DE1934389B2

DE1934389B2 - Device for burning powdery and fine-grained materials

Info

Publication number: DE1934389B2
Application number: DE19691934389
Authority: DE
Inventors: Petr P&rcaron;erov-Sirava N&ecaron;me&ccaron;ek; Zd&ecaron;nek Dipl.-Ing. Horni Mostenice Zacpal
Original assignee: Prerovske Strojirny Np Prerov Cs
Current assignee: Prerovske Strojirny Np Prerov Cs
Priority date: 1968-07-16
Filing date: 1969-07-07
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FR2013066A1; DE1934389A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brennen von pulverförmigen und feinkörnigen Materialien, insbesondere zum Brennen von pulverförmigem Kalk, Aluminiumoxyd, Gips und ähnlichem, bestehend aus einem Vorwärmer, einem Kühler und einem als Brennaggregat ausgebildetem Zyklon, dem ein Brenngut-Verbrennungsluftgemisch tangential zugeführt wird.The invention relates to a device for burning powdery and fine-grained materials, especially for burning powdered lime, aluminum oxide, gypsum and the like, consisting of a preheater, a cooler and a cyclone designed as a firing unit, to which a fuel-combustion air mixture is fed tangentially.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der AU-PS 2 00 053 bekannt geworden. Diese Vorrichtung besteht aus einem als Brennaggregat ausgebildeten Zyklon, dem ein Brenngut-Verbrennungsluftgemisch tangential zugeführt wird. Durch eine Rohrleitung wird in den mit einer festen Ausmauerung versehenen Zyklon ein Brenngut-Verbrennungsluftgemisch tangential zugeführt. In diesem Rohr ist der Brenner eingebaut, der bereits im Zuführungsrohr mit dem Brennen des Gutes beginnt, das sich dann im Zyklon selbst fortsetzt. Das gebrannte pulverförmige Gut wird aus dem Zyklon unten abgezogen, während die heißen Abgase durch ein zentral von oben her in den Zyklon hereingeführtes Rohr nach oben hin abgeführt werden.Such a device is known from AU-PS 2 00 053. This device consists from a cyclone designed as a firing unit, to which a mixture of fuel and combustion air is tangentially fed will. A pipeline enters the cyclone, which is provided with a solid wall Combustion-combustion air mixture supplied tangentially. The burner is built into this tube The product begins to burn in the feed pipe and continues in the cyclone itself. That Burned powdery material is withdrawn from the bottom of the cyclone, while the hot exhaust gases pass through a The pipe that is fed into the cyclone centrally from above can be discharged upwards.

