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VORRICHTUNG ZUM ERWÄRMEN VON SCHÜTTGUT Die Erfindung bezieht sich
auf Vorrichtungen zum Erwärmen von Schüttgut.
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Am erfolgreichsten kann die Erfindung zum Erwärmen von Zement-Rohmischung
bei der Herstellung von Klinkern verwendet werden.
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bekannt sind Vorrichtungen zum Erwärmen von Schüttgut in einem aufsteigenden
Heißgasstrom, welche aus mehreren übereinander angeordneten und miteinander in Verbindung
stehenden Kammern bestehen, denen die Heißgase von unten zugeführt erden, während
das Material von oben geschüttet.
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wird. Die Heißgase werden über Staubabscheider, die mit der Oberkammer
verbunden sind, abgeführt (FR ratent 1403491)
Bei den benannten
Vorrichtungen sind die Kammern durcii einen zylindrischen, in einen Konus übergehenden
Mantelschuß gebildet und durch zylindrische Einhalsungen miteinander verbunden,
infolgedessen hat der Durchlaßquerschnitt der Kammern eine runue Form.
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Bei den oekannten Vorrichtungen ist die Form des Durchlaßquerschnitts
der Einhalsungen für die Gestaltung eines runden Gasstrahles, der eine ungenügend
entwickelte aktive Fläche hat, ausschlaggebend, wodurch man gezwungen ist, die Höhe
der Kammern und auch der ganzen Vorrichtung zu vergrößern.
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Bekannt sind Versuche zum Beseitigen des genannten Mangels mit Hil@e
von in zylindrischen Einhalsungen, welche die Karamern verbinden, aufzustellenden
Zerteilern in i?orm von Konuseinsätzen, um welche sich ein ringförmiger Durchlaßquerschnitt
bildet (W. Hohenhinnebusch und W. Derks, "ZKG", Nr.2, 1969). Solche Zerteiler verbessern
etwas, wie Untersuchungen zeigten. <die Wärmeaustauechbedingungen> Da aber
der Gas strahl im Kammerinnern hinter aem Konuseinsatz seine Rundform beibehält,
nimmt seine aktive Fläche praktisch nicht zu, weswegen sich die Höhe der Vorrichtung
nicht vermindern läßt.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum
Erwärmen von Schüttgut in einem aufsteigenden Heißgasstrom mit einem Zerteiler in
Kammern zu schaffen, der zur bildung eines ringförmigen Strahls von aufsteigenden
Heißgasen über die gesamte höhe der Kammern beiträgt , um eine im Vergleich mit
bekannten Vorrichtungen dieser Art schnellere Verteilung von Wärme in Kammern zu
erzielen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß cier erfinaungsgemäße Zerteiler
in der Vorrichtung in Form einer in betriebsstelluno vertikal angeordneten Säule
ausgebildet ist, die durch alle Kammern derart hindurchgeht, daß zwischen ihr und
den Kammerwänuen (über ihre Gesamthöhe) ein Spalt mit einem ringförmigen Durchlaßquerschnitt
für Gas und Gut entsteht.
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Dank dieser konstruktiven Lösung wird in der Vorrichtung ständig
eine ringförmige Flachform des Heißgasstrahles gewährleistet, der eine
aktive Fläche hat als die runde form ce: Heißgasstrahles.
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Es ist zweckmäßig, den inneren Siohlraum in der Säule <> auszubilden,
<als Gaszug> dessen Oberende mit Staubabscheidern verbunden ist.
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Bei dieser konstruktiven Lösung des Zerteilers bedarf es keines äußeran
Gaszuges zur Ableitung von Heißgasen nach unten, insbesondere bei deren weiteren
Verwertung.
Es ist ferner zweckmäßig, die Vorrichtung mit möglichst
vielen Staubabscheidern zu versehen, die im gleichen
die Säule mit
Gaszug angeordnet sind. hierdurch
es möglich , die Vorrichtung mit dem aufgefangenen Schüttgut gleichmäßig zu beschicken,
was seinerseits eine gleichmäßige Verteilung des Guts im aufsteigenden Heißgasstrom
und die Schaffung einer gleichen hydraulischen Betriebsweise gewährleistet.
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In der Vorrichtung können seciis unc mehr Staubabscheider an einer
Säule (uei Gen bekannten Vorrichtungen beträgt deren Zanl nicht mehr als 4) angeordnet
sein.
