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Brenn- und Kühlanlage für Zementklinker
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oder anderes pulveriges oder körniges Gut Gegenstand der Erfindung
ist eine Brenn- und Kühlanlage für Zementklinker oder anderes pulveriges oder körniges
Gut mit einem von einem Brenner beheizten Ofenteil und einem unmittelbar anschließenden
Kiihlerteil, die achsgleich plaziert und als gemeinsames Drehrohr ausgebildet sind,
das vom Auslaufende des Kühlerteils her mit einem Luftstrom beaufschlagt wird, der
für den Kühlerteil als Kühlmedium und für den Ofenteil als Verbrennungsluft dient.
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Derartige, als sogenannter "Soloofen" bekanntgewordene Anlagen (vgl.
Zement-Chemie, 3. Auflage 1958, Band 2, Seite 475) besitzen bekanntlich gegenüber
anderen Ofen-Eühler-Kombinationen eine Reihe von Vorzügen wie einfachere und günstigere
Bauweise, unkompliziertere Arbeitsweise, nur ein Antrieb für beide Einheiten, kein
Erfordernis der Entstaubung, da Kühlluft als Sekundärluft dem Ofenteil zugeführt
wird, große Querschnitte und niedrige Bauhöhe und dadurch gute Zugänglichkeit, keine
Störanfälligkeit bzw. optimale Betriebssicherheit und anderes.
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Die bekannten Soloofen-Anlagen besitzen sämtliche als Brenner im Ofenteil
einen ummantelten Ilanzenbrenner, der am Gutaustrittsende des Kühlerteils angebracht
und durch letzteren hindurchgeführt ist und bis in den Ofenteil hineinragt. Der
lange, über den gesamten Kühlerteil sich erstreckende lianzenbrenner stellt eine
unerwünschte Abdeckung dar, die im Hinblick auf das aus kühltechnischen Gründen
notwendige Bilden eines Gutschleiers einen toten Raum unterhalb des Brenners zur
Folge hat, der den Eühleffekt des Kühlerteiles herabsetzt. Neben der Verhinderung
eines optimalen Gutschleiers ist dieser tote Raum zusätzlich
insofern
noch in bezug auf die Kühlwirkung des Kühlerteiles äußerst ungünstig, als er eine
Art Kanal kleineren Widerstandes bildet, durch welchen die Kühlluft unter Umgehung
des Gutschleiers zu strömen versucht, so daß die Wärmeabfuhr im Gutschleier erheblich
beeinträchtigt wird. Hinzu kommt, daß der Lanzenbrenner den Einsatz von Rieseleinbauten,
wie sie für die Erzeugung eines über den gesamten Kühlerteilquerschnittes reichenden,
maximalen Gutschleiers erforderlich sind, nicht erlaubt, da dies in kürzester Zeit
zum völligen Verschleiß des Iianzenbrenners führen würde.
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Die bekannten Soloofen-Anlagen haben deshalb keine das Gut über den
gesamten Kühlerteilquerschnitt streuenden Rieseleinbauten, sondern nur Einbauten
zum Durchrühren und Umwenden des Gutes, zum Beispiel in Form von Kaskaden.
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Der Erfindung obliegt die Aufgabe, die Kühlwirkung bei Brenn-und Kühlanlagen
der eingangs erwähnten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Brenner
und die ihm zugeordnete Halterung den Innenraum des Kühlerteiles freilassend an
dem Drehrohr des Ofenteiles befestigt sind und im Kühlerteil das Gut über den gesamten
querschnitt des Drehrohres streuende Rieseleinbauten vorgesehen Sind. Als Brenner,
der den Innenraum des Kühlerteiles frei läßt, kann ein bekannter Mantelbrenner benutzt
werden, der am kühlerseitigen Ende des Ofenteiles angeordnet wird.
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Stattdessen kann aber auch ein Brenner vorgesehen werden, der an einem
in den Ofenteil ragenden ninsaz an-gebracht ist. Damit der Gutfluß durch den Ofenteil
nicht beeinträchtigt wird, ist es zweckmäßig, den Einsatz an seiner in Drehrichtung
des Ofenteiles voreilenden Seite mit einer zur Längsachse des Drehrohres schräggestellten
Förderfläche zu versehen, welche das Gut im Drehrohr axial vorwärts bewegt und ein
Anstauen desselben im Bereich des Einsatzes verhindert.