Die Verwendung von Zyklonen in Vorrichtungen zum Brennen von pulverförmigem Gut ist vielfach bekannt, da diese Zyklone sich besonders gut für die Trennung von festem und gasförmigem Gut eignen. So ist durch die DE-AS 12 18 927 eine mit Zyklonen aufgebaute Anlage zum Brennen von pulverförmigem Kalk und dergleichen bekannt geworden, die sich dadurch auszeichnet, daß Umgehungsleitungen und Zyklone derart angeordnet sind, daß sie im ganzen oder nur zum Teil wahlweise hintereinander oder parallel zueinander schaltbar sind, und zwar sowohl in bezug auf die Ofengase wie auch auf den Stoffdurchsatz, um die gewünschten Brenntemperaturen einhalten zu können und um Wärme besser zu nutzen. In dieser Anlage treten jedoch erhebliche Wärmeverluste dadurch auf, daß das in einer Brennkammer erzeugte Brenngas in einen Zyklon geleitet wird, in dessen Ausgangsleitung das unvorgewärmte Gut aufgegeben wird. Dieses Gut tritt in der Ausgangsleitung mit den Brenngasen in Berührung. Es bewegt sich im Gegenstrom zu den Brenngasen und durchfällt daher teilweise in ungebranntem Zustand den Zyklon und gelangt so in den Sammelbehälter. Staubförmiges Gut, welches teilweise mit den Brenngasen mitgerissen wird, kommt mit diesen in weitere Zyklone und dann in eine Entstaubungsanlage und wird von hier dem Sammelbehälter zugeführt. Diese Vielzahl von Zyklonen bieten der Wärme immer wieder Möglichkeiten, ungenutzt zu entweichen. Die entstaubten Brenngase werden teilweise in die Atmosphäre abgelassen, teilweise dem Brennprozeß wieder zugeführt. Im Sammelbehälter ist ein Wärmeaustauscher untergebracht, durch dessen Leitungen FrischluftThe use of cyclones in devices for burning powdery material is widely known, because these cyclones are particularly suitable for the separation of solid and gaseous material. So it's through DE-AS 12 18 927 a system built with cyclones for burning powdered lime and the like become known, which is characterized by the fact that bypasses and cyclones are arranged such that they either in whole or in part either one behind the other or parallel to one another are switchable, both in terms of the furnace gases as well as the material throughput to the to be able to maintain the desired firing temperatures and to make better use of the heat. In this facility However, significant heat losses occur due to the fact that the fuel gas generated in a combustion chamber in a cyclone is passed, in the output line of which the unprevented material is fed. This good comes into contact with the fuel gases in the outlet line. It moves in countercurrent to the Combustion gases and therefore partially falls through the cyclone in the unfired state and thus gets into the Collection container. Dusty material, which is partly carried away with the combustion gases, comes with them into further cyclones and then into a dedusting system and is fed from here to the collecting container. These Numerous cyclones offer the heat again and again opportunities to escape unused. The dusted off Combustion gases are partially released into the atmosphere and partially fed back into the combustion process. A heat exchanger is housed in the collecting tank, through whose lines fresh air

ι¹, geführt wird, die der Brennkammer zugeführt wird. Die Wärmenutzung ist in dieser Anlage nicht optimal.ι ¹ , is performed, which is fed to the combustion chamber. The use of heat in this system is not optimal.

Durch die DE-AS 11 98 795 ist eine Vorrichtung zum Brennen, Rösten und Sintern von staub- oder griesförmigem Gut in der Schwebe bekannt geworden, die eine tangential Gas- bzw. Lufteintrittsöffnung am Umfang einer zylindrischen Kammer aufweist, die im mittleren Bereich ihrer Stirnwände schräg angeordnete Brenner aufweist, die in die Kammer tangential in Strömungsrichtung des Behandlungsgases ihre Flammen einführen. DE-AS 11 98 795 is a device for Burning, roasting and sintering of powdery or semolina-like material in the balance became known, the one has tangential gas or air inlet opening on the circumference of a cylindrical chamber, which in the middle Has inclined burners in the region of their end walls which introduce their flames into the chamber tangentially in the direction of flow of the treatment gas.

2> Die Abgasleitungen sind zentral angeordnet, innerhalb der einen Abgasleitung ist zentral die Zuführungsleitung für das zu brennende pulverförmige Gut eingeführt, die in einem 90°-Bogen endet, durch den das Gut der Kammer zugeführt wird. Es handelt sich hierbei um eine besondere Vorrichtung, die nicht einen Zyklon bildet.2> The exhaust pipes are arranged centrally, within one exhaust pipe the feed pipe is central introduced for the powdery product to be burned, which ends in a 90 ° bend through which the product of the Chamber is fed. This is a special device that does not form a cyclone.

Die US-PS 31 18 658 zeigt ebenfalls eine Anlage zur Wärmebehandlung von körnigem Gut. Ein Brenner ist hier zentral in einer mit Material gefüllten Birne untergebracht. Vorgänge, wie sie sich in einem ZyklonThe US-PS 31 18 658 also shows a system for the heat treatment of granular material. A burner is housed here centrally in a pear filled with material. Processes like those in a cyclone

J5 abspielen können, können sich hier nicht abspielen, da weder das Behandlungsgut noch die Verbrennungsluft tangential eingeführt wird und da das birnenförmige Gefäß voll mit Material gefüllt ist, wobei sich im Inneren dieses birnenförmigen Gefäßes keine spiralförmigen Wege für das Behandlungsgut ausbilden.J5 cannot play here, there neither the material to be treated nor the combustion air is introduced tangentially and there the pear-shaped The vessel is fully filled with material, with no spiral-shaped inside of this pear-shaped vessel Form ways for the item to be treated.