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Dank cien konstruktiven Besonderheiten ist es möglich, die Höhe der
Vorrichtung zum Erwärmen von Schüttgut bis zu 20% im Vergleich mit den bekannten
Vorrichtungen desselben Typs zu vermindern. Gleichzeitig kann der Energieverbrauch
durch Verminderung des hydraulischen Widerstands um 10 bis 15% gesenkt werden.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausfü@rungsbeispielen und den beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigt Fig.1<> Vorrichtung zum Erwärmen von Schüttgut <die erfindungsgemäße>mit
einem Drehofen zur Herstellung von Klinkern (Längsschnitt); Fig.2 Schnitt II-II
in Fig.1; Fig.3 Ansicht in Richtung A in Fig.1;
Fig.4 einen Teil
der Vorrichtung (gemäß der E mit mehreren Säulen (Langssch itt nach der Säulenachse);
Fig.5 Schnitt V-V in Fig.4; Fig.6 Schnitt VI-VI in Fig.4; Fig.7-9 verschiedenartige
Durchlaßquerschnitte der Einhalsungen der Kammern (Längsschnitt).
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Die in Fig.1 gezeigte Vorrichtung dient zum Erwärmen von Schüttgut
- Zement-Rohmischung - in einem aufsteigenden Heiß gas strom und entnält mehrere
übereinander angeordneten und miteinander in Verbindung stehenden Kammern 1. Die
Vorrichtung ist auf einem Sockel 2 aufgestellt, in aessen Innern eine Schütte 5
zur Ubergabe des erwärmten Materials aus der unteren Kammer an den Drehofen 4 angeordnet
ist. Aus diesem Ofen werden die Heißgase der unteren Kammer der Vorrichtung durch
die Schütte 3 zugeführt. Die obere Kammer ist mit Staubabscheidern 5 verbunden,
welche als Zyklone ausgebildet sind, wobei diese Verbindung mit Hilfe eines ringförmigen
Zerteilers 6, der aus der oberen Kammer ausvritt und mit dieser in Verbindung steht,
hergestellt wird.
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Der abscheidende Teil der Zyklonen (Staubabscheider 5) ist mit der
oberen Kammer durch Ausläufe 7 verbunden.
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Die Beschickung der oberen Kammer mit Zement-Rohmischung erfolgt
über die Beschickungsvorrichtungen 8. In der erfin -dungsgemäßen Vorrichtung geht
die in Betriebsstellung vortikal stehende Säule 9 durch alle Kammern derart hindurch,
daß zwischen ifir und den Wänden (Mantelschuß) 10 (Fig.2) der Kammern über ihre
Gesamthöhe ein Spalt mit einem ringförmigen Durchlaß querschnitt Tür Gas und Gut
vorhanden
bleibt.
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Die Säule 9 ist in Form eines Rohres ausgebildet, dessen Innenraum
als Gaszug dient, der durch Rohrleitungen 11 (Fig.1) an seinem Oberende mit den
Zyklonen (Staubabscheidern) 5 verbunden ist, während sein unteres Ende in den Kasten
12 hineingeSt, welcher mit einem Gasabzug 13 verschen ist.
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Die Staubabscheider 5 (Fig.3) sind um die Säule 9 in gleichem
(600) angeordnet. Dadurch wird eine gleichmäßige Beschickung der oberen Kammer (an
sechs Punkten) mit dem aufgefangenen Schüttgut gewührleistet.
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Die Kammereinhalsungen sind durch ringförmige Konustrennwände 14
und 15 (Fig.1, 2) gebildet, von denen die einen 14 am Lantelschuß 10 una die anderen
15 an Säule befestigt sind.
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Zur Verminderung von Wärmeverlusten in die Umgebung ist die Außenfläche
der Vorrichtung wärmeisoliert.
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Die Vorrichtung kann im Querschnitt einen rechtwinkligels, insbesondere
einen quadratischen Mantelschuß 16 (Fig.4, 5, 6) und mehrere Säulen 17, welche in
bezug auf die zentralen Schnittflächen der Vorrichtung symmetrisch angeordnet sind
<haben>.
