DE19825206A1 - Zyklonabscheider - Google Patents
ZyklonabscheiderInfo
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- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
- B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
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- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
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- F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
Abstract
Um für Zementklinkerherstellungsanlagen mit Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem einen Zyklonabscheider mit segmentiertem Tauchrohr zu schaffen, bei dem die lösbare Tauchrohrsegment-Befestigung sicher ist und sich durch eine hohe Standzeit auszeichnet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Tauchrohrsegmente (12, 13) an ihrem oberen Ende durch lösbare Schraubenbolzen (21) zu sichern, wobei die Schraubenbolzen (21) in um den Tauchrohrumfang verteilten Distanzbuchsen (20) angeordnet sind, die nach außen jeweils wenigstens eine fensterartige Öffnung (22) zum Zutritt von Umgebungsluft als Kühlmedium für die Tauchrohrsegment-Befestigung aufweisen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider, insbesondere für die
direkte Wärmeübertragung von den heißen Abgasen einer Drehrohr
ofen-Zyklonschwebegas-Wärmetauscher-Anlage zur Zementklinker
herstellung auf das Zementrohmehl, mit tangentialer Zuführung von
Gas und Rohmehl, Gutaustrag im unteren Zyklonbereich und mit
einem zentral von oben in den Zyklonabscheider hineinragenden und
an der Zyklondecke aufgehängten, aus mehreren Segmenten zu
sammengesetzten Tauchrohr für die Gasabführung, wobei die Tauch
rohrsegmente an ihrem oberen Ende durch Schraubenbolzen mit der
durch Feuerfestauskleidung isolierten Gasabzugsleitung lösbar ver
bunden sind.
Bei Anlagen zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmehl
wird das Rohmehl durch Vorwärmen, Calcinieren, Sintern und Kühlen
thermisch behandelt, wobei der Abgasstrom der Sinterstufe und der
Abluftstrom der Kühlstufe aus dem Klinkerkühler getrennt oder ge
meinsam in einer mit Brennstoff versorgten Calcinierstufe noch
außerhalb des Sinterofens zur Calcination des Rohmehls genutzt
werden. Die Vorwärmstufe besteht in der Regel aus mehreren über
einander angeordneten Schwebegas-Wärmetauscherzyklonen, die
nacheinander vom Zementrohmehl im kombinierten Gleich-/Gegen
strom zum heißen Abgas der Calcinierstufe bzw. des Drehrohrofens
durchwandert werden. Dabei wird das in der Calcinierstufe vorcal
cinierte Gutmaterial im untersten Zyklon des Zyklonschwebegas-
Wärmetauschersystems vom Heißgas abgetrennt und in den Dreh
rohrofen eingeführt. Es versteht sich, daß die Heißgaszyklone des
Zyklonschwebegas-Wärmetauscherstranges, insbesondere der unter
ste Zyklon, der mit Heißgas und Heißmehl einer Temperatur von z. B.
700 bis 950°C in Berührung kommt, einer hohen mechanischen,
chemischen und thermischen Beanspruchung und damit einem hohen
thermochemischen und abrasiven Verschleiß ausgesetzt sind. Dies
gilt insbesondere für das zentral von oben in den Zyklonabscheider
hineinragende Tauchrohr.