Es isi die Aufgabe der Erfindung, unter besonders guter Wärmenutzung ein homogen gebranntes Produkt in der Vorrichtung zu erhalten.It is the object of the invention to produce a homogeneously fired product with particularly good heat utilization to get in the device.

Die Erfindung besteht darin, daß der Zyklon an seiner Oberseite geschlossen ist und die Abgasleitung axial aus seinem kegelförmigen Teil herausführt, am Umfang seines zylindrischen Teiles Brenner aufweist und die Verbindungsleitung zwischen dem Kühler und dem Brennaggregat vertikal verläuft, wobei die Verbin-The invention consists in that the cyclone is closed at its top and the exhaust pipe is axially out its conical part leads out, has on the circumference of its cylindrical part burner and the The connecting line between the cooler and the firing unit runs vertically, the connection

v) dungsleitung die Einspeisung für das vorgewärmte Gut aus dem Vorwärmer aufweist. v) manure line has the feed for the preheated material from the preheater.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich eine besonders gute Wärmeausnutzung erzielen, weil bereits durch die Abgase vorgewärmtes Gut der durch die Produktabkühlung vorgewärmten Verbrennungsluft in Gegenrichtung zugeführt wird, bevor diese Verbrennungsluft den Zyklon erreicht, der als Brennaggregat arbeitet. Durch die Anordnung der Brenner im zylindrischen Teil des Zyklons wird erreicht, daß die Wärmeausnutzung besonders gut ist, weil die Wandungen des Zyklons hierbei nur wenig beheizt werden. Gleichzeitig wird aber auch ein sehr homogenes Produkt erzielt, weil Teile unterschiedlicher Größe auf unterschiedlichen Bahnen im Inneren des Zyklons sich bewegen und hierbei einer unterschiedlich langen Brenndauer unterzogen werden.With this device, a particularly good heat utilization can be achieved because already through the Exhaust gases preheated material of the combustion air preheated by the product cooling in the opposite direction is supplied before this combustion air reaches the cyclone, which works as a combustion unit. By the arrangement of the burners in the cylindrical part of the cyclone is achieved that the heat utilization is particularly good because the walls of the cyclone are only slightly heated here. At the same time will but also a very homogeneous product achieved because parts of different sizes on different Paths inside the cyclone move and are subjected to different lengths of burning time will.

Bei der Verarbeitung von trockenen Materialien und dort, wo die Ansprüche an die Menge der zugeführtenWhen processing dry materials and wherever there are demands on the amount of feed

Wärme hoch sind, isi es zweckmäßig, wenn dem Brennaggregat ein unbeheizter Zyklon nachgeschaltet ist, dessen Abgase dem Vorwärmer zugeführt werden.Heat are high, it is advisable if the firing unit is followed by an unheated cyclone whose exhaust gases are fed to the preheater.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigtThe essence of the invention is explained below with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the drawing explained in more detail It shows

F Ί g. 1 eine Vorrichtung zum Brennen von pulverförmigem Gut mit einem Vorwärmer, einer Zyklonbrennvorrichtung, einem unbeheizten Zyklon und einem Kühler für das gebrannte Material,F Ί g. 1 a device for burning powdery Good with a preheater, cyclone burner, unheated cyclone and one Cooler for the fired material,

F i g. 2 eine andere Ausführungsform für den speziellen Fall leicht zu brennender Materialien.F i g. 2 another embodiment for the special Fall of easily burning materials.

