DE2440053C3

DE2440053C3 - Vorrichtung zur thermischen Behandlung von feuchtem Rohmaterial, zum Beispiel zum Trocknen von Schlämmen

Info

Publication number: DE2440053C3
Application number: DE2440053A
Authority: DE
Inventors: Andris Dipl.-Ing. 5062 Hoffnungsthal Abelitis; Jakob 5205 St Augustin Hinterkeuser
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1979-02-22
Also published as: BE832632A; ZA755371B; US3998583A; FR2282610A1; FR2282610B1; DE2440053B2; DK374975A; GB1513474A; JPS5145364A; DE2440053A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von feuchtem Rohmaterial, zum Beispiel zum Trocknen von Schlämmen, bestehend aus einer Heiügasquelle mit einer ihr abgasseitig angeschlossenen Folge von hintereinandergeschulteten, durch Gas- und Materialleitung miteinander verbundenen Abscheidern, wobei das zu behandelnde Gut in eine zwischen dem in Richtung des Gasstromes vorletzten und dem letzten Abscheider aufsteigende Gasleitung eingefühlt wird, in die vor der Rohmaterialzufuhrstelle ein Gebläse eingeschaltet ist.

Gemäß der aus der US-PS 1528995 bekannten Vorrichtung zur thermischen Behandlung von ieuchten Materialien sind an den unteren Enden der Gasleitungen, und zwar unterhalb der Gutaufgabestelle, Gebläse vorgesehen, mit deren Hilfe die zu behandelnden Materialien mit den Gasen durch die Leitungen von einem Zyklon zum anderen bewegt werden. In dieser bekannten Vorrichtung können jedoch nur gut rieselfähige Materialien einer thermischen Behandlung unterworfen werden. Bei der Aufgabe von feuchten, insbesondere schlammförmigen Materialien, ist hierbei nicht zu vermeiden, daß mehr oder weniger große Gutteile im Gegenstrom zum Gas nach unten in die jeweiligen Gebläse fallen und diese nicht

^a° nur nachteilig beeinflussen, sondern sie zum Erliegen bringen. Diese bekannte Vorrichtung ist daher weder zur thermischen Behandlung von feuchten, schlammförmigen Materialien geeignet, noch ermöglicht sie eine optimale Nutzung der in den Gasen vorhandenen

»5 Wärme zur thermischen Behandlung derartiger Materialien.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Zyklon-Wärmebehandlungssystcm gasführungsmäßig mit dem Mahltrocknungssystem so zu verbinden, daß in der Mahltrocklungsanlage eine allen Rohmaterialzuständen angepaßte optimale Trocknung und Zerkleinerung stattfinden kann.

Dabei bestehen die wechselnden Eigenschaften des Rohmaterials darin, daß

1. unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte der aufgegebenen Schlämme vorliegen,
2. primär in den Schlämmen unterschiedliche Körnungen vorliegen, die eine Nachzerkleinerung notwendig machen, und

3. daß durch backende Bestandteile während des Trocknungsvorganges unterschiedlich körniges Sekundärgut mit Körnungen entsteht, die ebenfalls eine Nachzerkleinerung notwendig machen. Es ist also eine Anpassung an unterschiedliche Feuchtigkeitsgehalte, unterschiedliche Primärkörnungen und unterschiedliche Sekundärkörnungen erforderlich, die alle drei eine unterschiedliche Heißgaszuführung zum - und Heißgasführung im Mahltrocknungssystem erfordern.

Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Heißgasquelle über eine Abzweigleitung von der Gasleitung, die sie mit dem ihr im Strom folgenden ersten Abscheider verbindet, entweder über eine am unteren Ende der Steigleitung mit Abstand unterhalb der Rohmaterialzufuhr eingeschaltete Zerkleinerungsvorrichtungoder über die vom vorletzten Abscheider in die Zerkleinerungsvorrichtung führende Leitung oder über diese Leitung und direkt über eine Kurzschlußleitung mit der Steigleitung verbunden ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen kann nicht nur sehr vorteilhaft die Gasströmung in der Steigleitung den jeweiligen Verhältnissen so angepaßt werden, daß an der Materialzuführstelle kein oder nur ein geringer Differenzdruck herrscht, sondern es kann hierdurch auch sehr vorteilhaft die Gasströmung für den Materialtransport so stark ausgelegt werden, daß die Gase das Material mit Sicherheit auch über verhältnismäßig lange Strecken von unten nach oben mit-

