DE1807292B2

DE1807292B2 - PLANT FOR BURNING AND OR SINTERING FINE MATERIAL

Info

Publication number: DE1807292B2
Application number: DE19681807292
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing 4723 Neu beckum Ritzmann
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1968-11-06
Filing date: 1968-11-06
Publication date: 1971-12-16
Also published as: DE1807292A1; DE1807292C3; BR6913811D0; FR2022677A1; US3603568A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Brennen und/oder Sintern von Feingut mit einer Einrichtung zur Vorwärmung des Feingutes, einer mit Brennstoff beschickten Brenn- bzw. Sinterzone mit nachgeschaltetem Feingutabscheider sowie mit einer Kühleinrichtung. The invention relates to a system for firing and / or sintering fine material with a device for preheating the fine material, a combustion or sintering zone charged with fuel with a downstream Fine material separator as well as with a cooling device.

Es sind Anlagen bekannt, bei denen als Brenneinrichtung ein Drehrohrofen vorgesehen ist. Nachteilig ist bei diesen Anlagen mit drehbeweglichen Teilen, daß sie einem erheblichen Verschleiß unterliegen, zur Vermeidung von Betriebsstörungen einer sorgfältigen Wartung bedürfen und große Anlagekosten sowie beträchtlichen Raumbedarf bedingen.Systems are known in which a rotary kiln is provided as the combustion device. Disadvantageous it is in these systems with rotating parts that they are subject to considerable wear, Careful maintenance is required to avoid operational disruptions and high system costs as well as considerable space requirements.

Es sind lerner Anlagen bekannt, die im wesentlichen aus einem vertikalen Schacht bestehen, den das Gut von oben nach unten und das Gas von unten nach oben durchsetzt. Im mittleren Teil des Schachtes ist eine mit einem Brenner bestückte Brennzone vorgesehen, deren nach oben strömende Abgase das Gut vorwärmen, während das gebrannte Gut im unteren Teil des Schachtes von der aufsteigenden Sekundärluft gekühlt wird. Da sich bei derartigen Anlagen das Gut im Gegenstrom zu den Gasen nach unten bewegen muß, ist insbesondere bei pulverförmiger!! oder feinkörnigem Gut die Anwendung hoher Gasströnuingsgeschwindigkciten und damit die Erzielung hoher Durchsatzleistungen ausgeschlossen. Diesen Nachteil weist auch ein weiterer bekannter Schachtofen auf. in den das Gut mittels vorgewärmter Luft oben angeblasen wird, während die Brenngase von unten zugeführt werden.There are learner systems known that essentially consist of a vertical shaft that Well from top to bottom and the gas permeated from bottom to top. In the middle part of the shaft a combustion zone equipped with a burner is provided, the upward-flowing exhaust gases of which the material preheat while the fired material is in the lower part of the shaft from the ascending secondary air is cooled. Since in such systems the goods move downwards in countercurrent to the gases must, especially with powder !! or fine-grained material, the use of high gas flow rates and thus the achievement of high throughput rates is excluded. This one Another known shaft furnace also has a disadvantage. in which the goods are heated by means of preheated air is blown from above, while the combustion gases are supplied from below.

Eine ähnliche unkontrollierbare ReIa 'vbewegung von Gut und Gas ist auch bei einem weiteren bekannten Schachtofen vorhanden, bei dem das Gut von unten nach oben eingeblasen wird und in Gestalt einer Wolke entgegen den aufsteigenden Heißgasen wieder nach unten fallen soll. Die Heißgase werden hierbei durch im unteren Bereich des Ofens, dicht über der Guteinblasstelle angeordnete Brenner erzeugt. Da sich auch bei dieser Einrichtung die Aufenihaltszeil der einzelnen Gutteilchen in der heißen Zone nicht exakt steuern läßt, ist ein gleichmäßiges Brennen des gesamten Materials nicht möglich.A similar uncontrollable moving movement of material and gas is also known in another Shaft furnace available, in which the material is blown in from the bottom up and in shape a cloud should fall back down against the rising hot gases. The hot gases are generated by burners located in the lower area of the furnace, just above the material injection point. Since the stay line is also at this facility the individual good particles in the hot zone cannot be precisely controlled, is a uniform burning of the entire material is not possible.