Die Vorrichtung der F i g. 1 besteht aus einem Schachtvorwärmer !, dessen Materialausfalleitung einen Verschluß 5 aufweist und in eine pneumatische Verbindungsleitung 6 mündet, die den Kühler 4 für das gebrannte Material mit dem zylindrischen Teil 7 der Brennvorrichtung in Form des Zyklons 2 verbindet. Die pneumatische Verbindungsleitung 6 mündet in diesen zylindrischen Teil 7 des Zyklons 2 tangential ein. In der Wand des zylindrischen Eintrittsteiles 7 des Zyklons 2 sind ein oder mehrere Brenner 9 vorgesehen. Der Zyklon 2 ist durch seinen kegelförmigen Teil 8 und die Abgasleitung 10 mit einem nachgeschalteten, unbeheizten Zyklon 3 verbunden, dessen aus den Abgasen abgetrennte gebrannte Feststoffe durch eine Rohrleitung mit dem Verschluß 12 in den Kühler 4 geführt werden, während die Abgasleitung 11 in den Vorwärmer 1 eingeführt ist und der Abführung der verbrannten Gase in den Vorwärmer 1 dient Am oberen Ende des Vorwärmers 1 befindet sich ein verjüngender Teil 14, der die Abgase in zwei Zyklone führt, die an die Gasabführleitung 13 angeschlossen sind. Die Gasabführleitung 13 ist ihrerseits an einen Abzugsventilator angeschlossen, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.The device of FIG. 1 consists of a shaft preheater! Whose material failure line has a closure 5 and opens into a pneumatic connecting line 6 which connects the cooler 4 for the fired material to the cylindrical part 7 of the firing device in the form of the cyclone 2. The pneumatic connecting line 6 opens tangentially into this cylindrical part 7 of the cyclone 2. In the wall of the cylindrical inlet part 7 of the cyclone 2, one or more burners 9 are provided. The cyclone 2 is connected by its conical part 8 and the exhaust pipe 10 with a downstream, unheated cyclone 3, whose burned solids separated from the exhaust gases are passed through a pipe with the closure 12 into the cooler 4, while the exhaust pipe 11 into the preheater 1 is introduced and is used to discharge the burned gases into the preheater 1. At the upper end of the preheater 1 there is a tapering part 14 which guides the exhaust gases into two cyclones which are connected to the gas discharge line 13. The gas discharge line 13 is in turn connected to an exhaust fan, which is not shown in the drawing.

Die Ausführungsform der Fig.2 unterscheidet sich von der Ausführungsform der F i g. 1 dadurch, daß die Brennvorrichtung in Form des Zyklons 2 im unteren Teil für eine direkte Abscheidung und ein Herausfallen des gebrannten pulverförmigen Gutes ausgeführt ist. Aus diesem Grunde ist der untere Teil des Zyklons 2 als Schüttrichter 19 ausgebildet, der durch ein Rohr 17 mit einer Absperrvorrichtung direkt mit dem Trommelkühler 4 verbunden ist, wodurch das gebrannte Material direkt in den Trommelkühler 4 geleitet wird. Die Abgasleitung 18 ist im Inneren des Zyklons 2 axial geführt und mündet mit ihrem anderen Ende in dem Vorwärmer 1.The embodiment of Fig.2 differs of the embodiment of FIG. 1 in that the burner in the form of the cyclone 2 in the lower part is designed for direct separation and falling out of the burnt powdery material. the end For this reason, the lower part of the cyclone 2 is designed as a hopper 19, which is through a pipe 17 with a shut-off device is connected directly to the drum cooler 4, whereby the fired material is passed directly into the drum cooler 4. The exhaust pipe 18 is axial in the interior of the cyclone 2 out and opens with its other end in the preheater 1.

