DE2048404C3

DE2048404C3 - Device for preheating granular and granulated material

Info

Publication number: DE2048404C3
Application number: DE19702048404
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl.-lng. Prerau; Kutscherik Oldrschich Kostelec; Zajdlik Josef Dipl.-Ing. Prerau; Pospischil (Tschechoslowakei)
Original assignee: Prerovske Strojirny, N.P., Prerau (Tschechoslowakei)
Filing date: 1970-10-01
Publication date: 1976-12-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf e-ne Vorrichtung zum Vorwärmen von körnigem und granuliertem Material mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.The invention relates to a device for preheating granular and granulated material with the generic features of the main claim.

Bei einem bekannten derartigen Wärmetauscher (DT-OS 15 01370) sind in einer oberen und einer unteren Reihe im senkrechten Wärmetauscherschacht schräg übereinander angeordnete und rostartig ausgebildete Leitelemente für das körnige Material angeordnet. Aufgrund der getroffenen Anordnung und der rostartigen Ausbildung dieser Einbauten fließt das körnige Material mit einer relativ geringen Schichthöhe in verschiedenen Teilströmen durch den Wärmetauscher, wobei es im Bereich der verschiedenen Roste annähernd quer zu seiner Förderrichtung von den Kühloder Heizgasen durchströmt wird. Somit tritt nur eine vergleichsweise kurzzeitige Berührung des gasförmigen Mediums mit den jeweiligen Materialpartikeln ein, so daß insbesondere bei grobkörnigem Material der wärmetechnische Wirkungsgrad dieser Vorrichtung ungenügend ist. Bei dieser Vorrichtung ist ferner nachteilig, daß die Gaszufuhr über drei an den Stirnseiten des Schachtes mündende Teilleitungen erfolgt, so daß ein unmittelbarer Anschluß des Wärmetauschers an z. B. einen Drehofen ohne zusätzliche Maßnahmen und Verteileinrichtungen nicht möglich ist. Das Material rieselt auf den Schrägrosten in Materialschichten von relativ geringer Dicke, so daß der Durchlauf von den Materialeigenschaften, insbesondere dem Schüttwinkel, in starkem Maße mitbestimmt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Schüttwinkel der verschiedenen Aufgabematerialien kann ein derartigerIn a known such heat exchanger (DT-OS 15 01370) are in an upper and a lower row in the vertical heat exchanger shaft arranged diagonally one above the other and designed like a rust Arranged guide elements for the granular material. Due to the arrangement made and the rust-like design of these internals, the granular material flows with a relatively low layer height in different partial flows through the heat exchanger, with it in the area of the different grates is flowed through by the cooling or heating gases approximately transversely to its conveying direction. So only one occurs comparatively brief contact of the gaseous medium with the respective material particles, see above that especially with coarse-grained material, the thermal efficiency of this device is insufficient. In this device is also disadvantageous that the gas supply over three to the End faces of the shaft opening partial lines takes place, so that a direct connection of the Heat exchanger to z. B. a rotary kiln without additional measures and distribution facilities is not possible is. The material trickles on the inclined largest in layers of material of relatively small thickness, so that the The run is largely determined by the material properties, in particular the angle of repose. Due to the different angles of repose of the various feed materials, such a

Wärmetauscher nur durch Umbau an ein anderes Material oder an sich ändernde Materialeigenschaften, z.B. eine Änderung der Feuchte, angepaßt werden. Hierzu muß beispielsweise der Steigungswinkel der als Hohlkörper ausgebildeten Schrägroste geändert werden. Aufgrund der intensiven Materialbewegung in den verschiedenen Förderschichten wird das Material ebenso wie die Roststäbe einer erheblichen Beanspruchung ausgesetzt.Heat exchangers only through conversion to a different material or to changing material properties, e.g. a change in humidity. For this purpose, for example, the slope angle as Hollow body trained slanting grates can be changed. Due to the intense movement of material in the The material as well as the grate bars are subject to considerable stress in the various conveying layers exposed.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorwärmer für körnige oder granulierte Materialien zu schaffen, der bei geringerem herstellungs- und betriebstechnischem Aufwand eine schonende Behandlung und Beanspruchung auch unterschiedlicher Materialien sowie einen intensiveren Wärmeaustausch gewährleistet.The object of the invention is to provide a preheater for To create granular or granular materials with less manufacturing and operational expenditure a gentle treatment and use of different materials as well as a more intensive one Heat exchange guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.This problem is solved by the characterizing features of the main claim.

In dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher erfährt das Material eine äußerst schonende Behandlung durch μ langsames Absinken, so daß der Wärmetauscherbetrieb nicht von beispielsweise dem Schüttwinke) oder anderen Materialeigenschaften abhängt. Durch die Anordnung der Einströmöffnungen im oberen Bereich der senkrechten Wände ergibt sich eine längere und intensivere Berührung des Gases mit den aufzuwärmenden Materialkörnern. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmetauschers üpgt in der Möglichkeit, Aggregate unterschiedlicher Leistungsfähigkeit und Größen mit den gleichen Einbauten ausrüsten zu können. Durch das Vorsehen von drehbaren Austragsstangen ergibt sich ferner der Vorteil, daß starke Schwankungen der Aufgabemenge auf einfache Weise ausgeglichen werden können.In the heat exchanger according to the invention, the material is treated extremely gently μ slow decrease, so that the heat exchanger operation does not depend on, for example, the angle of repose) or depends on other material properties. Due to the arrangement of the inflow openings in the upper area The vertical walls result in a longer and more intensive contact of the gas with the ones to be heated Grains of material. A particular advantage of the heat exchanger according to the invention is the possibility of Equip aggregates of different capacities and sizes with the same internals be able. The provision of rotatable discharge rods also has the advantage that strong Fluctuations in the feed quantity can be compensated for in a simple manner.

Der besonders gute Gesamtwirkungsgrad dieses erfindungsgemäßen Vorwärmers ergibt sich durch die Zerlegung des Materialflusses in der effektiven Zone des Wärmetauschers in mehrere Teilströme, die danach durch Stauelemente, z. B. die öffnungen in den vertikalen Seitenwänden und die Kanten der Tragstützen, ausgetragen werden, wobei das bereits vorgewärmte Material anschließend eine Nachzone durchrieselt, in der die einzelnen Körner nochmals mit den im Gegenstrom geführten Heißgasen in innige Berührung gelangen.The particularly good overall efficiency of this preheater according to the invention results from the Breakdown of the material flow in the effective zone of the heat exchanger into several partial flows, which then follow by damming elements, e.g. B. the openings in the vertical side walls and the edges of the supports, be discharged, the already preheated material then trickling through a post-zone, in which the individual grains again come into intimate contact with the countercurrent flow of hot gases reach.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 einen Schachtvorwärmer in Seitenansicht,
Fig.2 und 3 verschiedene Ausführungen von Austragsstangen im Querschnitt.F i g. 1 a shaft preheater in side view,
2 and 3 different versions of discharge bars in cross section.

Der in Fi g. 1 dargestellte Vorwärmschacht 1 weist in seinem Oberteil eine Beschickungsvorrichtung mit Eintragsrohren 15 und in seinem unteren Bereich eine sich nach unten verjüngende Austragskammer 11 auf. Im Schacht 1 sind eine Reihe von horizontalen Absaugkanälen 4, 5 angeordnet, die satteldachartige und schräge Dachflächen aufweisen und nach unten offen sind. In der Austragskammer ist eine Einströmöffnung 16 für das Heißgas aus z. B. einem Drehofen vorgesehen, die gleichzeitig als Austrag für das vorgewärmte Material dient.The in Fi g. 1 shown preheating duct 1 has in its upper part a loading device with entry pipes 15 and in its lower part a discharge chamber 11 which tapers downwards. In shaft 1 are a number of horizontal ones Suction channels 4, 5 arranged, which have gable roof-like and sloping roof surfaces and downwards are open. In the discharge chamber is an inflow opening 16 for the hot gas from z. B. a rotary kiln provided, which also serves as a discharge for the preheated material.