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Gemäß der weiteren Erfindung ist im Sinne einer zusätzlichen Steigerung
der Kühlwirkung das Drehrohr im Bereich des Kühlerteiles bezüglich seines Durchgangsquerschnittes
größer bemessen als im Bereich des Ofenteiles. Der größere Durchmesser ermöglicht
mehr Rieseleinbauten, ergibt einen flächenmäßig größeren Gutschleier und eine kleinere
Geschwindigkeit der Kühlluft, wodurch der Wärmeaustausch zwischen Gut und Kühlmedium
wesentlich intensiver ist; die Durchmesservergrößerung hat ferner eine oberflächenmäßig
größere Gutniere im Drehrohr zur Folge, welche die Wärme besser an die Kühlluft
abgibt.
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Führt man unter Ausnutzung des größeren Drehrohrdurchmessers im Bereich
des Kühlerteiles dem Kuhlerteil gemäß einem anderen Erfindungsmerkmal einen Luftstrom
zu, der mengenmäßig größer ist als die für den Verbrennungsprozeß im Ofenteil benötigte
Luftmenge, so erzielt man erstens eine weitere zusätzliche Steigerung der Kühlwirkung
des Kühlerteiles und hat zweitens in vorteilhafter Weise heißes Gas für andere Zwecke
zur Verfügung, beispielsweise zum Vorwärmen des Rohmehles bzw. für die'kalzinierung
und ähnliches.
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Schließlich kann der Abkühlungseffekt des Kühlerteilesjnoch dadurch
gesteigert werden, daß - wie es bei Drehrohrkühlern an sich bekannt ist - der Kühlerteil
am Auslaufende mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser ausgerüstet ist,
mit deren Hilfe das Gut durch Wasser noch mehr abgekühlt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Brenn- und Kühlanlage
nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung die
Ansicht einer Brenn- und Kühlanlage für Zementklinker,
Fig. 2 einen
Querschnitt durch den Kühlerteil der Anlage nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen
Ausschnitt aus der Abwicklung des mit Rieselelementen besetzten Drehrohrmantels
des Kühlerteiles, Fig. 4 teilweise einen Längsmittelschnitt durch einen Ofenteil
und den diesem zugeordneten Einsatz zum Aufnehmen des Brenners sowie Fig. 5 eine
Draufsicht auf den Einsatz des Ofenteiles nach Fig. 4, wobei das Drehrohr aufgerissen
dargestellt ist.
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Die Anlage umfaßt einen Ofenteil 1 und einen Kühlerteil 2, die achsgleich
unmittelbar hintereinander angeordnet und zu einem gemeinsamen Drehrohr 3 vereinigt
sind. Das Drehrohr 3 ist in üblicher Weise mit geringfügiger Neigung von seinem
Guteinlauf 4 zu seinem Gutauslauf 5 hin in drei Radiallagern 6 gelagert und wird
von einem nicht dargestellten, bekannten Axiallager in Längsrichtung abgestützt.
Zum Erzeugen der Drehbewegung ist ein Antriebsaggregat 7 vorgesehen, welches das
Drehrohr 3 über Ritzel 8 und Zahnkranz 9 in der bekannten Weise antreibt. Das Drehrohr
3 ist im Bereich des Ofenteiles 1 ganz und im Bereich des Kühlerteiles 2 zum Teil
mit einer feuerfesten Ausmauerung 10 ausgestattet.
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Zum Beheizen des Ofenteiles 1 ist an dessen kühlerseitigem Ende ein
Mantelbrenner 11 herkömmlicher Bauart auf dem Drehrohr 3 angebracht, der an eine
Zuführleitung 12 für Brennstoff und eine Zuführleitung 13 für ?rimarluft angeschlossen
ist.
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Der Kühlerteil 2 besitzt über einen Teil seiner Länge Riesoleinbauten,
die von reihenweise an der Mantelinnenseite des Drehrohres 7 befestigten Rieselelementen
14 gebildet werden Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, haben diese Rieselelemente
14 die Form von mit ihren beiden Enden auf dem Drehrohr 3 abgestützten Hohlbögen
(Fig. 2), deren Breite in Drehrichtung des Drehrohres 3 abnimmt (Fig. 3). Das Drehrohr
3 hat im Bereich des Kühlerteiles 2 einen größeren lichten Durchmesser bzw.
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einen größeren Durchgangsquerschnitt als im Bereich des Ofenteiles
1 und weist im Ubergangsbereich zwischen Ofenteil 1 und Kühlerteil 2 eine in Umfangsrichtung
sich erstreckende Reihe Entnahmeöffnungen 15 auf, die in ein ortsfestes Gehäuse
16 münden, das durch Dichtungen 17,18 gegenüber dem Drehrohr 3 abgedichtet ist.
Eine Rohrleitung 19 verbindet das Gehäuse 16 mit einem Wärmetauscher 20 zum Vorwärmen
des Zementrohmehles. Eine gleichzeitig als Gut-und Luftleitung dienende Rohrleitung
21 verbindet den Wärmetauscher 20 mit dem Guteinlauf 4 des Drehrohres 3, und eine
Rohrleitung 22 schließt ihn an ein Sauggebläse 23 an.