Die Vorrichtungen arbeiten folgendermaßen:The devices work as follows:

Die zum Brennen bestimmte Luft wird mittels eines Abzugslüfters in den Kühler 4 gesaugt und durch die Verbindungsleilung zwischen dem Kühler 4 und dem Zyklon 2 diesem Zyklon 2 zugeführt, wo sie infolge des tangentialen Eintritts in den zylindrischen Teil 7 des Zyklons 2 und infolge des erheblich großen Querschnittes dieses zylindrischen Teiles 7 in Ringen rotiert, so daß hier die nach unten wandernden Gase sich ständig in Spiralformen bewegen. Die mittlere Axialgeschwindigkeit ist hierbei niedrig. Durch die Brenner 9 in dem zylindrischen ''eil 7 des Zyklons 2 wird in den rotierenden GaSring Brennstoff eingespritzt, der infolge der intensiven turbulenz in dem Zyklon 2 sehr intensiv brennt.The air intended for burning is sucked into the cooler 4 by means of an exhaust fan and through the Connecting line between the cooler 4 and the cyclone 2 fed to this cyclone 2, where it is due to the tangential entry into the cylindrical part 7 of the cyclone 2 and due to the considerably large cross-section this cylindrical part 7 rotates in rings, so that here the downward moving gases are constantly in Move spiral shapes. The mean axial speed is low here. By the burner 9 in the cylindrical part 7 of the cyclone 2 is injected into the rotating gas ring, which as a result the intense turbulence in the cyclone 2 burns very intensely.

Das gebrannte Gut wird über das trichterförmige Übergangsstück 8 und die Abgasleitung 10 in den Zyklon 3 (F i g. 1) und nach Abscheidung der Feststoffe durch die Rohrleitung mit dem Verschluß 12 in denThe fired material is via the funnel-shaped transition piece 8 and the exhaust pipe 10 in the Cyclone 3 (F i g. 1) and after separation of the solids through the pipeline with the closure 12 in the

-. Kühler 4 geführt, während die Abgase durch die Abgasleitung 11 in den Vorwärmer und dann über den sich verjüngenden Teil 14 und die hieran angeschlossenen Zyklonen in die Abgasleitung 13 geführt werden.
Der pulverförmige oder körnige Rohstoff wird durch-. The cooler 4 is guided, while the exhaust gases are guided through the exhaust pipe 11 into the preheater and then via the tapering part 14 and the cyclones connected to it into the exhaust pipe 13.
The powdery or granular raw material is made by

κ, die Rohstoffzuführungsleitung 15 in den sich verjüngenden Teil 14 des Vorwärmers 1 aufgegeben, wo er sich durch den Vorwärmer 1 gegen den Strom heißer Gase bewegt die ihm ihre Wärme abgeben, wodurch der Rohstoff vorgewärmt wird. Der vorgewärmte Rohstoffκ, the raw material supply line 15 in the tapered Part 14 of the preheater 1 abandoned, where it is through the preheater 1 against the flow of hot gases moves that give it their heat, whereby the raw material is preheated. The preheated raw material

r> wird durch ein Rohr mit dem Verschluß 5 der Verbindungsleitung 6 zwischen dem Kühler 4 und dem Zykion 2 zugeführt, in der er durch die vorerwärmte Luft aus dem Kühler 4 nach oben mitgenommen wird und dabei in die Brennvorrichtung in Form des Zyklonsr> is through a pipe with the closure 5 of the connecting line 6 between the cooler 4 and the Zykion 2 supplied, in which it is taken up by the preheated air from the cooler 4 and at the same time in the burning device in the form of the cyclone

2(i 2 mitgerissen wird, wo er durch die direkte Wirkung der Flammen bei einer vorbestimmten Temperatur gebrannt wird. Die Regelung dieser Temperatur erfolgt zweckmäßigerweise durch die Regelung der Menge des aufgegebenen Rohstoffgemisches.2 (i 2 is carried away where he is by the direct action of the Burning flames at a predetermined temperature. This temperature is regulated expediently by regulating the amount of the raw material mixture given.