Es ist schließlich eine Anlage bekannt, bei der das in Zyklonen vorgewärmte Feingut in eine Rohrleitung eingetragen wird, die von einer Brennkammer zu einem Feingutabscheider führt. Die kühle Abluft gelangt dabei als vorgewärmte Verbrennungsluft in die Brennkammer. Nachteilig ist bei dieser Ausführung zunächst, daß das Feingut mit der Zone höchster Temperatur nicht in Berührung kommt. Das vom let/ien Vorwärmerzyklon durch einfache Schwerkraftwirkung in die Verbindungsrohrleitung zwischen Brennkammer und Abscheider fallende Feingut wird ferner nicht in idealer Auflösung in den Hcißga'-strom eingetragen, sondern schießt zumindest gelegentlich in Strähnen in die Rohrleitung ein. Damit ist jedoch eine gleichmäßige thermische Behandlung des ganzen Materials auf der kurzen Rohrleitungsstrecke bis zum Abscheider nicht gewährleistet.Finally, a system is known in which the fine material, which has been preheated in cyclones, is transferred to a pipeline is entered, which leads from a combustion chamber to a fines separator. The cool exhaust air enters the combustion chamber as preheated combustion air. This design is disadvantageous first of all that the fine material does not come into contact with the zone of highest temperature. That from let / ien preheater cyclone by simple gravity in the connecting pipeline between Furthermore, fine material falling into the combustion chamber and separator is not in ideal resolution in the Hcißga'-flow entered, but at least occasionally shoots into the pipeline in strands. So is however, a uniform thermal treatment of the entire material on the short pipeline section not guaranteed up to the separator.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher Bauweise hohe Durchsatzleistungen erzielbar sind und eine gleichmäßige thermische Behandlung aller Feingutteilchen gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of designing a system of the type mentioned at the outset in such a way that that high throughput rates can be achieved with a simple design and a uniform thermal Treatment of all fine material is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der dem Feingutabscheider abgewandten Stirnseite der durch eine rohrförmige Kammer gebildeten Brenn- bzw. Sinterzone eine Mischkammer mit einer Injektordüse für die vorgewärmte Verbrennungsluft und einer Zuführung für das vorgewärmte Feingut vorgesehen ist und die rohrförmige Kammer eine gesonderte Brennstoffzuführung aufweist.This object is achieved according to the invention in that on the remote from the fines separator Front side of the combustion or sintering zone formed by a tubular chamber with a mixing chamber an injector nozzle for the preheated combustion air and a feed for the preheated air Fine material is provided and the tubular chamber has a separate fuel supply.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß das Hochtemperaturbiennen von Feingut in einem Gasstrom auf kurzer Länge nur dann möglichThe invention is based on the knowledge that the high temperature level of fine material in a gas flow over a short length is only possible

ίο ist, wenn man das vorgewärmte Feingut und die vorgewärmte Verbrennungsluft zunächst miteinander mischt, ehe man diese beiden Komponenten in Berührung mit dem Brennstoff bringt. Auf diese Weise wird nämlich das Feingut mit Sicherheit der Zone höchster Temperatur ausgesetzt, und es ist gewährleistet, daß das Feingut in einer definierten kurzen Zeit, in der es die Brenn- bzw. Sinterzone mit hoher Geschwindigkeit durchfliegt, die notwendige thermische Behandlung erfährt. Die erfindungsgemäß durch die Anwendung hoher Strömungsgeschwindigkeiten erzielten großen Durchsatzleistungen würden dabei mit einer sehr einfach gestalteten Brenn- bzw. Sinterkammer, d. h. mit geringem baulichem Aufwand, erreicht. Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin.ίο is when you have the preheated fine material and the preheated Combustion air is first mixed together before these two components come into contact brings with the fuel. In this way, the fine material will certainly be the highest in the zone Temperature, and it is guaranteed that the fine material in a defined short time in which it flies through the burning or sintering zone at high speed, the necessary thermal treatment learns. Those achieved according to the invention by using high flow velocities large throughputs would be achieved with a very simply designed combustion or sintering chamber, d. H. achieved with little structural effort. A favorable embodiment of the invention consists in this.

