DE2010601A1

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Publication number: DE2010601A1
Application number: DE19702010601
Authority: DE
Original assignee: Claudius Peters AG
Current assignee: Claudius Peters AG
Priority date: 1970-03-06
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3705620A; CA934547A; DE2010601B2

Description

PATENTANWÄLTE DRYING. RICHARD GlAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÖNCHEN HAMBURG MÖNCHEN

2000 Hombure 52 · Waltzstrae« 12 . T.l. (0411) »2255 8000 MOnekM 32 · Ucbhwnlrafi·» · Tal. (OBIl) 22 «5 4t

L	IHK NACHMCHT VOM	J	HAMBURG
IHK ZEICHEN		UNSERZEICHEN
		ρ 5614
BETRIFFT)	D/Schu

CLAUDIUS PETERS Aktiengesellschaft, 2000 Hamburg 39, Kapstadtring 1

Zweistufiger Kühler für V1*liSyi&&#r Brenngut

Die Erfindung bezieht sich auf einen zweistufigen Kühler

Brenngut, insbeson

S für grobstückig aus einem Brennofen austretendes. Zementklin- dere ker, dessen Kühlluft nur zum Teil dem Brennofen als Verbrennungsluft zugeführt wird, mit einer ersten, direkt wirkenden Kühlerstufe (beispielsweise einem Rostkühler) und einem zwischen der ersten und einer zweiten Stufe angeordneten Brecher.

Bei einem bekannten Kühler dieser Art sind beide Kühlerstufen als Rostkühler ausgebildet» Die Zerkleinerung grober Stücke jj| Brecher verbessert die Kühl er Verhältnisse:; im aweiten Rostabsohnitt.

Alt Klinkerkühler werden bislang wegen ihres vergleichs-• weite einfachen, robusten, und übersichtlichen Aufbaus Boitkühler bevoräugt, also direkt wirkende Kühler, bei

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denen die als Kühlmedium eingesetzte Luft den Klinker unmittelbar durchströmt. Es sind zwar Uostkühler bekannt, bei denen die gesamte Kühlluft, die wiederholt durch das Kühlbett geleitet wird, als Verbrennungsluft dem Brennofen zugeführt wird, jedoch wird meist der Einfachheit halber denjenigen Bauarten der Vorzug gegeben, bei denen nur diejenige Luft als Verbrennungsluft vorgewärmt und dem Ofen zugeführt wird, die einen ersten, heizen rtostanschnitt durchströmt hat, während die restliche Kühlluft, die etwa zwei Drittel des gesamten Kühl— luftdurchsatzes ausinacat, nach Erwärmung uia einige 100 C in die Atmosphäre entlassen wird, liie gesetzlichen Vorschriften verlangen sehr weitgehende Lnt— staubung dieser Abluft, die ineist von Zyklonen nicht erreicht werden kann. Es müssen deshalb Investition und betriebskostspielige Entstaubungseinrichfcungen wie Glasgewebefilter, Kiesbettfilter oder elektrosta-

tische Filter eingesetzt werden«, Y/ähreiid etwa zwei Drittel des gesamten Temperaturgefälles, nämlich die Kühlung von 1350 auf etwa 500°C, ωit nur einen Drittel des gesamten Luftdurchsatzes und geringem maschinellen Aufwand erreicht wird, erfordert das letzte Drittel

χ beispielsweise bei der Kühlung von Zementklinker

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des gesamten Temperaturgefalles von etwa ^QO bis unter 1OO°C zwei Drittel des Luftdurchsatzes und erheb-

sowie Energieaufwand liehen apparativen Aufwand zur Entstaubung dieses Luftanteils·

l)er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühler zu schaffen, der einen geringeren Kostenaufwand für die zweite Kühlerstufe verlangt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die zweite Stufe ein indirekt wirkender Kühler ist, der aus einem Schacht mit einer Vielzahl von quer darin angeordneten, luitdurchströinten Kühlflächen besteht,

der
(«•ire—«^ausschließlich aufgrund von Schwerkraftwir— kungen von dem auf eine bestimmte Maximalkörnung gebrochenen Klinker durchsetzt wird und mit den Durchsatz regelnden Niveaumeßeinrichtungen versehen ist, wobei die erste Kühlerstufe nicht wesentlich größer ie% als es für die Vorwärmung der Verbrennungsluft für den Brennofen erforderlich ist.

