kanal (46) nach oben abgeht, der einen Abzug der Gase nach außen bzw. eine Zuführung heißer und/oder anderer Behandlungsgase in den Behandlungsraum (24) ermöglicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (25) drehbar an einem hohlen Schachtteil (46') aufgehängt ist, der einen Teil des Kanals (46) bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (25) kegelförmig ausgebildet ist.

.5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Decke (25) gas- oder flüssigkeitsgespeiste Brenner (103) vorgesehen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen