DE1758342C3

DE1758342C3 - Wirbelschichtofen zum Blähen von Vulkangestein

Info

Publication number: DE1758342C3
Application number: DE1758342A
Authority: DE
Inventors: Erwin Athen Mack
Original assignee: British & Overseas Minerals Ltd London
Current assignee: British & Overseas Minerals Ltd London
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1968-05-16
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR1565998A; NL161875C; BE715493A; US3511485A; DE1758342B2; GB1152164A; NL161875B; NL6807279A; DE1758342A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschichtofen zum ^J!> Blähen von Vulkangestein, mit einer vertikalen Behandlungskammer in Form eines langen, oben und unten offenen Rohres, das von den Verbrennungsgasen eines unten angeordneten Brenners im Gegenstrom zu dem Vulkangestein durchströmt wird und νο.τ mindestens zwei Mänteln umgeben ist, zwischen denen ein Wärmedämmstoff angeordnet ist, einer Fördereinrichtung, die von einem Aufgabebehälter durch die Mäntel in die Behandlungskammer führt, und einer Einrichtung zur Abscheidung des behandelten Gesteins aus den Verbrennungsgasen.

Es ist bekannt, daß Vulkangestein, wie Perlit, in einem Ofen schwer zu blähen ist und daß befriedigende Ergebnisse nur erhalten werden, wenn Temperatur und Ofenatmosphäre sorgfältig reguliert werden. Bei nicht richtiger Ofenführung wird das Gestein nicht ausreichend expandiert — dann ist sein spezifisches Gewicht für eine industrielle Verwendung zu hoch —, oder es wird überexpandiert und ist dann für technischen Gebrauch zu bröcklig und zerfällt zu leicht zu Staub.

Ein Ofen, der ein Perlit von guter Qualität ergibt, ist in der DE-PS 12 82 260 beschrieben. Er ist mit einem Brenner ausgerüstet, der eine gute Behandlungsatmosphäre liefert. An das obere Ende des Brenners, in dem die Atmosphäre durch Drallmischung von Brennstoff und Luft hergestellt wird, schließt sich eine lange, vertikale Behandlungskammer an, in die der zu blähende Perlit von oben eingefüllt wird. Beim Fall des Perlits durch die Behandlungskammer wird er erhitzt und expandiert. Expandierter Perlit wird von den ^hr> Verbrennungsgasen mitgenommen und aus diesen in bekannter Weise abgeschieden, während nicht ausreichend expandierter Perlit bis zum Boden der Behandlungskammer fällt und mit der Schlacke abgeführt wird.

Ein anderer Ofen zum Erhitzen von Perlit ist aus der AT-PS 2 04464 bekannt Er hat 5m wesentlichen die eingangs genannten Merkmale, und ihm kann — falls erwünscht — noch eine Vorerhitzungskammer zum Vorwärmen des Gesteins vorgeschaltet werden, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 11 99 176 bekannt ist

Es stellte sich nun die Aufgabe, diese bekannten Wirbelschichtöfen so zu verbessern, daß die thermische Behandlung des Vulkangesteins besser gelenkt und beeinflußt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Wirbelschichtofen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Behandlungskammer eine Anzahl von Schlitzen in einer Linie längs des vertikalen Rohres zur Einführung von Luft oder anderen Gasen aufweist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Behandlungskammer des Wirbelschichtofens hat also die Form eines langen, vertikalen Rohres, dessen Wand mit Längsschlitzen versehen ist, durch die Luft oder ein Gas so eingeführt werden kann, daß eine gleichmäßige Verbrennung über die ganze Rohrlänge stattfindet. Das die Behandlungskammer bildende Rohr ist verteilhafterweise von drei Rohrmänteln umgeben, und zwischen den beiden Außenmänteln ist am besten ein Wärmedämmstoff angeordnet. Zwischen den beiden inneren Rohrmänteln befindet sich ein Spiralrohr, durch das des zerkleinerte Gestein in die Behandlungskammer eingeführt und in dem es zugleich vorgewärmt wird. Die das Spiralrohr umgebende Rohrmäntel sind konzentrische Zylinder, die das untere Ende des in die Behandlungskammer hineinragenden Spiralrohrs berühren, das obere Ende des Spiralrohrs tritt aus den äußeren Rohrmänteln aus und ist mit Einrichtungen zur Aufgabe des Vulkangesteins versehen.