Es ist daher schon bekannt (DE-C-32 28 902), bei einem diesen ho
hen Beanspruchungen ausgesetzten Zyklonabscheider das Tauchrohr
aus mehreren Segmenten zusammenzusetzen und die Tauchrohr
segmente mittels hakenförmiger Ausbildung an der Zyklondecke auf
zuhängen oder vermittels radial angeordneter Schraubenbolzen mit
der durch eine Feuerfestauskleidung isolierten Gasabzugsleitung des
Zyklons lösbar zu verbinden, um Verformungen am Tauchrohrmantel
selbst bei hohen thermischen Wechselbelastungen zu vermeiden und
im Verschleißfall einzelne Tauchrohrsegmente mit verhältnismäßig
geringem Zeit- und Arbeitsaufwand erneuern zu können. Dabei waren
aber die Schraubverbindungen der Tauchrohrsegmente nicht gegen
die thermochemischen Belastungen geschützt, mit der Folge, daß die
Gefahr nicht ausgeschlossen war, daß sich die Schraubverbindung
nach einer gewissen Zeit löste, wonach bei fehlender weiterer Siche
rung das betreffende Tauchrohrsegment nach unten in den Zyklonab
scheider fallen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, für Zementklinker
herstellungsanlagen mit Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystem
einen Zyklonabscheider mit segmentiertem Tauchrohr zu schaffen,
bei dem die lösbare Tauchrohrsegment-Befestigung sicher ist und
sich durch eine hohe Standzeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kenn
zeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Charakteristisch für den erfindungsgemäßen Zyklonabscheider mit
segmentiertem Tauchrohr, bei dem die Tauchrohrsegmente an ihren
oberen Enden durch etwa radial angeordnete Schraubenbolzen mit
der Zyklondecke bzw. mit der Zyklongasabzugsleitung lösbar verbun
den sind, ist, daß die Schraubenbolzen in um den Tauchrohrumfang
verteilten Distanzbuchsen angeordnet sind, die nach außen (d. h. ra
dial außen liegend) jeweils wenigstens eine fensterartige Öffnung
zum Zutritt von Umgebungsluft als Kühlmedium für die Tauchrohr
segment-Befestigung aufweisen. Mit dieser Konstruktion wird er
reicht, daß die Schraubenbolzen die von der Tauchrohrinnenseite her
einwirkenden hohen Temperaturen, die bei Heißgas-Zyklonen im un
teren Bereich eines Zyklonschwebegas-Wärmetauschersystems einer
Zementklinkerherstellungsanlage ohne weiteres etwa 900°C betragen
können, auf die durch die fensterartigen Öffnungen der Distanzbuch
sen zugängliche Umgebungsluft als Kühlluft gut ableiten können. Es
wäre auch möglich, den Innenraum der Distanzbuchsen mit den
Schraubenbolzen durch die fensterartigen Öffnungen hindurch mittels
Gebläse oder dergleichen mit Zwangsbelüftung zu versehen sowie
ggf. auch mit einer Zuführung und Abführung sogar für ein flüssiges
Kühlmedium.
Dadurch, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der an
der Tauchrohrinnenseite in einer entsprechenden Ausnehmung des
Tauchrohrsegments sowie in der Distanzbuchse angeordnete Kopf
der Schraubenbolzen jeweils durch einen Deckel abgedeckt ist, sind
die Schraubenbolzen von dieser Seite her gegen mechanische und
thermochemische Beanspruchung geschützt. Insgesamt ergibt sich
dadurch eine hohe Standzeit der erfindungsgemäßen lösbaren Befe
stigung der Tauchrohrsegmente eines thermochemisch hoch bean
spruchten Zyklonabscheiders besonders für die heißen Zonen eines
Zyklonschwebegas-Wärmetauscherstranges.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Tauchrohr
segmente am oberen Ende einen nach außen winkelförmig vorste
henden im Querschnitt hakenförmigen Vorsprung aufweisen, mit dem
die Tauchrohrsegmente in einen Steg eingreifen, der sich von der
Innenseite der Distanzbuchsen nach oben erstreckt. Diese kom
binierte Befestigung der Tauchrohrsegmente durch Einhängen und
Verschrauben bietet ein hohes Maß an Sicherheit der Befestigung.
Außerdem wird die Montage erleichtert, wenn die Segmente zuerst
eingehängt werden, wodurch das Gewicht der Segmente abgesetzt
wird, und wenn anschließend die hängenden Tauchrohrsegmente
ausgerichtet und verschraubt werden.
Zur Verbindung von je zwei nebeneinander und untereinander ange
ordneter Tauchrohrsegmente, also von insgesamt vier Tauchrohr
segmenten kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung im
Kreuzungs-Stoßbereich, in dem zwei nebeneinander benachbarte und
zwei darunter angeordnete Tauchrohrsegmente aneinandergrenzen,
eine den Kreuzungs-Stoßbereich an einer Seite der Segmente über
deckende Halteplatte angeordnet sein mit vier Querbolzen, die durch
vier entsprechende Löcher in den vier aneinandergrenzenden Ecken
der Tauchrohrsegmente hindurchgesteckt sind, wobei dann auf den
hindurchgesteckten vier Querbolzen Querriegel zur Sicherung der
Halteplatte befestigt werden.
Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an
hand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbei
spieles näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Tauch
rohrsegment-Befestigung längs der Linie I-I der Fig. 2;
Fig. 2 die Seitenansicht auf die Tauchrohrsegment-Befestigung
der Fig. 1 gesehen von rechts, und
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch die Tauchrohrsegment-Be
festigung längs der Linie A-A sowie ausschnittsweise
längs der Linie B-B der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt von einem Zyklonabscheider ausschnittsweise die Zy
klondecke 10, die innen mit einer Feuerfestauskleidung 11 versehen
ist. In den Zyklon münden tangential Heißgas und Zementrohmehl
einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker ein. Für die Gasab
führung ragt zentral von oben in den Zyklonabscheider ein Tauchrohr
hinein, das aus einer Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt und
an der Zyklondecke 10 aufgehängt ist. So sind in Fig. 2 zwei neben
einander angeordnete Tauchrohrsegmente 12 und 13 zu sehen, an
denen unten wiederum die weiteren Tauchrohrsegmente 14 und 15
usw. angehängt sind. Von der Zyklondecke 10 geht zentral nach oben
die innen mit einer Feuerfestauskleidung 16 ausgestattet Gasab
zugsleitung 17 ab.
Die Tauchrohrsegmente 12, 13 etc. der obersten um den Tauchrohr
umfang verteilten Reihe weisen einen nach außen winkelförmig vor
stehenden Vorsprung 18 auf, mit dem die Tauchrohrsegmente in
einen Steg 19 eingreifen, der sich von der Innenseite von Distanz
buchsen 20 nach oben erstreckt. Die Distanzbuchsen 20 sind um den
Tauchrohrumfang verteilt auf der Zyklondecke 10 aufgelagert, an der
Gasleitung 17 befestigt und etwa radial zum Tauchrohrzentrum ange
ordnet. In den Distanzbuchsen 20 ist jeweils ein etwa radial angeord
neter Schraubenbolzen 21 angeordnet, mit dem das Tauchrohrseg
ment 12 mit der isolierten Gasabzugsleitung 17 lösbar zu verbinden
ist.
Zur Montageerleichterung werden die Tauchrohrsegmente 12 etc. zu
nächst mittels ihrer hakenförmigen Vorsprünge 18 in den Distanz
buchsen 20 bzw. deren Stegen 19 eingehängt, wodurch das Gewicht
der Segmente abgesetzt wird. Anschließend werden die Segmente
ausgerichtet und verschraubt.
Erfindungsgemäß haben die um den Tauchrohrumfang verteilten Di
stanzbuchsen 20, in denen die Schraubenbolzen 21 angeordnet sind,
jeweils wenigstens eine nach außen fensterartige Öffnung 22 zum
Zutritt von Umgebungsluft als Kühlmedium für die Tauchrohrsegment-
Befestigung. Auf diese Weise können die Schraubenbolzen 21 die
von der Tauchrohrinnenseite einwirkenden hohen Temperaturen gut
nach außen an die Umgebungsluft ableiten. Hinzu kommt, daß der
Kopf der Schraubenbolzen 21, der an der Tauchrohrinnenseite in
einer entsprechenden Ausnehmung des Tauchrohrsegments 12 etc.
sowie in der Distanzbuchse 20 angeordnet ist, jeweils durch einen
Deckel 23 abgedeckt ist, der die lösbare Befestigung der Tauchrohr
segmente gegen die hohe thermochemische Beanspruchung schützt.
Der Deckel 23 kann nach seiner Montage noch durch eine Heft
schweißnaht am Tauchrohrsegment 12 etc. gesichert sein. Jedenfalls
ist die erfindungsgemäße Tauchrohrsegmentbefestigung durch eine
hohe Standzeit gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist noch zu sehen, daß die Schraubenbolzen 21 einen ver
dickten Kopf 24 haben, der in eine Ausnehmung einer Kappe 25 ein
gelassen ist, mittels welcher das Tauchrohrsegment 12 an die Innen
seite der Distanzbuchsen 20 bzw. an deren Innensteg 19 spannbar
ist. Die Schraubenbolzen 21 weisen am radial außen liegenden Ende
Muttern 26 auf, mittels denen sie über Tellerfedern 27 und über eine
Scheibe 28 am Außenumfang der Distanzbuchsen 20 abgestützt sind.