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Im Gutauslauf 5 des Drehrohres 3 ist eine Vorrichtung zum Einspritzen
von Wasser in den Kühlerteil 2 angeordnet, welche von einer über Rohrleitung 24
mit eingefügtem Absperrventil 25 gespeisten Sprühdüse 26 gebildet wird.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Variante für eine den Kühlerteil freilassende
Anbringung des Brenners zum Beheizen des Ofenteiles. Der Ofenteil 101 mit Ausmauerung
110 ist hier mit einem Einsatz 140 versehen, der radial einwärts in das Drehrohr
103 ragt und nach radial außen offen ist. Im radial innen gelegenen Bereich ist
an dem Einsatz 140 ein Brenner 111 angebracht, welcher durch Rohrleitung 112 mit
Brennstoff
und durch Rohrleitung 113 mit Primärluft versorgt wird. Zur Vermeidung und zum Auflösen
von Gutstaus ist an der in Drehrichtung des Drehrohres 103 voreilenden Seite des
Einsatzes 140 eine zur Längsachse des Drehrohres 103 schräggestellte Förderfläche
in Form eines Schildes 141 angeordnet, der mittels zweier Wände 142,143 auf dem
Einsatz 140 abgestützt und von diesen gehalten wird.
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Die Arbeitsweise der Anlage ist kurz wie folgt: Das im Wärmetauscher
20 vorgewärmte Zementrohmehl wird über Rohrleitung 21 in den Guteinlauf 4 des Drehrohres
7 (Pfeil 27) eingegeben. Auf dem gleichen Wege, jedoch im Gegenstrom zum Rohmehl
wird von dem Sauggebläse 23 vom Gutauslauf 5 des Drehrohres 3 her durch Kühlerteil
2 und Ofenteil 1, Rohrleitung 21, Wärmetauscher 20 sowie Rohrleitung 22 ein Luftstrom
gesaugt, der im Kühlerteil 2 als Kühlmedium und im Ofenteil 1 als Sekundärluft für
den Mantelbrenner 11 diente Dieser Luftstrom Pfeil 28) ist so bemessen, daß er mengenmäßig
größer ist als die im Ofenteil n als Sekundärluft (Pfeil 29) benötigte Luftmenge.
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Die von diesem Luftstrom pfeil 28) im Ofenteil 1 nicht benötigte,
überschüssige Luftmenge (Pfeil 30) wird von dem Sauggebläse 23 über die Entnahmeöffnungen
15, das Gehäuse 16 und die Rohrleitung 19 in den Wärmetauscher 20 gesaugt und hier
zum Vorwärmen des in letzterem eingebrachten Rohmehles (Pfeil 35) benutzt.
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Das in den Ofenteil 1 eingebrachte, vorgewärmte Rohmehl wird aufgrund
der Neigung und Drehbewegung (Pfeil 31) des Drehrohres 3 unter Schwerkraftswirkung
durch diesen hindurchbewegt und hier in der bekannten krt zu er gebrannt. Dieser
Klinker gelangt nach Verlassen des Ofenteiles 1 ohne Ilbergänge und Querschnittsverengungen
unter Beibehaltung von Förderrichtung und Fördergeschwindigkeit
in
den unmittelbar angrenzenden Kühlerteil 2, wo die Klinkerniere 32 (Fig. 2) von den
Rieselelementen 14 in kleine Klinkerportionen 33 aufgeteilt wird, die in Drehrichtung
von unten nach oben mitgenommen und als Schleier 34 mit sehr feiner Gutverteilung
im Inneren des Drehrohr res 3 herabrieseln (Fig. 2). Aufgrund des größeren Durchmessers
des Kühlerteiles 2 entsteht hierbei ein relativ großer Gutschleier, der von dem
überdimensionierten Kühlluftstrom (Pfeil 28) überall durchströmt wird, wobei ein
sehr intensiver Wärmeaustausch stattfindet und der Klinker weitgehend abgekühlt
wird. Im Falle daß noch eine weitgehendere Abkühlung erwünscht ist, wird, bevor
der so gekühlte Klinker am Gutauslauf 5 den Kühlerteil 2 verläßt, mit Hilfe der
Sprühdüse 26 Wasser auf ihn aufgesprüht und dadurch seine Temperatur noch weiter
gesenkt.
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Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt besteht in einer wesentlichen
Steigerung der Kühlwirkung gegenüber dem Kühlteil des Soloofens bekannter Konstruktion
sowie in der Möglichkeit zum einfachen Entnehmen von Heißgas für die Vorkalzinierung
und andere Zwecke.