Während man bislang der Ausloht war, daß die direkte Kühlung für Zementklinker die einfachste und wirtschaftlichste KUhlweise sei, weil nicht nur ein guter Wärmeübergang zwischen dem Klinkerkorn und dem daraft vorbeistreichenden Kühlmedium möglich ist, sondern auch

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einfache, robuste Kühlerbauarten gewählt werden können, zeigt die Erfindung überraschenderweise, daß die

effektvoll und indirekte Kühlung in der zweiten Kühlerstufe

wirtschaftlicher ist, weil

das Kühlmedium nicht entstaubt zu werden braucht·

Es sind zwar indirekte Kühler zum Kühlen von Brenngut bekannt, aber nur bei staubförmigem und feinkörnigem Material, das durch Belüftung an Kühlflächen vorbeigewirbelt werden kann oder wenigstens in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzt werden kann, wodurch es der Behandlung in Wärmetauschern zugänglich wird, di· im wesentlichen nach dem bekannten Prinzip von Wärmetauschern für flüssige oder gasförmige Medien _Ä aufgebaut sind. Derartige Wärmeaustauscher hielt man

für das grobe Klinkermaterial nicht für anwendbar, weil die Möglichkeit fehlt, durch Fluidisation den Wärmeaustausch zwischen dem zu kühlenden Gut und den Kühlflächen zu intensivieren. In der Tat sind die für die Kühlung etaubförmiger Güter bekannten indirekten Kühler für Zementklinker auch nioht brauchbar, weil dieser nioht Wirt·· sohaftlioh im noch heilen Zustand auf den ftittheitegrad gebracht werden kann, der sur pneumatischen Fluldisierung

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erforderlich wäre. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß entgegen dieser Ansicht eine bestimmte Wärmetauscherbauart sehr wohl für vorgebrochenen Klinker geeignet ist und sogar eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise erlaubt, nämlich die obengekennzeichnete Bauart, bei der der gebrochene Klinker ausschließlich aufgrund der Schwerkraftwirkung an den vorzugsweise versetzt angeordneten Kühlflächen sich vorbeibewegt, allerdings unter völlig anderen Bewegungsverhältnissen als sie von den Wärmetauschern für staubförmiges oder jedenfalls fluidisierbares Gut bekannt sind. Die Geschwindigkeit der Klinkerteile gegenüber den Kühlflächen ist nämlich nur äußerst gering, so daß in der verhältnismäßig großen Verweilzeit jedes Klinkerteils an einer Kühlfläche eine ausreichende Auskühlung gewährleistet ist. Vorteilhafterweise sind, damit jeder Klinkerteil φ

die Kühlflächen einmal erreicht oder ihnen ausreichend nahekommt, die Abstände zwischen den Kühlflächen von einer Größenordnung, die nicht wesentlich über der Größenordnung der größten Klinkerteile liegt* Genauer

gesprochen soll der Abstand der Kühlflächen etwa zweiacht

bis -aetaamal so groß sein wie der Durchmesser der größten Klinkerpartikel, damit einerseits günstiger Wärmeaustausch gewährleistet und andererseits die Gefahr

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des Hangenbleiberis jedenfalls vermieden wird. Damit auch diejenigen Partikel, die etwa in der Mitte zwischen zwei Kühlflächen gelegen haben, Gelegenheit .zur Berührung einer Kühlfläche erhalten, sind die die Kühlflächen tragenden Kühlerteile zweckmäßiger— weise in einer Vielzahl längs des Wegs des Klinkers durch den Kühler versetzt zueinander angeordnet.

Dem Brecher wird vorteilhafterweise ein Sieb nach— geschaltet, damit keinesfalls Korn zu großen Durchmessers in den Kühler gelangt. Der Siebrückstand kann dein Brecher wieder zugeführt werden.