nehmen und dabei so weit vortrocknen, daß es im nachfolgenden Abscheider sehr leicht aus den Gasen abgeschieden werden kann. Ferner können durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Heißgase vorteilhaft jeweils die für die Vortrocknung der feuchten Rohmaterialien erforderlichen Heißgasmengen in die Steigleitung eingeführt werden, während mit den übrigen Heißgasmengen die Nachbehandlung der Materialien erfolgt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen daher nicht nur eine optimale Ausnutzung der in den Gasen vorhandenen Wärme zur thermischen Behandlung von sehr feuchten Materialien sondern auch eine ebenso wirksame thermische Behandlung von dünnflüssigen Schlämmen. Darüber hinaus werden du;ch die am unteren Ende der Steigleitung mit Abstand unterhalb der Rohmaterialzufuhr eingeschaltete Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der Erfindung auch sehr vorteilhaft die im Gasstrom in der Steigleitung nach unten fallenden groben Gutpartikel so weit zerkleinert, daß sie von der nach oben in dieser Leitung gerichteten Gasströmung mit Sicherheit mitgenommen und ausreichend vorgetrocknet im Abscheider ausgetragen werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Heißgasquelle in Richtung des Materialstromes ein Drehrohrofen und diesem ein Luftkühler nachgeschaltet, der abluftseitig über eine Gasleitung mit der Steigleitung in Verbindung steht. Die in der Kühlerabluft vorhandene Wärme kann auf diese Weise ebenfalls sehr vorteilhaft zur Vortrocknung des feuchten Abgabegutes mit herangezogen werden. Darüber hinaus werden hierdurch auch die in der Kühlerabluft vorhandenen Staubpartikel niedergeschlagen und in den thermischen Bchandlungsprozeß eingebracht. Es entfällt hierdurch auch die übliche Kühler-Abluft-Fntstauhung, was auch sehr vorteilhaft zu einer Senkung der Anlagen und Betriebskosten führt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zerkleinerungsvorrichtung als Schleudermühle ausgebildet, mit einer solchen Drehrichtung, daß die Bewegungsrichtung am Rotorumfang mit der Gasstromrichtung übereinstimmt. Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft der von der Gasströmung aulzubringende Guttransport wirksam unterstützt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Steigleitung zwischen der Rohmatcrialzuführung und dem letzten Abscheider ein Sichter zur Abscheidung der großen Bestandteile des Aufgabegutes eingeschaltet, wobei der Grobgutaustrag des Sichters mit der Rohmaterialzuführung in Verbindungsteht. Die in der Steigleitung bereits thermisch vorbehandelten groben Bestandteile des Aufgabegutes können auf diese Weise sehr vorteilhaft wiederum mit dem Rohmaterial in Verbindung gebracht und einem erneuten Trocknungsprozeß unterworfen werden. Auch hierdurch wird vorteilhaft die in den groben Bestandteilen vorhandene Wärme wirksam zum Trocknen der leuchten Rohmaterialien genutzt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung steht die Materialaustragsleitung des letzten Abscheiders über eine Zweigleitung mit der Rohmaterialzuführung in Verbindung. Das im letzten Abscheider abgeschiedene Trockengut kann auf diese Weise vorteilhaft dem feuchten Aufgabegut zugemischt und dadurch der Trocknungseflekt des feuchten Aufgabegutes wirksam unterstützt werden.

Je nach dem Feuchtigkeitsgehalt und der Zusammensetzung der zu behandelnden Rohmaterialien kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Rohmaterialzuführung in die zur Schleudermühle führende Gasleitung und/oder in die Steigleitung erfolgen.

Die nachfolgenden Erläuterungen gelten einem in der Zeichnung schematisch dargestellten, mit den Merkmalen nach der Erfindung ausgestatteten Beispiel einer Vorrichtung.