Infolge der Rotation des in der Flamme dispergierten Rohstoffes wird eine bestimmte Verteilung des Rohstoffes während des Brennprozesses bewirkt, und zwar entsprechend der Masse der Teilchen. Die Zentrifugalkraft beeinflußt am stärksten größere Teilchen wegenAs a result of the rotation of the dispersed in the flame Raw material a certain distribution of the raw material is effected during the firing process, namely according to the mass of the particles. The centrifugal force has the greatest influence on larger particles

jo ihrer größeren Masse. Kleinere Teilchen werden von der Zentrifugalkraft weniger beeinflußt, diese bewegen sich mehr in der Mitte des Zyklons der Brennvorrichtung, laufen über kürzere Wege und werden daher aus dem Arbeitsraum nach kurzer Brennzeit mitgenommen,jo their larger mass. Smaller particles are made by the centrifugal force is less influenced, these move more in the middle of the cyclone of the burner, run over shorter distances and are therefore taken out of the work area after a short burning time,

j*-, was ein homogenes Brennen eines relativ heterogenen Rohstoffgemisches ermöglicht.j * - what a homogeneous firing of a relatively heterogeneous Mixture of raw materials enables.

Das in dem Zyklon 2 gebrannte Gut wird von den Gasen durch die Abgasleitung 10 in den Zyklon 3 mitgenommen, wo die Feststoffe von den Gasen geschieden werden und durch eine Rohrleitung mit dem Verschluß 12 dem Trommelkühler 4 zugeführt werden. Die vom Feststoff abgeschiedenen Gase werden durch die Abgasleitung 11 in den Vorwärmer 1 eingeführt, wo ihre Wärme zum Vorwärmen des Rohstoffgemisches benutzt wird. Das gebrannte Gut wird im Kühler 4 gekühlt, wodurch die angesaugte Luft, die für den Verbrennungsprozeß bestimmt ist, vorgewärmt wird.The material burned in the cyclone 2 is carried by the gases through the exhaust pipe 10 into the cyclone 3 taken where the solids are separated from the gases and through a pipeline to the Shutter 12 can be fed to the drum cooler 4. The gases separated from the solid are through the exhaust pipe 11 is introduced into the preheater 1, where its heat is used to preheat the raw material mixture is used. The fired material is cooled in the cooler 4, whereby the sucked in air is necessary for the Combustion process is determined is preheated.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist die Funktion des als Brennvorrichtung dienenden Zyklons 2 und desIn the embodiment according to FIG. 2 is the function of the cyclone 2 and des serving as a combustion device

so unbeheizten Zyklons 3 in ein einziges Arbeitsgerät zusammengelegt. Der im Brennprozeß befindliche Rohstoff wird durch die Zentrifugalkraft an den Umfang des Zyklons 2 gerichtet und dabei von dem Gas getrennt. Das gebrannte Gut häuft sich im Trichter 19 an und wird durch das Rohr 17 in den Trommelkühler 4 abgeführt. Diese Ausführungsform der F i g. 2 ist besonders bei solchen Prozessen vorteilhaft anwendbar, bei denen die Ansprüche an die Menge der zugeführten Wärme während des Brennprozesses nicht groß sind, während die Ansprüche an die Vorwärmung außerordentlich hoch sind, zum Beispie! bei feuchten Materialien. so unheated cyclone 3 merged into a single tool. The one in the process of burning Raw material is directed to the circumference of the cyclone 2 by centrifugal force and thereby by the gas separated. The fired material accumulates in the funnel 19 and is passed through the pipe 17 into the drum cooler 4 discharged. This embodiment of FIG. 2 is particularly useful for such processes, where the demands on the amount of heat supplied during the firing process are not great, while the preheating requirements are extremely high, for example! with damp materials.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for burning powdery and fine-grained materials, especially for Burning powdered lime, aluminum oxide, gypsum and the like, consisting of a preheater, a cooler and a cyclone designed as a firing unit, to which a fuel-combustion air mixture is fed tangentially, characterized in that the cyclone (2,7, 8) is closed at its top, and the exhaust pipe (10,18) axially out of its conical shape Part (8) leads out, has on the circumference of its cylindrical part (7) burner (9) and the connecting line (6) between the cooler (4) and the Firing unit (2, 7, 8) runs vertically, the connecting line (6) being the feed for the Has preheated material from the preheater (1).

2. Device for burning powdery and fine-grained materials according to claim 1, characterized in that the firing unit (2,7,8) is followed by an unheated cyclone (3), whose exhaust gases are fed to the preheater (1).