DE1546627C

DE1546627C - Rotating rotary hearth for heating carbonaceous material

Info

Publication number: DE1546627C
Authority: DE
Inventors: J L Short Hills N J Buschow E G Pittsburgh Pa Kemmererjun, (V St A)
Original assignee: Salem Brosius Inc
Current assignee: Salem Brosius Inc
Publication date: 1971-05-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in einer Ofenkammer umlaufenden Drehherd zur Erhitzung kohlenstoffhaltigen Materials mit einer Materialaufgabe an der Peripherie des Herdes, von oberhalb des Herdes in die Materialschicht eingreifenden, ortsfest und in gegenseitigem, radialem Abstand zueinander angeordneten Fördereinrichtungen, wie Krätzer, Pflugscharen, zur Umwälzung und gleichzeitigem Transport des Materials in Richtung Herdmitte sowie Materialabzug im Herdzentrum.The invention relates to one in one Oven chamber rotating rotary hearth for heating carbonaceous material with a material feed on the periphery of the hearth, engaging in the material layer from above the hearth, stationary and conveying devices arranged at a mutual, radial distance from one another, such as dross, Plowshares, for the circulation and simultaneous transport of the material towards the center of the hearth as well Material withdrawal in the hearth center.

Drehherde zum kontinuierlichen Verkoken, Entgasen oder Kalzinieren bzw. Brennen von kohlenstoffhaltigem Material sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, wobei sowohl Herde mit waagerechter Oberfläche und konzentrischen Fördereinrichtungen zur Verlagerung des Materials zum Maierialabzug hin als auch Herde mit starker, trichterförmiger Neigung gebräuchlich sind, bei welchen Krählarme zur Verhinderung des Zusammenbackens des ausschließlich durch die Schwerkraft zum Materialabzug geförderten Materials vorgesehen sind.Rotary stoves for continuous coking, degassing or calcining or burning of carbonaceous Material are known in various embodiments, both stoves with horizontal surface and concentric conveyors for moving the material to the Maierial deduction as well as herds with a strong, funnel-shaped inclination are common, in which Rake arms to prevent the caking together solely by gravity Material withdrawal of conveyed material are provided.

Die bekannten Drehherde weisen den entscheidenden Nachteil auf, daß die Schichtdicke des zu brennenden bzw. zu kokenden Materials im Ofen schwankt, daß also die Bestandteile des Materials unterschiedlich lange und/oder intensiv der Ofenatmosphärc ausgesetzt sfnd. Dieser Nachteil resultiert in erster Linie aus der gleichmäßigen Anstellung und/oder Länge der beim Bekannten Anwendung findenden Krählarme.The known rotary cookers have the decisive disadvantage that the layer thickness of the to be burned or material to be coked in the furnace fluctuates, so that the components of the material sfnd exposed to the furnace atmosphere for different periods of time and / or intensively. This disadvantage results primarily from the even employment and / or length of the application at the acquaintance finding rake arms.

Die Diskontinuität de?· Behandlung in bekannten Herden führt zu Endprodukten unterschiedlicher Eigenschaften und stark schwankender Qualität und macht darüber hinaus die Verwendung bekannter Herde zum Brennen bzw. Verkoken bestimmter Produktc unmöglich.The discontinuity of the treatment in known herds leads to end products of different kinds Properties and highly fluctuating quality and also makes the use better known Stoves for burning or coking certain products impossible.

Beispielsweise führt das Verkoken von bitumenhaltigcr Kohle in herkömmlichen Drehherden unweigerlich zu einem unzureichenden Endprodukt, da der Anteil der zurückbleibenden flüchtigen Stoffe häufig untragbar hoch ist. Darüber hinaus fehlt dem Produkt oft insofern die notwendige Gleichförmig-. keit, als die flüchtigen Stoffe in gewissen Teilen der Charge stärker ausgetrieben bzw. entfernt werden als in anderen Chargenteilen.For example, the coking of bituminous coal in conventional rotary stoves inevitably leads an inadequate end product due to the amount of volatile substances that remain is often prohibitively high. In addition, the product often lacks the necessary uniformity. than the volatile substances are expelled or removed in certain parts of the batch in other batch parts.