Der Innenraum des Vorwärmschachtes 1 wird durch gewölbeartige Hohlkörper 2 von hufeisenförmigem Querschnitt unterteilt. Jeder Hohlkörper 2 besitzt zwei parallele vertikale Längsseitenwände, die oben durch eine gewölbte Decke 3 zum Ausrichten des Materialflusses in die Räume zwischen den Hohlkörpern miteinander verbunden sind. Im oberen Bereich derThe interior of the preheating shaft 1 is formed by vault-like hollow bodies 2 of horseshoe-shaped Section divided. Each hollow body 2 has two parallel vertical longitudinal side walls through the top a vaulted ceiling 3 for aligning the flow of material into the spaces between the hollow bodies are connected to each other. In the upper area of the

Seitenwände sind Einströmöffnungen 6 für das Heißgas aus den Hohlkörpern 2 in die Materialschicht vorgesehen. Im unteren Teil der Seitenwände befinden sich Austragsöffnungen 7, durch die das vorgewärmte Material in den Austragskammern 11 des Schachtes gelangt Die Hohlkörper sind an ihren Stirnseiten miteinander verbunden. Die vertikalen Seitenwände stützen sich am Boden 9 des Schachtes 1 auf Stützträgern 10 ab, deren Enden mit den Stirnseiten der Austragkammer 11 verbunden sind. Teile des Schachtbodens 9 und die oberen Flächen der Stützträger 10 ragen in das Innere der Hohlkörper 2 derart vor, daß das aus den öffnungen 7 unter dem Schüttwinkel fallende vorgewärmte Material durch diese Teile des Bodens und der Stützträger 10 aufgehalten wird und sich der Vorwärmer 1 dadurch nicht selbsttätig entleeren kann. Zum Austragen des Materials sind Austragsstangen 12 am Schachtboden 9 und auf den Stützträgern 10 parallel zu den Hohlkörpern 2 im Bereich der Austragsöffnungen vorgesehen. Die um ihre Längsachse drehbaren Austragsstangen 12 sind so gestaltet, daß durch ihr Verdrehen das aus den Austragsöffnungen 7 auf den Boden 9 und die Stützträger 10 gerieselte Material über die Kanten in vertikale Schachtkanäle 8 abgefördert wird, in denen gleichzeitig das Heißgas in die Innenräume der Hohlkörper einströmt.Side walls are provided for inflow openings 6 for the hot gas from the hollow bodies 2 into the material layer. In the lower part of the side walls there are discharge openings 7 through which the preheated Material enters the discharge chambers 11 of the shaft. The hollow bodies are on their front sides connected with each other. The vertical side walls are supported on the floor 9 of the shaft 1 Support beams 10, the ends of which are connected to the end faces of the discharge chamber 11. Parts of the shaft bottom 9 and the upper surfaces of the support beams 10 protrude into the interior of the hollow body 2 in such a way that the preheated material falling from the openings 7 at the angle of repose through these parts of the Soil and the support beam 10 is held up and the preheater 1 is not automatically can drain. To discharge the material are discharge rods 12 on the shaft bottom 9 and on the Support beams 10 are provided parallel to the hollow bodies 2 in the area of the discharge openings. The ones for theirs Longitudinal axis rotatable discharge rods 12 are designed so that by their rotation from the Discharge openings 7 on the floor 9 and the support beam 10 trickled material over the edges in vertical shaft channels 8 is conveyed, in which the hot gas into the interiors of the same time Hollow body flows in.