Nach der Erfindung kann die zweite Kühlerstufe von einer Mehrzahl hintereinander angeordneter Kühlschächte gebildet sein, damit separat montierbare und gegebenenfalls auch reparierbare Elemente entstehen. Die Hintereinanderanordnung empfiehlt sich nicht nur deshalb, damit die quer angeordneten Kühlflächen nach den Seiten zu herausnehmbar bzw. einsetzbar sind, sondern auch wegen einer nach der Erfindung besonders vorteilhaften Aufgabeweise, die durch eine Aufgabevorrichtung ermöglicht wird, welche einen oberhalb des Schachts bzw. der Schächte horizontal sich erstreckenden Förderer umfaßt, der das Gut jeweils dort erfaßt und mmamäkiäaaitimm weiterfördert, wo

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es einen vorbestimmten Füllstand des

Schachts bzw. der Schächte übersteigt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das an einem Ende aufgegebene Gut von dem Förderer nur dann weitergetragen wird, wenn der Pegel den Förderer erreicht. Diese Aufgabeaethode hat den Vorteil, daß der Schacht jüber seine ganze Länge bzw. sämtliche Schächte stets vollständig gefüllt sind bis auf einen kleineu, letzten Abschnitt des Schachts bzw. bis auf den innerhalb einer Gruppe letzten Schacht. Die Regelung des Füllstands wird zweckmäßigerweise in der Fora vorgenommen, daß die Niveaumeßeinrichtung in diesem letzten Teil angeordnet ist und daß diese Meßeinrichtung die Abzugsgeschwindigkeit des Kühlers regelt. Beim Unterschreiten eines bestimmten Pegels wird die Abzugsgeschwindigkeit verlangsamt, während sie beim Überschreiten eines bestimmten Pegels erhöht wird. Selbstverständlich könnte man auch daran denken, die Gutzufuhr zu regeln, was jedoch in Anbetrachtdes Ofenbetriebs weniger ratsam erscheint. Die Niveauneßeinrichtung ist in dem beschriebenen Beispiel einMfiiÄS&pFüllstandseeeeer. Es versteht sich, daß stattdessen jede andere Einrichtung verwendet werden kann, die nur geeignet ist« das Niveau in dem Schacht bzw. den Schächten festzustellen· Ein Maß dafür ist beispielsweise auch die von

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dem Förderer aufgenommene Leistung. Bei zu geringer Füllung des Schachts bzw. der Schächte erreicht der Füllstand den Förderer nämlich nur in einem kleinen Teil, so daß die von ihm aufgenommene Leistung entsprechend gering ist, während sie im umgekehrten Fall groß ist.

Die in dem Kühlerschacht quer angeordneten Kühlfluchen werden nach der Erfindung von im Querschnitt näherungsweise rautenförmigen, mit der lungeren Querschnittsachse vertikal stehenden Kanülen gebildet. Diese Querschnittsform hat den Vorteil, daß einerseits die Reibung des Guts an ihnen minimal ist und andererseits das Widerstandsmoment gegenüber den durch das reibende Gut ausgeübten Kräften maximal ist. Des Weiteren hat diese Querschnittsform den besonderen Vorteil, daß die Kanäle so zueinander angeordnet werden können, daß der zwischen ihnen gebildete Strömungsweg für das zu kühlende Gut etwa konstant bleibenden Querschnitt besitzt. Exakt läßt sich dies für die Rautenform verwirklichen; jedoch besitzen diesen Vorteil in hinreichendem Maße auch noch der Rautenforiu angenäherte Querschnittsfor— men, beispielsweise eine nach der Erfindung besonders

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vorteilhafte Querschnittsform, bei der je ein Paar seitliche Rautenflächen durch eine Bogenfläche ersetzt ist.

Die Erfindung wird im folgenden naher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung veraiischau- IMf licht.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die

gesamte Anlage,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Kühlschacht in

größerem Maßstab und
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen solchen Schacht . J^ mit anderer Abzugsvorrichtung.

An den Drehrohrofen 1 schließt sieh in bekannter Weise die erste Kühlerstufe 2 mit Schrägrost 3 an, der von durch das Gebläse 4ageförderter Kühlluft durchströmt wird, die nach dem Beströmen des Klinkerbetts unmittelbar dem Ofen 1 als Verbrennungsluft zugeführt wird. Am Ende des Rost 3 ist der Brecher ^ angeordnet. Das gebrochene Gut gelangt über den Schacht 5 und die Kratzerkette 6,