daß in das abseheidersekige Ende der Brennkammer wenigstens eine Kühlluftzuführungsleitung einmündet sowie daß der Abscheider und/oder die Brennkammer eine zum Durchtritt von Kühlluft bestimmte poröse Innenwand aufweist. Diese Maßnahmen gewährleisten, daß das fertiggebrannte, heiße Feingut teilweise gekühlt wird, wodurch Ansatzbildungen an den Abscheiderinnenwänden sicher verhindert werden. Ein Einblasen von Kühlluft in die Brennkammer schützt diese an besonders gefährdeten Stellen vorthat in the abseidersekige end of the combustion chamber at least one cooling air supply line opens and that the separator and / or the combustion chamber has a porous inner wall intended for the passage of cooling air. These measures ensure that the finished, hot fines is partially cooled, which leads to the formation of deposits the inner walls of the separator can be reliably prevented. An injection of cooling air into the combustion chamber protects these in particularly endangered areas

3ä Ansatzbildung. Die in die Brennkammer eingeführte Kühlluft kann zugleich einen Teil der Verbrennungsluft bilden.3ä approach formation. The cooling air introduced into the combustion chamber can also be part of the combustion air form.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispie! einer erfindungsgemäße'i Anlage schematisch veranschaulicht. In the drawing is an example! a system according to the invention schematically illustrated.

Die dargestellte Anlage enthält im wesentlichen einen zweistufigen Vorwärmer 1. eine darunter etwa horizontal angeordnete Brenneinrichtung 2 und einen ebenfalls zweistufigen Kühler 3, der an die Br_;:ieinrichtung anschließt. Der Vorwärmer 1 wird von zwei übereinander angeordneten Zyklonen 4 und 5 gebildet, wobei das Abgasrohr 6 des 7yklons 5 an die Eintrittsöffnung des Zyklons 4 und der Aushalf 7 des Zyklon: 4 an das Gaszuführungsrohr 8 des Zyklons 5 anschließen. Durch ein Gutrohr 9 ist der Auslauf 10 des Zyklons 5 an eine Mischkammer 12 angeschlossen, die einer rohrförmigen Brennkammer 11 vorgeschaltet ist. In diese Mischkammer ragt ferner das als Injektordüse 13 ausgebildete Ende einer Primärluftleitung 14 hinein. Die Mischkammer 12 mündet ebenso wie eine mit einer Gasleitung 15 verbundene Brennerdüse 16 stirnseitig in die Brennkammet 11. Im Bereich der anderen Stirnseite wird die Brennkammer 11 von einer Ringleitung 17 umgeben, von der mehrere Abzweigleitungen 17' in die Brennkammer hineinführen. Unmittelbar an diese Stirnseite der Brennkammer 11 schließt sich ein Zyklon 18 an, dessen Tauchrohr mit dem Gaszuführungsrohr 8 des Zyklons 5 verbunden ist. Der Gutauslauf 19 dieses Zyklons ist über ein Gutrohr 20 an eine Leitung 21 angeschlossen, die das Tauchrohr eines Zyklons 23 des aus den beiden Zyklonen 22 und 23 bestehenden Kühlers 3 mit der Eintrittsöffnung des Zyklons 22The system shown contains essentially a two-stage preheater 1. a burner 2 arranged approximately horizontally underneath and a likewise two-stage cooler 3, which is connected to the Br _; : the device connects. The preheater 1 is formed by two cyclones 4 and 5 arranged one above the other, the exhaust pipe 6 of the cyclone 5 connecting to the inlet opening of the cyclone 4 and the support 7 of the cyclone 4 connecting to the gas supply pipe 8 of the cyclone 5. The outlet 10 of the cyclone 5 is connected by a material pipe 9 to a mixing chamber 12 which is connected upstream of a tubular combustion chamber 11. The end of a primary air line 14 designed as an injector nozzle 13 also protrudes into this mixing chamber. The mixing chamber 12, like a burner nozzle 16 connected to a gas line 15, opens into the combustion chamber 11 at the end. In the area of the other end, the combustion chamber 11 is surrounded by a ring line 17, from which several branch lines 17 'lead into the combustion chamber. A cyclone 18, the immersion tube of which is connected to the gas supply tube 8 of the cyclone 5, is immediately adjacent to this end face of the combustion chamber 11. The material outlet 19 of this cyclone is connected via a material pipe 20 to a line 21 which connects the immersion pipe of a cyclone 23 of the cooler 3 consisting of the two cyclones 22 and 23 with the inlet opening of the cyclone 22

verbindet. Das Tauchrohr des Zyklons 22 mündet in die Primärluftleitung 14. In die zum Zyklon 23 führende Luftleitung 24 mündet das vom Auslauf 25 des Zyklons 22 ausgehende Gutrohr 26.connects. The dip tube of the cyclone 22 opens into the primary air line 14. The line leading to the cyclone 23 The air line 24 opens into the material pipe 26 extending from the outlet 25 of the cyclone 22.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgendermaßen: Frischluft (Pfeil 27) tritt durch die Leitung 24 in die Anlage als Kühlluft ein und gelangt über den Zyklon 23, die Leitung 21, den Zyklon 22 und die Primärluftleitung 14 als im Kühler 3 vorgewärmte Primärluft 28 zur Brenneinrichtung 2. Die Injektordüse 13 bläst die Primärluft in die Mischkammer 12. Von dort gelangt sie in die Brennkammer 11 und dient zur Verbrennung des durch die Brenndüse 16 eingespeisten Brennstoffes, beispielsweise Gas (Pfeil 29). Die Heißfase (Pfeil 30) strömen dann dem Zyklon 18 zu. Von diesem Zyklon strömen die Heißgase (Pfeil 30) durch das Ga^zuführungsrohr 8 dem untersten Zyklon 5 des Vorwärmers 1 zu. Sie durchsetzen das Rohr 6 und den Zyklon 4 und werden anschließend (gegebenenfalls nach Entstaubung) ins Freie entlassen.The operation of the system is as follows: Fresh air (arrow 27) enters the system as cooling air through line 24 and reaches the combustion device via cyclone 23, line 21, cyclone 22 and primary air line 14 as primary air 28 preheated in cooler 3 2. The injector nozzle 13 blows the primary air into the mixing chamber 12. From there it passes into the combustion chamber 11 and is used to burn the fuel fed in through the combustion nozzle 16, for example gas (arrow 29). The hot chamfer (arrow 30) then flow to the cyclone 18. The hot gases flow from this cyclone (arrow 30) through the gas supply pipe 8 to the lowermost cyclone 5 of the preheater 1. They pass through the pipe 6 and the cyclone 4 and are then released into the open (if necessary after dedusting).