Der am unteren Ende des die Behandlungskammer bildenden Rohres angeordnete Brenner kann nach Art des in der DE-PS 12 82 260 beschriebenen Brenners ausgebildet und in dem Rohr hebbar und senkbar sein, um dadurch die Verbrennung in der erwünschten Weise zu lenken.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. IA und IB eine Ausführungsform eines Wirbelschichtofens zum Expandieren von Perlit, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in F ig. 1.

Der Ofen besteht aus einem Brenner 10, aus einer Behandlungskammer 12 und einem Trichter 14, durch den das zerkleinerte Gestein in die Behandlungskammer eingeführt wird, sowie aus einer Anlage zur Abscheidung des expandierten Perlits aus den Verbrennungsgasen. Das untere Ende des Ofens verjüngt sich zu einem düsenförmigen Teil 18, unterdem der Brenner 10 angeordnet ist. Dieser Teil bildet eine Einströmöffnung von der Form eines umgekehrten Doppelkonus, wodurch der Zug nach oben verstärkt wird, so daß ungenügend expandierte Gesteinsteilchen nach oben bewegt werden und nicht nach unten fallen. Das die äußere Begrenzung der Behandlungskammer 12 bildende Stahlrohr 16 hat Längsschlitze 20, durch die vorerhitzte Luft oder ein gasförmiger Brennstoff, beispielsweise Butan, zur Anreicherung der Atmosphäre und zur Regulierung der Temperatur an verschiedenen Stellen zugeführt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Schlitze 20 in Längsrichtung übereinander angeordnet. Das Stahlrohr 16 ist von

einem zylindrischen Mantel 22 umgeben, der mit Ausnahme der Längsschlitze zur Einführung von Luft oder Gas gasdicht ist Den Mantel 22 umgibt konzentrisch ein zweiter zylindrischer Mantel 24, und in dem Raum zwischen den beiden Mänteln 22 und 24 befindet sich ein Spiralrohr 26, dessen eines Ende sich durch den Mantel 22 und durch das Stahlrohr 16 erstreckt Das Spiralrohr 26 liegt an dem Mantel 22 an, damit das durch das Spiralrohr geförderte zerkleinerte Gestein vorerhitzt wird. Das obere Ende des Spirairohrs 26 erstreckt sich durch den zweiten Mantel 24 und durch einen dritten Außenmantel 28 nach außen. Der Außenmantel 28 hai einen rechteckigen oder zylindrischen Querschnitt. Zwischen dem zweiten und dem dritten Mantel befindet sich ein Wärmedämmstoff 30. Das obere Ende des Spiralrohrs 26 mündet in eine Aufgabeöffnung 32, über der der Trichter 14 angeordnet ist. Durch ein Förderband 34 wird dem Trichter 14 in das offene Ende zerkleinertes vulkanisches Gestein aufgegeben.

Der Brenner 10 ist unter der Düse 18 am unteren Ende des Stahlrohres 16 angeordnet, das die Behandlungskammer 12 bildet Der Brenner 10 kann von einer beliebigen Form sein und entweder mit Öl oder Gas betrieben werden. Der Brenner kann gemäß dem in der erwähnten DT-OE beschriebenen Brenner ausgebildet sein, der eine gute Mischung von Brennstoff und Luft ergibt. Die Luft wird am besten mit Hilfe eines Gebläses unter Druck zugeführt. Der Brenner 10 ist so auf einer Grundplatte 34 montiert, daß er nach oben und unten so bewegt werden kann, wodurch der Spalt zwischen Brenner 10 und Düse 18 verändert und die Verbrennung gesteuert werden kann.

An das obere Ende des Stahlrohrs 16 ist an ein waagerechtes Rohr 38 angeschlossen, durch das die π Verbrennungsgase mit dem voll expandierten Perlit zu einer Abscheideanlage 39 geführt werden, aus der das Perlit dann entnommen wird. Zur Kühlung der aus der Behandlungskcmmer 12 kommenden Gase ist ein Einströmrohr 40 vorgesehen, das zu dem horizontalen Rohr 38 führt und durch das eine kleine regelbare Menge kalter Luft eingeführt und mit den heißen Verbrennungsgasen gemischt werden kann. Durch eine Klappe 42 in dem Rohr 40 kann die zugeführte Menge kalter Luft reguliert werden.