Das Brennen von rohem Petrolkoks bringt in bekannten Drehherden häufig ein Zerkleinern der Koksteilchen mit sich, wobei ein Teil des feineren Materials zusammen mit den Verbrennungsprodükten aus dem Herd ausgeblasen wird. Außerdem tritt im '5° Materialbett eine Auftrennung auf, wobei sich die größeren Teilchen frei an die Oberfläche bewegen, während die Feinteilchen in der Mitte des Materialbetts verbleiben. Hierdurch werden die größeren Teilchen gründlicher entgast als die feineren Materialteilchen. The burning of raw petroleum coke often results in the comminution of the known rotary stoves Coke particles with it, with some of the finer material together with the combustion products is blown out of the stove. Also occurs in the '5 ° The material bed separates, with the larger particles moving freely to the surface, while the fines remain in the center of the bed of material. This will make the bigger ones Particles more thoroughly degassed than the finer material particles.

Beim Brennen von Kalkstein treten ebenfalls insofern ähnliche Nachteile bezüglich der Qualitätskonstanz des Endprodukts auf, als hierbei im allgemeinen ein großer Anteil an zu stark gebranntem Kalk erhalten wird, dessen Teilchen an der Außenfläche eine harte Schale aufweisen, die den Löschvorgang verhindert oder verzögert.When burning limestone, there are similar disadvantages with regard to the constancy of quality of the end product, as in general a large proportion of excessively burnt lime is obtained, its particles on the outer surface have a hard shell that prevents or delays the extinguishing process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also einen Drehherd zu schaffen, welcher eine wesentlich verbesserte Kontinuität der Behandlung des aufgegebenen Materials gewährleistet.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the known, in particular So to create a rotary hearth, which a much improved continuity of the treatment of the abandoned Material guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtungen zur Verteilung des Materials auf eine jeweils gleichbleibende Kreisringfläche des Herds und zur Konstanthaltung der Materialtiefe von der Herdmitte in Richtung auf seine Peripherie mit geringer werdendem Abstand angeordnet sind und daß der Herd von der Peripherie zum Materialabzug zur Erleichterung der Materialumkehr in an sich bekannter Weise schräg abfallend oder abgestuft verläuft.According to the invention this object is achieved in that the delivery devices for distribution of the material to a constant circular ring area of the hearth and to keep the Material depth from the center of the hearth towards its periphery with decreasing distance are arranged and that the hearth from the periphery to the material extraction to facilitate the material reversal in a manner known per se, sloping at an angle or in a stepped manner.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß zusätzlich zur erfindungsgemäß erreichten Kontinuität des Brenn- bzw. Verkokungsvorgangs durch die leichte Abschrägung oder Abstufung eine Entlastung der Fördereinrichtungen und ein zuverlässiger Betriebsablauf bei gleichzeitig geringerer Beanspruchung von Antriebs- und Fördereinrichtungen gewährleistet wird. .It is particularly advantageous that in addition to the continuity achieved according to the invention Burning or coking process by the slight bevel or gradation a relief of the Conveyors and a reliable operation with less stress on Drive and conveyor equipment is guaranteed. .

Eine weitere Verbesserung der betrieblichen Kontinuität des Drehherds wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Fördereinrichtungen nachgeordnete Fördervorrichtungen aufweisen, die zur stufenweisen Bewegung des Materials und zum schichtweisen Umwälzen desselben tiefer in das Materialbett eingreifen als die Fördereinrichtungen, wodurch in erster Linie das Verkoken bzw. Brennen von Materialien mit engen Toleranzgrenzen hinsichtlich Verfahrensveränderlicher, wie Temperatur und Zeit, vorteilhaft ermöglicht wird.A further improvement in the operational continuity of the rotary hearth is thereby achieved according to the invention achieved that the conveying devices have downstream conveying devices, which are used in stages Movement of the material and to circulate it in layers deeper into the material bed than the conveyors, which primarily causes the coking or burning of materials with narrow tolerance limits with regard to process variables, such as temperature and time, is advantageously made possible.