Feingut (Pfeil 31) wird in das Abgasrohr 6 im Bereich vor der Eintrittsöffnung des oberen Zyklons 4 des Vorwärmers 1 eingetragen. Es gelangt mit den Hcüjgasen (Pfeil 30) in den Zyklon 4, wird dort abgeschieden und gelangt dann durch den Auslauf 7 in das Rohr 8. Die darin strömenden Heißgase (Pfeil 30) fördern das Feingut (Pfeil 31) in den unteren Zyklon 5 des Vorwärmers. Das auf diese Weise vorgewärmte und gegebenenfalls gleichzeitig teilentsäuerte Feingut fließt durch den Auslauf 10 und das Feingutzulaufrohr 9 in die Mischkammer 12 der Brenneinrichtung 2. Die durch die Injektordüse 13 in die Mischkammer gedrückte Primärluft (Pfeil 28) trägt das Feingut (Pfeil 31) in die Brennkammer 11, wo es in der Flamme der Brennerdüse 16 gebrannt wird. Das Feingut wird von den Heißgasen (Pfeil 30) in der Schwebe gehalten und gelangt im Gleichstrom mit diesen in den unmittelbar anschließenden Zyklon 18. Vor dem Ausströmen aus der Brennkammer 11 wird das Feingut der Einwirkung von Kühlluft (Pfeil 32) ausgesetzt, die über die Ringleitung 17 und deren Abzweigleitungen 17' vom Umfang her in die Brennkammer eingeblasen wird. Der Sinn dieser Mnß-Itahme ist eine teilweise Abkühlung des fertiggebrannten Feingutes, um Ansatzbildungen an den Innen-V'änden des Zyklons 18 zu verhindern.Fine material (arrow 31) is entered into the exhaust pipe 6 in the area in front of the inlet opening of the upper cyclone 4 of the preheater 1. It reaches the cyclone 4 with the Hcüjgasen (arrow 30), is separated there and then passes through the outlet 7 into the pipe 8. The hot gases flowing in it (arrow 30) convey the fine material (arrow 31) into the lower cyclone 5 of the Preheater. The fine material preheated in this way and, if necessary, partially deacidified at the same time, flows through the outlet 10 and the fine material feed pipe 9 into the mixing chamber 12 of the combustion device 2. The primary air (arrow 28) pushed into the mixing chamber by the injector nozzle 13 carries the fine material (arrow 31) into the Combustion chamber 11, where it is burned in the flame of the burner nozzle 16. The fine material is held in suspension by the hot gases (arrow 30) and enters the immediately adjoining cyclone 18 in cocurrent with them Ring line 17 and its branch lines 17 'is blown into the combustion chamber from the periphery. The purpose of this measurement is a partial cooling of the finished fired fine material in order to prevent the formation of deposits on the inner walls of the cyclone 18.

Das im Zyklon 18 abgeschiedene Feingut 31 gelangt über den Auslauf 19 und das Gutrohr 20 zum Kühler 3. Die in der Leitung 21 strömende Kühlluft trägt das Feingut in den Zyklon 22. In diesem wird es abgeschieden und gelangt durch den Auslauf 25 sowie durch das Gut rohr 26 und das Rohr 24 mit der Frischluft (Pfeil 27) in den unteren Zyklon 23 des Kühlers 3. Hier wird es als Endprodukt 33 ausgetragen. The fine material 31 separated in the cyclone 18 reaches the outlet 19 and the material pipe 20 Cooler 3. The cooling air flowing in the line 21 carries the fine material into the cyclone 22. In this is it is deposited and passes through the outlet 25 and through the material pipe 26 and the pipe 24 with the Fresh air (arrow 27) into the lower cyclone 23 of the cooler 3. Here it is discharged as the end product 33.

Wie aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles hervorgeht, sind die Einzelheiten des mehrstufigen Vorwärmers 1 und des mehrstufigen Kühlers 3 für die Erfindung ohne besondere Bedeutung. Statt der dargestellten Vorwärmer- und Kühlerausführungen können im Rahmen der Erfindung somit auch andere Bauarten eingesetzt werden.As can be seen from the description of the exemplary embodiment, the details of the multi-stage Preheater 1 and the multi-stage cooler 3 for the invention of no particular importance. Instead of the preheater and cooler designs shown, within the scope of the invention other types can also be used.

Claims

Patent claims:

1. Plant for firing and / or sintering fine material with a device for preheating of the fine goods, one with r. Fuel-charged combustion or sintering zone with a downstream Fine material separator and with a cooling device, characterized in that on the end face facing away from the fines separator (18) through a tubular chamber (11) formed combustion or sintering zone a mixing chamber (12) with an injector nozzle (12) for the preheated combustion air and a feed (9) for the preheated fine material is provided and the tubular chamber (11) has a separate fuel supply (16).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (11) by a Tube is formed, the length of which is greater than the diameter.

3. Plant according to claim 1, characterized in that the separator is designed as a cyclone (18) is.

4. Plant according to claim 1, characterized in that in the separator-side end of the At least one cooling air supply line (17) opens into the combustion chamber (11).

5. Plant according to claim 1, characterized in that the separator (18) and / or the Combustion chamber (11) has a porous inner wall intended for the passage of cooling air.

6. Plant according to claim 1, characterized in that the combustion chamber (11) is approximately is arranged horizontally.

1 sheet of drawings