Die in F i g. 2 dargestellte Abscheideanlage 39 besteht aus einem zylindrischen Oberteil 44 und aus einem konischen Unterteil 46. Der untere Teil 46 hat einen Kühlwassermantel 48 mit Einström- und Ausströmventilen 50, 51. Am unteren Ende des konischen Teils 46 befindet sich ein Auslaß 52, durch den das expandierte Perlit entnommen wird und in einen Lagerbehälter 54 fällt Das untere Ende des LagerbehäJters 54 verjüngt sich konisch und hat einen Deckel, der durch Ausschwingen geöffnet werden kann, so daß das Perlit aus dem Vorratsbehälter 54 nach unten fällt Von der Mitte des zylindrischen Oberteils 44 geht nach oben ein Ausströmrohr 58 ab, durch das die Verbrennungsgase und der beim Expandieren entstehende Feinstaub abgeführt werden. Das Ausströmrohr 58 ist mit einem waagerechten Rohr 60 verbunden, das an ein Sauggebläse 62 angeschlossen ist das Zug in der Anlage erzeugt. In das Rohr 60 ist eine den Zug regelnde Klappe 64 eingebaut.

Zur Abscheidung des Feinstaubes, der mit den Verbrennungsgasen aus dem Abscheider austritt, dient ein zweiter Abscheider 65, der an das Ausströmrohr 66 des Sauggebläses angeschlossen ist Der Feinstaub wird im Unterteil des zweiten Abscheiders 65 gesammelt und durch ein Ventil 67 einem Sammelbehälter zugeleitet. Die Verbrennungsgase strömen nach oben und treten aus einem Schornstein 68 ins Freie aus.

Das Sauggebläse 62 kann auch hinter dem zweiten Abscheider 65, am unteren Ende des Schornsteins 68, angeordnet sein.

Das zerkleinerte Gestein wird mit Hilfe eines Gutförderers 34 zu der Anlage transponiert und fällt in einen Trichter 14, worin es verbleibt, wenn die Aufgabevorrichtung 32 am Unterteil des Trichters 14 nicht betätigt ist. Die Aufgabevorrichtung 32 reguliert die Gesteinsmenge, die der Behandlungskammer 12 zugeführt wird. Das zerkleinerte Gestein gelangt in das Spiralrohr 26 und wird beim Durchlaufen des Spiralrohrs nach unten durch die von Rohr 16 übertragene Wärme vorerhitzt. Etwas oberhalb der heißesten Zone der Behandlungskammer 12 gelangt das Gestein in das Strahlrohr 16. Beim Fall nach unten im Gegenstrom zu den nach oben strömenden Verbrennungsgasen expandiert das Gestein schnell, bis das spezifische Gewicht des Gesteins so weit erniedrigt ist, daß es von den Verbrennungsgasen nach oben mitgeführt wird. Gestein, daß nicht expandierbar ist, sowie Grus falten durch die Behandlungskammer nach unten und werden unterhalb des Brenners 10 aufgefangen. Das expandierte Perlit wandert mit dem Gasstrom durch das Rohr 16 nach oben bis zu dem Abscheider 39, in dem es im oberen Teil 14 im Laufe einer Wirbelbewegung allmählich abgekühlt, aus dem Gasstrom abgeschieden und im Unterteil gesammelt wird, aus dem es in den Sammelbehälter 54 geleitet wird. Der Feinstaub verläßt den Abscheider und kann zum größten Teil in dem zweiten Abscheider 65 abgetrennt werden, so daß die Verbrennungsgase, die aus dem Schornstein 38i austreten, weitgehend staubfrei sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wirbelschichtofen zum Blähen von Vulkangestein, mit einer vertikalen Behandlungskammer in Form eines langen, oben und unten offenen Rohres, ■> das von den Verbrennungsgasen eines unten angeordneten Brenners im Gegenstrom zu dem Vulkangestein durchströmt wird und von mindestens zwei Mänteln umgeben ist, zwischen denen ein Wärmedämmstoff angeordnet ist, einer Förderein- i'J richtung, die von einem Aufgabebehälter durch die Mäntel in die Behandlungskammer führt, und einer Einrichtung zur Abscheidung des behandelten Gesteins aus den Verbrennungsgasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskam- >⁵ mer(12) eine Anzahl von Schlitzen (20) in einer Linie längs des vertikalen Rohres (16) zur Einführung von Luft oder anderen Gasen aufweist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand der Behandlungskammer (12) mit 2» der als Spiralrohr (26) ausgebildeten Fördereinrichtung in wärmeleitender Berührung steht.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des vertikalen Rohres (16) sich zu einer Düse (18) verjüngt.

4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (10) auf einer unter dem unteren Ende des vertikalen Rohres (16) liegenden Platte (36) montiert ist, die in der Höhe verstellbar ist. ^)ü

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