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die auch den Rostdurchfall fördert, zu einem Aufzug 7, der als L—eeherwerk oder in beliebiger anderer Weise ausgeführt sein kann. Das hochgef orderte Gut ge Langt zu einer Siebvorrichtung 8, deren Siebri-ickstaad über die Leitung 9 in den Brecher zurückfällt. Der Siebdurchsatz gelangt in den ersten Schacht Ii einer iteiüe von Kühlsciiäonten 11, 12, 13, 1^, die ohne Zwischen— raum aneinander anschließend ^radliuig hintereinander angeordnet sind und deren Köpfe derart miteinander verbunden sind, daß eine Schrapperkette 15 das bei 10 auf den ersten Schacht aufgeworfene Gut, sofern dieser gefüllt ist, zu den folgenden Sehucnten weiterführt. Dadurch werden säratliehe Schcicute bis auf den letzten Schacht Ik ständig gefüllt gehalten, in welchem zwei Füllstandsanzeiger angeordnet sind, von denen aus die Greschwindigiteit der in vereinfachter Weise als Förderband 18 in Figur 1 dargestellten Abzugseinriciitung gesteuert wird.

Iiü Schacht 13 sind scheiiiatiscn die Querkanule 19 angeordnet, die in einer Vielzahl versetzt vorgesehen sind. Iiü Vorbeistreicliea au der Oberfläche dieser Kanüle kühlt sich das Klinkergut ab. Die Kanäle sind zweekinäüigerweise in solcher Folge miteinander verbunden, daß die Kühlluft zunächst die

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unteren und erst danach die oberen Kanäle durchströmt, d.h. dali sich eine Gegenstroiuwirkung er— gibt. Schacht lh ist teilweise in Ansieht dargestellt, in der eine derartige Verbindung der Kanäle vorausgesetzt ist*

Aus dem Schnitt der Figur 2 erkennt man die durch Zusammensetzung zweier Kreisbögen angenäherte Hau— tenform des Querschnitts der Kanäle, wobei sich die Kanäle so zueinander anordnen lassen, daß der zwischen ihnen verbleibende Ströniungsweg etwa konstante Weite hat» Unvermeidbare Querschnittsänderungen sollen so gering sein und an solchen Stellen liegen, daß sich kein die Gefahr von Brückenbildung heraufbeschwörender Stau ergeben kann.

Am Boden 20 des Schachts sind Auslaßquerschnitte ge— bildet, die zum Zwecke der Auslaßregelung verstellbar sind. Von da aus fällt da« Gut auf das Förderband

Der Querschnitt der Figur 3 läöt im oberen Teil die Schrapperkette 15 erkennen. Seitlich davon fällt das Gut von dem Sieb 8 her ein, das von der Schrapperkette 15 in die weiter entfernt gelegenen Bereiche des Kühlers gebracht wird.

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Des weiteren erkeimt man, daß die Kanüle 17 an den Enden in den Seitenwänden des Schachts befestigt sind und dort mit Zuführungs-, Verbindungs- oder Abführungskanälen 21, 22 bzw. 25 in Verbindung stehen. Es geht aus der Figur weiterhin hervor, daß — entsprechend den zu ü— bertragenden Wärmemengen — ira oberen Teil eine ^.erin^ere Zahl von Kanälen im Vergleich mit einer größeren Zahl ±m unteren Bereich von je einem Ventilator 2k versorgt wird. Im unteren Teil der Darstellung erkennt raan wiederum den mit Dosierungsorganen versehenen Boden 20 des Schachts, von dem aus das üut dem Förderband 18 zugeführt wird.

Die dea Kühler verlassende, erhitzte Kühlluft kann, da sie nicht mit dem Kühlgut in Verbindung gekommen ist, ohne weiteres in die Atmosphäre abgeblasen oder zur Wärmerückgewinnung Wärmetauschern zugeführt werden. Ent s t au bun j; ist nicht erforderlich.

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Selbstverständlich kann anstelle des Rostkühlers auch eine andere direkt wirkende Kühlerbauart als erste Stufe gewählt werden, beispielsweise der als sogenannte Satelitenkühler in der ein— ^t! ' schlägigen Technik bekannte Kühler. - Der Kühlerschacht bzw. die Kühlerschächte können ggf. unmittelbar auf einen Vorrätssilo oder eine Mehr— zahl von Vorratssilos aufgesetzt werden, so daß das gekühlte Gut unmittelbar in den bzw. die Silos fällt. - Schließlich sei bemerkt, daß der oben beschriebene, indirekt wirkende Kühler ggf. auch ohne direkt wirkende Vorstufe verwendbar ist. Er könnte beispielsweise zur Kühlung von feinkörnig aus dem Brennofen a-ustretenden Gut, von Tonerde oder dergleichen, unmittelbar an den Ofen angeschlossen werden.