Im Kreuzungs-Stoßbereich, in dem jeweils zwei nebeneinander be
nachbarte und zwei darunter angeordnete Tauchrohrsegmente (12,
13, 14, 15) aneinandergrenzen, kann eine den Kreuzungs-Stoßbe
reich an einer Seite der Segmente abdeckende Halteplatte 29 ange
ordnet sein mit vier Querbolzen 30, 31, 32, 33, die durch vier ent
sprechende Löcher in den vier aneinandergrenzenden Ecken der
Tauchrohrsegmente hindurchgesteckt sind, wobei auf den hindurch
gesteckten vier Querbolzen Querriegel 34, 35 zur Sicherung der Hal
teplatte 29 befestigt sind. Die Querriegel 34, 35 können wie gezeich
net vertikal angeordnet sein, aber auch horizontal oder diagonal. Die
Außenkontur der Halteplatte 29 kann viereckig, quadratisch, rund etc.
sein, und sie kann zentral auch eine Ausnehmung 36 aufweisen, z. B.
ein rundes Loch, was zur Gewichtsersparnis bei der Halteplatte 29
beiträgt. Die unterste Reihe der Tauchrohrsegmente ist unten zweck
mäßigerweise nur mit Querriegeln 37 stabilisiert.
Claims (6)
1. Zyklonabscheider, insbesondere für die direkte Wärmeüber
tragung von den heißen Abgasen einer Drehrohrofen-Zyklonschwe
begas-Wärmetauscher-Anlage zur Zementklinkerherstellung auf das
Zementrohmehl, mit tangentialer Zuführung von Gas und Rohmehl,
Gutaustrag im unteren Zyklonbereich und mit einem zentral von oben
in den Zyklonabscheider hineinragenden und an der Zyklondecke (10)
aufgehängten, aus mehreren Segmenten zusammengesetzten Tauch
rohr für die Gasabführung, wobei die Tauchrohrsegmente (12, 13) an
ihrem oberen Ende durch Schraubenbolzen (21) mit der durch Feu
erfestauskleidung isolierten Gasabzugsleitung (17) lösbar verbunden
sind,
dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenbolzen (21) in um den
Tauchrohrumfang verteilten Distanzbuchsen (20) angeordnet sind,
die nach außen jeweils wenigstens eine fensterartige Öffnung (22)
zum Zutritt von Umgebungsluft als Kühlmedium für die Tauchrohr
segment-Befestigung aufweisen.
2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß der an der Tauchrohrinnenseite in einer
entsprechenden Ausnehmung des Tauchrohrsegments (12) sowie in
der Distanzbuchse (20) angeordnete Kopf der Schraubenbolzen (21)
jeweils durch einen Deckel (23) abgedeckt ist.
3. Zyklonabscheider nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenbolzen (21) einen ver
dickten Kopf (24) haben, der in eine Ausnehmung einer Kappe (25)
eingelassen ist, mittels welcher das Tauchrohrsegment (12) an die
Innenseite der Distanzbuchse (20) spannbar ist.
4. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenbolzen (21) am radial
außen liegenden Ende Muttern (26) aufweisen, mittels denen sie über
Tellerfedern (27) am Außenumfang der Distanzbuchsen (20) abge
stützt sind.
5. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet daß die Tauchrohrsegmente (12), (13) am
oberen Ende einen nach außen winkelförmig vorstehenden Vorsprung
(18) aufweisen, mit dem die Tauchrohrsegmente in einen Steg (19)
eingreifen, der sich von der Innenseite der Distanzbuchsen (20) nach
oben erstreckt.
6. Zyklonabscheider insbesondere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet daß im Kreuzungs-Stoßbereich, in dem je
weils zwei nebeneinander benachbarte und zwei darunter angeord
nete Tauchrohrsegmente (12, 13, 14, 15) aneinandergrenzen, eine
den Kreuzungs-Stoßbereich an einer Seite der Segmente abdecken
de Halteplatte (29) angeordnet ist mit vier Querbolzen (30, 31, 32,
33), die durch vier entsprechende Löcher in den vier aneinandergren
zenden Ecken der Tauchrohrsegmente hindurchgesteckt sind, und
daß auf den hindurchgesteckten vier Querbolzen Querriegel (34, 35)
zur Sicherung der Halteplatte (29) befestigt sind.
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