Die Erfindung ist in folgenden Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail in the following exemplary embodiments with reference to drawings. It shows

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Drehherd mit den Merkmalen der Erfindung,F i g. 1 is a vertical section through a rotary hearth with the features of the invention,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Fördereinrichtungen des Drehherds gemäß F i g. 1,F i g. 2 shows a plan view of the conveyor devices of the rotary hearth according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Herd gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,Fig. 3 shows a partial section through a stove according to a modified embodiment of the invention,

Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 um 90° gedrehten Schnitt längs der Linie IX-IX in F i g. 5 undFIG. 4 shows one rotated by 90 ° with respect to FIG. 3 Section along the line IX-IX in F i g. 5 and

Fig. 5 eine Teilaufsicht auf den Drehherd gemäß F i g. 3 und 4.5 shows a partial plan view of the rotary hearth according to FIG. 3 and 4.

Gemäß F i g. 1 ist die Fläche 11 eines Drehherds 10 von ihrem Außenrand aus abwärts in Richtung auf einen zentralen, axial angeordneten Materialabzug 12 geneigt. Der Drehherd 10 ruht auf Abstand voneinander an einem Rahmen 14 angeordneten Rollen 13 und wird durch einen Motor über ein Getriebe in Drehung versetzt. Am Außenumfang der Fläche 11 ist ein Begrenzungsring 15 angeordnet, der eine mit Sand 17 gefüllte Mulde 16 trägt. An Stelle von Sand kann jedoch auch Flüssigkeit verwendet werden.According to FIG. 1 is the surface 11 of a rotary hearth 10 from its outer edge downwards in the direction inclined on a central, axially arranged material take-off 12. The rotary hearth 10 rests at a distance from each other on a frame 14 arranged rollers 13 and is driven by a motor via a gearbox set in rotation. On the outer circumference of the surface 11, a limiting ring 15 is arranged, the one with Sand 17 filled trough 16 carries. Instead of sand, however, liquid can also be used.

Der Rahmen 14 weist Verstrebungen 20 auf, die ein aus feuerfestem Material bestehendes Gewölbe 21 mit einem zentralen Abzug 22 tragen. Das Gewölbe 21 weist eine abwärts führende Wand 23 mit einem Flansch 24 auf, der sich in den in der Mulde 16 vorgesehenen Sand 17 hineinerstreckt, so daß der Übergang zwischen dem Gewölbe 21 und dem Herd 10 abgedichtet wird. Im Gewölbe 21 sind Luftzuführungen 25 vorgesehen, die über eine Hauptleitung 26 mit Luft beschickt werden und die Luft abwärts gegen den Herd richten. Die Seitenwände 23 des Ofengewölbes sind mit ZufuhrölTnungcn 27 versehen, welche von einer ebenfalls am Rahmen 14 angebauten Leitung 28 aus mit Luft beschickt werden und die Luft im wesentlichen radial quer über den Herd leiten. Im Ofengewölbc sind Brenner 29The frame 14 has struts 20 which form a vault 21 made of refractory material carry with a central trigger 22. The vault 21 has a downwardly leading wall 23 with a Flange 24, which extends into the provided in the trough 16 sand 17, so that the Transition between the vault 21 and the stove 10 is sealed. In the vault 21 are air inlets 25 provided, which are charged with air via a main line 26 and the air point downwards towards the hearth. The side walls 23 of the furnace vault are provided with feed oil ducts 27, which are supplied with air from a line 28 also attached to the frame 14 and directing the air substantially radially across the hearth. Burners 29 are located in the furnace vault

vorgesehen, welche den Ofen auf Betriebstemperatur bringen und zusätzliche Hitze für bestimmte Reaktionen liefern. Nahe der Seitenwand 23 wird das Gewölbe 21 von einem Zufuhrschacht 30 durchsetzt, der ein lotrecht einstellbares Austragende 31 aufweist, welches sich bis zu einem durch Einstellung auswählbaren Punkt erstreckt, um auf die Herdfläche 11 eine Materialschicht vorbestimmter Dicke aufbringen zu können.provided, which bring the furnace to operating temperature and additional heat for certain reactions deliver. Near the side wall 23, the vault 21 is penetrated by a feed shaft 30, which has a vertically adjustable discharge end 31, which can be adjusted up to a selectable point extends to apply to the hearth surface 11 a material layer of predetermined thickness to be able to.