In Fig.2 ist eine hohle Austragsstange 12 mit einer halbkreisförmigen Längsausnehmung 17 und mit Austragsvorsprüngen 18 in ihrem vollen Teil dargestellt. Der Austragsstab 12 nach Fig.3 besim einen Austragsvorsprung 18.In Figure 2 is a hollow discharge rod 12 with a semicircular longitudinal recess 17 and shown with discharge projections 18 in their full part. The discharge rod 12 according to Figure 3 besim one Discharge projection 18.

Oberhalb der als Hohlkörper 2 ausgebildeten Einbauten sind im oberen Teil des Schachtes 1 in dem Beschickungsraum die Saugkanäle 4 und 5 angeordnet, die unten, d.h. in Richtung des Materialdurchlaufes offen sind. Diese Saugkanäle 4,5 erstrecken sich parallel und seitlich versetzt zu den Hohlköipern 2 und sind mit ihren Enden an den Stirnenden des Vorwärmschachtes 1 befestigt. Die Höhe der Seitenwände der Saugkanäle 4, 5 kann durch vertikal verstellbare Schieber geändert werden, wodurch die geeignetste Materialhöhe zwischen den Öffnungen 6 und den Unterkamen der Saugkanäle 4, 5 eingestellt werden kann. In den Stirnwänden des Schachtes 1 sind Öffnungen 13 für den Abzug der Gase aus dem Innenraum der Saugkanäle 4,5 vorgesehen.Above the built-in components designed as a hollow body 2 are in the upper part of the shaft 1 in the Charging chamber, the suction channels 4 and 5 are arranged, which are at the bottom, i.e. in the direction of the material flow are open. These suction channels 4, 5 extend in parallel and laterally offset to the hollow bodies 2 and are with their ends attached to the front ends of the preheating shaft 1. The height of the side walls of the suction channels 4, 5 can be changed by vertically adjustable slide, creating the most suitable material height between the openings 6 and the lower chambers of the suction channels 4, 5 can be adjusted. In the The end walls of the shaft 1 are openings 13 for the withdrawal of the gases from the interior of the suction channels 4, 5 intended.

Das körnige und granulierte Material tritt in den Beschickungsraum im oberen Teil des Vorwärmers durch die Eintragsrohre 15 ein, die zusammen mit dem Material einen Druckverschluß des Beschickungsteiles bilden. Das in diesem Raum angehäufte Material verdeckt dadurch alle Saugkanäle 4, 5 und wird im Beschickungsraum durch die schrägen Dachflächen der Saugkanäle bei seinem Durchgang gleichmäßig verteilt und im Raum unter den vertikalen Verstellplatten 14 jedes Saugkanales 4,5 entsprechend seinem Schüttwinkel derart gesammelt, daß die Materialoberfläche 19 unter den Saugkanälen 4, 5 eine schräge annähernd ebene Fläche bildet, die von der unteren Längskante der Saugkanäle 4,5 ausgeht. Unter den äußeren Saugkanälen 5 an den Seitenwänden des Vorwärmschachtes 1 bildet die Oberfläche 19 der Materialsäule nur eine Schrägfläche, während unter den inneren Saugkanälen 4 die Oberfläche 19 der Materialsäule zwei gegeneinander gekehrte Schrägflächen von der Form eines umgekehrten Daches sind.The granular and granular material enters the loading area in the upper part of the preheater through the entry pipes 15, which together with the material form a pressure lock of the charging part form. The accumulated material in this space covers all suction channels 4, 5 and is in the Charging space evenly distributed as it passes through the sloping roof surfaces of the suction channels and in the space under the vertical adjustment plates 14 of each suction channel 4.5 according to its angle of repose collected in such a way that the material surface 19 under the suction channels 4, 5 approximately an incline forms a flat surface which starts from the lower longitudinal edge of the suction channels 4.5. Under the outer suction channels 5 on the side walls of the preheating shaft 1, the surface 19 of the material column forms only one Inclined surface, while under the inner suction channels 4, the surface 19 of the material column two against each other inverted bevels are in the shape of an inverted roof.