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Dabei sind die Trennwände 18 und 19 (Fig.4) abwechselnd an den Säulen
17 und dem Mantelschuß 16 angeordnet und befestigt. Die um die Säulen herum entstehenden
ringförmigen Spalte 20 (Fig.5) und 21 (Fig.6) mit verschiedenem Abstand
von
der Süulenachse gewährleisten eine nicht geradlinige Strömung der Heißgase. Die
Trennwände, die die Binhalsungen der Kammern bilden, können verschiedene Form haben.
Die iirennwände 22 (Fig.?) können z.B. eine flache Form haben und an Säule 9- befestigt
sein, oder sie können eine konische Form wie die Trennwand 23 (Fig.8) haben und
am Mantelschuß0O befestigt sein. Schließlich können sie in Form von zwei Bingkonen
24 und 25 (Fig.9) ausgebildet sein, von denen der eine an Säule 9 und der andere
am Mantelschuß 10 befestigt wird.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.
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Aus dem Ofen 4 (Fig.1) gelangen die Gase durch die Schütte 3 im Innern
des Sockels 2 in die untere Kammer der Vorrichtung, von der sie durch die Spalte
in Trennwänden 14 und 15 in die nächste Kammer eintreten. Beim Durchgang der Gase
durch den Spalt kommt es zu einer Verengung des Gasstrahles, danach erweitert sich
der Gasstrahl in der Kammer und dank einer turbulenten Durchmischung wird die Masse
des Gasstrahles auf Kosten des umgebenden Mittels vergrößert. Der Gasstrahlkern
einer etwa zonstanten Masse fließt in die nächste Kammer über, während die sich
daran angeschlossenen Gasmengen eine kreisförmige Bewegung nach unten vollführen
und sich wieder dem eintretenden Gasstrahl beimengen.
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Aus der oberen Kammer wird das Gas über den Zerteiler 6 in die Zyklonen
(Staubabscheider) 5 geleitet, wo
es von mitgegissenem Staub gereinigt
wird, und dann in den Gasabzug der Säule 9 gelangt, durch den es über aen Kasten
12 in den Gasabzug 13 abgeführt wird.
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Die Rohmischung wird mit hilfe von Beschickungsvorrichtung 8 in die
obere Kammer in die Zone der Gaszirkulation geschüttet. Dorthin kehrt auch das von
den Zyklonen 5 auLgefangene Gut über die Ausläufe 7. Zusammen mit wen zirkulierenden
Gasmengen erreicht das Schüttgut die Trennwand und gelangt durch Spalte in die unten
gelegene Kammer.
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Die Erwärmung einzelner Teile des Guts erfolgt infolge eines kontaktes
mit dem aufsteigenden Heißgas. Aus der unteren Kammer gelangt das erwarmte Schüttgut
durch die Schütte 3 in den Ofen 4.
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Da zum Überströmen der Gase aus der einen Kammer in die andere ringförmige
Spaltöffnungen vorgesehen sind, haben die entstehenden Strahlen eine flache Form.
bekanntlich erlißcht ein flacher Strahl unter den sonst gleichen bedingungen schneller
als ein runder Strahl, was Lrleich zeitig auch eine schnellere Verteilung von Wärme,
welche durch diesen Strahl in das umgebende Mittel hineingetragen wird,
Dank einer symmetrischen Anordnung der Bauteile der Vorrichtung wie Kammern, Trennwände
mit Spalten, Vorrichtungen für die Zuführung des beschickten und des von den Zyklonen
aufgefangenen Schüttgutes wird das zu erwärmende Gut im Heißgasstrom gleichmäßig
verteilt, wodurch optimale
Bedingungen für den Wärmeaustausch gewährleistet
werden.
Die Anordnung von Staubabscheidern um die Säule mit dem gleichen
gestattet es, sie in einer Maximalzahl aufzustellen und für sie die gleichen Betriebsbedingungen
zu schaffen, wodurch die Erzielung eines optimalen Grades des Ausganges des von
den Gasen mitgeschleppten Produktes ermöglicht wird.
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Die Verwendung von Säulen 9 als Gas zug trägt zur Wärmehaltung durch
Gase bei, was beim Benutzen dieser Gase zum 'l'rocknen des Ausgangsrohstoffes besonders
wiciitig ist.
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Die Vorrichtung kann zur Erwärmung verschiedener Schüttgüter wie
Erze in der metallurgischen Industrie, Kalkstein in der Bauindustrie, Getreide in
der Landwirtschaft usw. eingesetzt werden.