Zwischen dem Abzug 22 und der Wand 23 ist im Gewölbe ein sich radial erstreckender, U-förmigen Querschnitt besitzender Abschnitt zur verschieblichen Aufnahme von Krätzern 34 vorgesehen, welche je nach der auftretenden Betriebstemperatur aus Vollmaterial oder hohl ausgebildet und mit Kühlflüssigkeit beschickt werden können.Between the trigger 22 and the wall 23 is a radially extending, U-shaped in the vault Section having a cross-section is provided for the displaceable accommodation of dross 34, which each Depending on the operating temperature, made of solid material or hollow and with cooling liquid can be loaded.

Unterhalb des Materialabzugs 12 ist ein umlaufender Austragtisch 50 zur Aufnahme des ausgetragenen Materials vorgesehen, wobei zwischen dem Materialabzug 12 und dem Austragtisch 50 ein feststehender Abstreifer 51 eingebaut ist, der mit einer mit Sand 53 gefüllten, kreisförmigen Mulde 52 versehen ist, in welche ein vom Materialaustrag abwärts geführter Flansch 54 dichtend hineinreicht.Below the material take-off 12 is a rotating discharge table 50 for receiving the discharged Material is provided, with a fixed between the material take-off 12 and the discharge table 50 Wiper 51 is installed, which is provided with a circular trough 52 filled with sand 53, in which a flange 54 guided downwards from the material discharge extends in a sealing manner.

Der Betriebsablauf des Drehherds ist wie folgt: Nach dem Zünden der Brenner 29 zwecks Aufheizung des Ofens auf die von der Art des einzubringenden Materials abhängende, gewünschte Temperatur wird das Behandlungsgut über den Zufuhrschacht 30 eingebracht und kontinuierlich in der gewünschten Dicke und Breite längs des Außenumfangs der Fläche 11 aufgetragen. Bei umlaufendem Herd kommt das Behandlungsgut mit den Krätzern 34 in Berührung. Jeder Satz der Krätzer leitet das auf ihn auftreffende Gut zum benachbarten konzentrischen Ring ab, so daß die Materialbewegung vom Außenrand der Fläche 11 des Drehherds zum Materialaustrag 12 im wesentlichen in spiraligen konzentrischen Ringen von jeweils zunehmender Breite erfolgt, so daß die Oberfläche der enger werdenden Ringe im Sinne einer Konstanthaltung der Materialtiefe ständig größer wird. Diese konzentrischen spiraligen Ringe sind in F i g. 2 zusammen mit der Relativstellung jedes Krätzers gegenüber dem betreffenden Ring schematisch dargestellt. Die lotrechte Stellung der Röstschaufeln bestimmt die bei umlaufendem Herd in jedem Ringabschnitt zurückbleibende Materialmenge. Die Röstschaufeln bewirken ein wiederholtes Mischen und Umwälzen des Materialbetts, während sich das Material vom Herdrand zum Austrag hin abwärts bewegt. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Erhitzung und Umsetzung gewährleistet, wodurch ein absolut gleichmäßiges Endprodukt geliefert wird.The operating sequence of the rotary stove is as follows: After igniting the burner 29 for the purpose of heating of the furnace to the desired temperature depending on the type of material to be introduced the material to be treated is introduced via the feed shaft 30 and continuously in the desired thickness and width along the outer circumference of the surface 11 applied. With circulating In the hearth, the material to be treated comes into contact with the drosses 34. Every set of scabies diverts the material hitting it to the adjacent concentric ring, so that the material movement from the outer edge of the surface 11 of the rotary hearth to the material discharge 12 essentially in a spiral concentric rings of increasing width are made, so that the surface of the narrower expanding rings in the sense of keeping the material depth constant. This concentric spiral rings are shown in FIG. 2 together with the relative position of each dross the ring in question shown schematically. The vertical position of the roasting paddles determines the circulating hearth, amount of material remaining in each ring section. The roasting shovels effect repeated mixing and agitation of the bed of material as the material moves away from the hearth moved downwards towards discharge. This results in a more even heating and implementation guaranteed, whereby an absolutely uniform end product is delivered.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß den F i g. 3 bis 5 ist der Herd 60 stufenförmig abfallend ausgebildet, wobei jeder der konzentrischen Ringe durch eine Stufe 61 festgelegt wird.In the embodiment of the invention according to FIGS. 3 to 5, the hearth 60 is sloping in steps each of the concentric rings being defined by a step 61.