Bei Betätigung der Austragsstangen 12 gelangt das Material durch sein Eigengewicht in den Schachtraum unter den Saugkanälen 4,5, in denen sich das eigentliche Vorwärmgebiet befindet. Dabei wird der Materialstrom aus dem Beschickungsteil in den Vorwärmteil, d. h. in den Raum zwischen den vertikalen Seitenwänden der Hohlkörper 2 durch die gewölbeartigen Decken 3 der Einbauten ausgerichtet. Das vorgewärmte Material geht durch die öffnungen 7 in den Innenraum der Hohlkörper 2, aus dem es durch die Austragsstangen 12 über die Kanten des Bodens 9 und der Stützträger 10 in die Vertikalkanäle 8 gefördert wird, durch die es zur weiteren Verarbeitung hindurchführt.When the discharge rods 12 are actuated, the material gets into the shaft space by its own weight under the suction channels 4,5, in which the actual preheating area is located. Thereby the material flow from the loading part into the preheating part, d. H. in the space between the vertical side walls of the Hollow body 2 aligned through the vault-like ceilings 3 of the internals. The preheated material passes through the openings 7 into the interior of the hollow body 2, from which it passes through the discharge rods 12 Is promoted over the edges of the bottom 9 and the support beam 10 in the vertical channels 8, through which it is used for carries out further processing.

Die aus der Brennvorrichtung kommenden Heißgase treten in den Vorwärmer durch die Einströmöffnung 16 und durch die Schachtkanäle 8 in die Innenräume der Hohlkörper 2 ein, aus denen sie durch die öffnungen 6 in die Materialschicht eintreten. Diese im Gegenstrom zu dem Materialdurchlauf geführten Gase geben ihre Wärme an die Materialkörper ab und werden durch die Materialoberfläche 19 in die Saugkanäle 4, 5 und aus diesen durch die öffnungen 13 aus dem Vorwärmer abgesaugt.The hot gases coming from the combustion device enter the preheater through the inflow opening 16 and through the shaft channels 8 into the interiors of the hollow bodies 2, from which they enter through the openings 6 in enter the material layer. These gases, which are guided in countercurrent to the material flow, give off their Heat is transferred to the material body and is passed through the material surface 19 into the suction channels 4, 5 and out this is sucked out of the preheater through the openings 13.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht einen wirkungsvollen Wärmeübergang aus den Gasen in das Materia! mit relativ geringen Betriebskosten bei verkleinerten Wärmetauscherabmessungen und damit auch geringeren Anlagekosten. Für Vorwärmer verschiedener Größe kann die Form und Größe der wesentlichen Teile des Vorwärmers beibehalten werden, so daß sich auch die Konstruktion, Fertigung und die Zahl der Ersatzteile insgesamt verringern.The arrangement described enables effective heat transfer from the gases to the Materia! with relatively low operating costs with reduced heat exchanger dimensions and thus also lower investment costs. For preheaters of different sizes, the shape and size of the essential parts of the preheater are retained, so that the design, manufacture and reduce the total number of spare parts.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for preheating of granular and granular material, consisting of one vertical preheating shaft in which several rows of hollow bodies open at the bottom are offset one above the other are arranged, each hollow body of the top row end openings for discharging the Vapors and each hollow body of the lower row upper openings for introducing the gas into the Have material layer, characterized in that the vertical side walls of the lower, vault-like hollow body (2) on support girders (10) or on the shaft bottom (9) are supported and lower discharge openings (7) for the treated material lying in one plane have and that in the area of these openings (7) Ausixagsstangen (12) for conveying away the material are arranged from the enclosed spaces between the lower hollow bodies (2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the support beam (10) on which each support a side wall of two adjacent hollow bodies (2) until below the interiors of the Hollow body and at the level of the support beam (10) extending shaft bottom (9) on which the Support the outer side walls of the two outer hollow bodies (2) until they are under the interior spaces these two hollow bodies protrude and that the rotatable, provided with radial projections (18) Discharge rods (12) in the side walls and the support beams or bottom ends formed angles are arranged.