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Die im zweiten Kuij.ierabsciin.il; t aufgewärmte staub— ireie Kühlluft kann, wie es an sich beKaunt ist, der ersten Stufe als itühliiiediiuu zu^elinirt werden. Im vorliegenden Zusammenhang ist eine soione Anordnung besonders vorteilhaft, weil die staubfreie Luft ohne weiteres über einen Ventilator der ersten Kühlstufe zu^efuürt werden kann, oune daß Schaden ata Ventilator oder Küulteile in uea Luftzuführungen infoige des in der Luft enttiaitenen Staubs befüreiitet zu werden braueheu.

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Claims

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JPATENl'iUNSPRliCHE

Zweistufiger Kühler für grobstückig aus einesu Brennofen austretenden Zementklinker, dessen Kühlluft nur zum Teil dem Brennofen als Verbrennungsluft zugeführt wird, mit einer ersten, direkt wirkenden Kühlerstufe (beispielsweise einem Rostkühler) und einem zwischen dei" ersten und einer zweiten Stufe angeordneten Brecher, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe in an sich bekannter Weise ein indirekt wirken- Jfi der Kühler (11, 12, 13, 14) ist, der aus einem Schacht mit einer Vielzahl von quer darin angeordneten, luftdurchströmten Kühlflächen besteht, der ausschließlich aufgrund von Schwerkraftwirkung von dem auf eine bestimmte Maximalkörnung gebrochenen und auf konstanten Füllstand gehaltenen Klinker durchsetzt ist, wobei die erste Kühlerstufe (2) nicht wesentlich größer ist, als es für die Vorwärmung der Verbrennungsluft für den Brennofen (l) erforderlich ist, ^

2. Kühler nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die die Kühlflächen tragenden Kühlerteile (19) in einer Vielzahl längs des Wegs des Klinkers durch den Kühler versetzt zueinander angeordnet sind.

3ο Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Abstände der Kühlflächen voneinander nicht wesentlich über der Größenordnung der größten Klinkerteile liefen.

4. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brecher (h) ein Sieb (8) nachgeschaltet ist.

5. Kühler nach eineci der Ansprüche 1 — k_f dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kühlerstufe von einer Mehrzahl hintereinander angeordneter Kühlschächte (11, 12, 13, Ik ) gebildet ist.

6. Kühler nach einem der Ansprüche 1 - 51 dadurch gekenn— kennzeichnet, daß eine die gleichmäßige Aufgabe des gebrochenen Klinkers auf den Schacht b-zw. die Schächte gewährleistende Aufgabevorrichtung vorgesehen ist,

7. Kühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung einen sich oberhalb des Schachts bzw. der Schächte horizontal erstreckenden Förderer (15) umfaßt, der das Gut jeweils dort erfaßt und in einer Richtung weiterfördert, wo und insoweit es einen vorbestimmten Füllstand des Schachts bzw. der Schächte übersteigt.

8. Kühler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer einen Schrapper oder eine Förderschnecke mn—

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9. Kühler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Abzug regelnd wir- , kende Niveaumeßeinricutung (l6,17) in dem in Pörderrichtung hinten liegenden Teil des Schachts bzw. im letzten Schacht angeordnet ist.

Kühler nach Anspruch 1 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung die Abzugsge— sehwindigkeit des Kühlers regelt.

11. Kühler nach einem der Ansprüche 1 — 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kühlerschacht quer angeordneten Kühlflächen von im Querschnitt näherungsweise rautenf öriaigen, mit der längeren Querschnittsachse vertikal stehenden Kanälen (19) gebildet sind.

12. Kühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle derart angeordnet sind, daß der zwischen ihnen gebildete Strömungsweg für das zu kühlende Gut etwa konstant bleibenden Querschnitt besitzt.

13. Kühler nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch ge—

Kanäle nacheinander

kennzeichnet, daß die ÄS«Ä»i3äS»S*S-xJCÄa&lis im Heg entström zum Klinker von der Kühlluft durchströmt sind.

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Kühler nacii einej der Aiisyr'dcne 1 — IJ, dadurch ye itemize iciine t, dai> die zweite i^üh stufe durciis troiiit habende küi >i JL ui'b ganz oder teilweise, insoesondere ein üeuiase als lviiiil— iuiii der ersten Stufe zugeiiiiirt ist.

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