Diese Vorrichtung besteht aus übereinander angeordneten Abscheidern 1, 2 und 3, die durch Abgasleitungen 4 und 5 sowie Materialleitungen 6 und 7 miteinander in Verbindung stehen. Der Abscheider 1 ist über eine Gasleitung 8, in die die Materialleitung 7

■5 des Abscheiders 2 mündet, an einen Drehrohrofen 9 angeschlossen. In der Gasleitung 8 ist ferner zur Aufheizung der aus dem Drehrohrofen 9 austretenden Gase eine als Brennkammer ausgebildete Heißgasquelle 10 eingeschaltet. Der Abscheider 1 steht über eine Materialleitung 11 mit dem Drehrohrofen 9 in Verbindung, an den ein Luftkühler 12 angeschlossen ist.

Die aus dem Abscheider 3 austretende Leitung 13 mit Gebläse 14 führt in eine Schleudermühle 15, die

*5 im unteren Bereich einer Steigleitung 16 angeordnet ist. Die Steigleitung 16 mündet in einen Abscheider 17. In die Leitung 13 mündet ferner eine in Gasstromrichtung hinter der Heißgasquelle 10 von der Gasleitung 8 ausgehende Abzweigleitung 18, und zwar hinter dem Gebläse 14. Auf diese Weise wird das in der Leitung 13 angeordnete Gebläse 14 nicht von den heißen Gasen, die über die Abzweigleitung 18 in die Leitung 13 eingebracht werden, belastet. Feiner verbindet eine Abluftleitung 19 die Steigleitung 16 mit dem Lultkühler 12 des Drehrohrofens 9. Sowohl in der Abzweigleitung 18 als auch in der Abluftleitung 19 ist jeweils ein Gas- bzw. Lultmengenregelventil 20 bzw. 21 eingeschaltet.

Mit Abstand oberhalb der Schleudermühle 15 ist

Φ° für die Rohmaterialzuführung (Pfeil 22) in die Steigleitung 16 eine Förderschnecke 23 angeordnet, die austragsseitig mit einem Rohmaterial-Aufgabetrichter 24, in dem Schleuderwalzen vorgesehen sind, in Verbindung steht. Darüber hinaus führt von der För-

♦5 derschnecke 23 auch eine etwa in der Mitte angeordnete, in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Rohmaterialleitung 25 in die Leitung 13. Die Rohmateriallcitung 25 ist hierbei ebenfalls mit einem Absperrventil 26 versehen.

Vom Abscheider 17 führt eine Gasabzugleitung 27 in ein Elektrofilter 28, an das ein Gebläse 29 angeschlossen ist. Gutaustraggseitig ist am Abscheider 17 eine Materialaus- tragleitung 30 angeschlossen, die in die Gasleitung 5 mündet, welche die Abscheider 2 und 3 miteinander verbindet. Von der Materialaustragleitung 30 führt eine mit einem Absperrventil 31 versehene Zweigleitung 32 in die Förderschnecke 23. An das Elektrofilter 28 sind ferner für den Staubaust rag Zweigleitungen 33,34 (gestrichelt dargestellt) an-

geschlossen, die das Elektrofilter staubaustragseitig mit den Materialleitungen 30 und 32 verbinden.

Ferner ist in der Steigleitung 16 zwischen der Förderschnecke 23 und dem Abscheider 17 ein in der Zeichnung gestrichelt dargestellter Sichter 35 eingeschaltet, der zur Abscheidung von gi oben Bestandteilen aus dem in der Steigleitung 16 nach oben geführten Gasstrom dient. Das hierin ausgeschiedene Grobgut kann entweder über eine Leitung 36 in die Zweiglci

tung 32 und von dort in die Förderschnecke 23 oder über die Leitungen 37, 25 direkt der Schleudermühle IS zugeführt und von dort der Steigleitung 16 zur Nachbehandlung aufgegeben werden. Für den Fa!!, daß das im Sinter 35 aügeschiedene Grobgut aus iigendweldv η Gründen nicht in die Steigleitung 16 ?mi ÜLlsgU ühi t werden soll, besteht auch die Möglichkeit, das Grobgut über eine Leitung 38 nach außen abzuführen.