Bei dieser Konstruktion ist außerdem eine abgewandelte Fördereinrichtung vorgesehen, bei welcher jeweils ein Krätzer 70 in Bewegungsrichtung des Herds vor einem anderen Krätzer 71 angeordnet ist. Der erste bzw. in Bewegungsrichtung vordere Krätzer liegt höher als der zweite bzw. nachlaufende Krätzer 71, so daß zunächst eine obere Schicht vonIn this construction, a modified conveyor is also provided in which one dross 70 is arranged in front of another dross 71 in the direction of movement of the hearth. The first or front dross lies higher than the second or trailing one Dross 71, so that initially an upper layer of

ίο der betreffenden Stufe abgestreift und diese an die nächste untere Stufe gegeben wird, woraufhin der zweite Krätzer eine tieferliegende Materiallage abstreift, welche zur oberen Materiallage der nächsten unteren Stufe wird. Auf diese Weise wird ein wiederholtes Umwälzen und Umkehren des Behandlungsgutes gewährleistet. Selbstverständlich kann jedoch die paarweise Krätzer-Anordnung auch bei der eingangs beschriebenen Ausführungsform der Erfindung angewendet werden.ίο stripped of the relevant stage and this to the the next lower level is given, whereupon the second dross scrapes off a lower layer of material, which becomes the upper material layer of the next lower level. This way it becomes a repeated Circulation and reversal of the material to be treated guaranteed. Of course it can the paired dross arrangement also in the embodiment of the invention described at the beginning be applied.

Obgleich bei beiden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung flache, rechtwinklige Krätzer dargestellt sind, können selbstverständlich die unterschiedlichsten Krätzer-Konfigurationen verwendet werden; beispielsweise können sie die Form eines herkömmlichen Riesterpflugs besitzen, um das von den konzentrischen Ringen abgestreifte Material umzuwenden. Although in both of the described embodiments of the invention, flat, right-angled drosses are shown, the most varied of dross configurations can of course be used will; for example, they can have the shape of a conventional Riester plow to remove that of to turn over the material stripped from the concentric rings.

Claims

Patent claims:

1. Rotary hearth rotating in a furnace chamber for heating carbonaceous material with a material feed at the periphery of the hearth, from above the hearth into the material layer engaging, stationary and arranged at a mutual, radial distance from one another Conveyor equipment, such as dross, plowshares, for the circulation and simultaneous transport of the Material in the direction of the center of the hearth as well as material withdrawal in the hearth center, characterized in that that the conveyors (34, 70, 71) for distributing the material to one each constant circular ring area of the hearth and to keep the material depth constant the center of the hearth are arranged in the direction of its periphery with a decreasing distance and that the hearth from the periphery for material extraction to facilitate material reversal in a manner known per se, sloping at an angle or in a stepped manner.

2. Rotary hearth according to claim 1, characterized in that the conveying devices (70) have downstream conveying devices (71) for the step-by-step movement of the material and to circulate it in layers, engage deeper in the material bed than the conveying devices (70).

1 sheet of drawings