Im Betrieb dieser Vorrichtung werden die heißen Oienabgase des Drehrohrolens 9 nach Aufheizung in der als Brennkammer ausgebildeten Heißgasquellc 10 über die durch Gas- und Materialleitungen in Verbindung stehenden Abscheider 1 bis 3 und von dort über die Leitung 13 mit Hilfe des Gebläses 14 entweder über die Schleudermühle 15 und/oder über die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Kurzschlußleitung 39 in die Steigleitung 16 eingeführt. Von dort aus werden sie mit Hilfe des am Elektrofilter 28 angeschlossenen Gebläses 29 über den Abscheider 17 und über die Leitung 27 nach außen abgezogen. Die zu behandelnden, feuchten Rohmaterialien werden in Pfeilrichtung 22 der Förderschnecke 23, die vorzugsweise als Mischschnecke mit zwei Schneckensträngen ausgebildet sein kann, zugeführt. Der Rohmaterialaustrag aus der Förderschnecke 23 gelangt in den Aufgabetrichter 24, von wo er mit Hilfe zweier Schleuderwalzen in den in der Steigleitung 16 von unten nach oben gerichteten heißen Gasstrom eingebracht wird. Das Rohmaterial wird in der Steigleitung 16 von den heißen Gasen in Schwebe nach oben geführt und in den Abscheider 17 ausgetragen. Hierbei wird das Rohmaterial von den heißen Gasen bereits so weit vorgetrocknet, daß es im Abscheider 17 als Trockengut abgeschieden werden kann. Falls im Rohmaterial gröbere Gutpartikel vorhanden sind, fallen diese im Gegenstrom zu den in der Steigleitung 16 nach oben geführten Gasen nach unten in die Schleudermühle 15, wo sie so weit zerkleinert werden, daß sie von der nach oben gerichteten Gasströmung sicher mitgenommen und in den Abscheider 17 ausgetragen werden können. Das im Abscheider 17 anfallende Trokkengut wird über die Materialaustraglcitung 30 in die die beiden obersten Abscheider 2 und 3 verbindende Abgasleitung 5 eingeführt, von wo es die Abscheider 3, 2,1 von oben nach unten durchläuft und dabei mit den aus der Heißgasquelle 10 von unten nach oben strömenden Heißgasen in Berührung gebracht wird. Das auf diese Weise vorbehandelte Gut gelangt anschließend über die Materialleitung 11 in den Drehrohrofen 9, wo es einer thermischen Nachbehandlung, beispielsweise einer Sinterung oder dergleichen unterworfen wird. Das im Drehrohrofen nachbehandelte Material kann anschließend nach Kühlung im Luftkühler 12 der weiteren Verwertung zugeführt werden. Wenn es sich bei dem Aufgabegut um schlammförmige Materialien handelt, ist es besonders zweckmäßig, daß diesem Material Trockengut zugemischt wird, um dadurch den Entwässerungs- brw. Trocknungsproid.! wirksam /u untcisuitzcn. Das Trockengut wird hieifvi sehr zweckmäßig der Materialaustragleihinp 30, die den Abscheider 17 mi' der Abgasleitung 5 verbindet, entnommen und über die Zweigleitung 32 den schlammförmigen Materialien in der Förde ι schnecke 23 zugemiseht. Die hierbei jeweils erforderliche Zumischmenge an Tiockengut kann sdir vorteilhaft mit Hilfe des in der Zweigleitung 32 angeordneten Drosselventils 31 eingestellt werden. Darüber hinaus kann den schlammlöimigen Rohmaterialien auch Filterslaub aus dem Elektrofilter 28, and zwar über die Zweigleitungen 34 und 32 /ugemischt werden. Der lestlichf (eil de/ im Elektrofilter 28 aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Stäube wird über die Leitung

¹S 33 in die Malcriulaustrugleitung 30 eingeführt und dort mit dem bereits in der Steigleitung 16 vorgetrockneten Material vermischt. Auch besteht die Möglichkeit, die im Sichter 35 anfallenden groben Bestandteile über die Leitungen 36, 37 den schiammförmigeii Materialien zuzumischen. Auf diese Weise kann je nach Bedarf als Zumischkomponente zu den schlammförmigen Materialien Grobkorn vom Sichter 35 oder Trockengut vom Abscheider 17 oder Staub aus dem Elektrofilter 28 entnommen werden. Auch

^a5 können alle Komponenten zusammen gleichzeitig verwendet werden. Falls das im Sichter 35 anfallende Grobgut als Zumischkomponente zum Rohmaterial nicht verwendet werden kann, wird es über die Leitung 38 nach außen abgeführt.

Je nach dem Feuchtigkeitsgehalt und der Zusammensetzung der zu behandelnden Rohmaterialien kann es insbesondere beim Anfahrvorgang der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft sein, wenn vor der der Hcißgasquelle 10 nachgeschalteten Gaslcitung 8 Heißgase abgezogen und entweder über dit Leitung 13 und Schleudermühle 15, oder direkt übei die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Kurzschlußleitung 39 der Steigleitung 16 eingeführt werden. Die Regelung der jeweils erforderlichen Heißgasmenge, die aus der Leitung 8 abgezogen wird erfolgt mit Hilfe des in der Abzweigleitung 18 angeordneten Drosselorgans 20. Auch kann je nach Bedarl ein Teil oder die gesamte Kühlerabluft aus dem Kühler 12 über die Leitung 19 zum Vortrocknen dci feuchten Rohmaterialien in die Steigleitung 16 eingeführt werden. Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft die in der Kühlerabluft vorhandene Wärme wirtschaftlich genutzt. Die Zufuhr von Kühlluft in die Steigleitung 16 kann durch das in der Abluftlcitung 19 angeordnete Drosselorgan 21 mengenmäßig genau dosiert werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht somit sehr vorteilhaft eine thermische Behandlung von feuchten Materialien, insbesondere Schlämmen, und zwar bei weitestgehender Nutzung der in den Gasen vorhandenen Wärme und bei optimaler temperatur- und mengenmäßiger Anpassung der heißen Gase an die jeweils zu behandelnden feuchten Materialien.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von feuchtem Rohmaterial, zum Beispiel zum Trocknen von Schlämmen, bestehend aus einer Heißgasquelle mit einer ihr abgasseitig angeschlossenen Folge von hintereinandergeschalteten, durch Gas- und Materialleitung miteinander verbundenen Abscheidern, wobei das zu behandelnde Gut in eine zwischen dem in Richtung des Gasstromes vorletzten und dem letzteu Abscheider aufsteigende Gasleitung eingeführt wird, in die vor der Rohmaterialzufuhrstelle ein Gebläse eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgasquelle (10) über eine Abzweigleitung (18) von der Gasleitung (8), die sie mit dem ihr im Strom folgenden ersten Abscheider (1) verbindet, entweder über eine am unteren Ende der Steigleitung (16) mit Abstand unterhalb der Rohmaterialzufuhr (23) eingeschaltete Zerkleinerungsvorrichtung (15) oder über die vom vorletzten Abscheider (3) in die Zerkleinerungsvorrichtung führende Leitung (13) oder über diese Leitung (13) und direkt über eine Kurzschlußleitung (39) mit der Steigleitung (16) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißgasquelle (10) in Richtung des Materialstromcs ein Drehrohrofen und diesem ein Luftkühler (12) nachgeschaltct ist, der abluftseitig über eine Gasleitung (19) mit der Steigleitung (16) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsvorrichtung (15) als Schleudermühle ausgebildet ist, mit einer solchen Drehrichtung, daß die Bewegungsrichtung am Rotorumfang mit der Gasstromrichtung übereinstimmt.

4. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steigleitung (16) zwischen der Rohmaterialzuführung (23) und dem letzten Abscheider (17) ein Sichter (35) zur Abscheidung der groben Bestandteile des Aufgabegutes eingeschaltet ist, wobei der Grobgutaustrag des Sichters (35) mit der Rohmaterialzuführung (23) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialaustragsleitung (30) des letzten Abscheiders (17) über eine Zweigleitung (32) mit der Rohmaterialzuführung (23) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohmaterialzuführung (23) in die zur Schleudermühle (15) führende Gasleitung (13) und/oder in die Steigleitung (16) mündet.