DE2550475C3 - Brenn- und Kühleinrichtung für Zementklinker oder anderes pulveriges oder körniges Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brenn- und Kühleinrichtung für Zementklinker oder anderes pulveriges oder körniges Gut mit einem von einem Brenner beheizten Drehrohrofen und einem zweistufigen Kühler, dessen erste Kühlstufe von einem sich unmittelbar an den Drehrohrofen anschließenden und mit ihm zu einem gemeinsamen Drehrohr vereinigten Drehrohrkühler und dessen /weile Kühlstufe von einem den Drehrohrkühler konzentrisch umgebenden Satellitenkühler gebildet wird, wobei beide Kühlstufen im Gegenstrom zum Gut von der Kühlluft durchströmt werden.

Unter Satellitenkühler sollen in diesem Zusammenhang Kühler verstanden werden, deren das Drehrohr umgebender Kühlrohrring aus unmittelbar aneinandergrenzenden oder mit Abstand zueinander angeordneten Kühlrohren den Drehrohrmantel mit oder ohne Abstand umschließt.

Ofen-Kühler-Kombinationen mit zwei Kühlstufender eingangs erwähnten Art, wie sie beispielsweise durch die deutsche Patentschrift 4 97 389 bekannt sind, haben gegenüber jenen Drehrohrofen mit Satellitenkühler^ bei denen die Kühlrohre des Satellitenkühlers für die gesamte Kühlleistung bemessen sind, mehrere ins Gewicht fallende Vorteile: Geringere Abmessungen sowie Gewichte der Kühlrohre und dadurch niedrigerer Aufwand für deren Aufhängung; kleinere Wärmebelastung, weil Klinker bereits vorgekühlt in die Kühlrohre gelangt; ein zusätzliches Lager am unteren Drehrohrende ist nicht erforderlich, da die Kühlrohre aufgrund ihrer verringerten Abmessungen und Gewichte frei überkragen können; ein langer Brennertunnel kommt in Forlfall.

Trotz der Vorzüge haben sich diese Anlagen in der Praxis nicht durchsetzen können, weil ihre Kühlleistungen zu wünschen übrig lassen. Der bei ihnen angewandte, durch den gesamten Drehrohrkühler hindurchgeführte Lanzenbrenner bildet zwangsläufig eine unerwünschte Abdeckung, welche in bezug auf das aus kühltechnischen Gründen unerläßliche Bilden eines maximalen Gutschleiers einen in diesem Sinn loten Raum unterhalb des Brenners zur Folge hat, der das Ausmaß des Gutschleiers herabsetzt und dadurch die Kühlwirkung der ersten Kühlstufe mindert. Außer der Beeinträchtigung des Gutschleiers ist der besagte lote Raum insofern noch in bezug auf ilen Kühleffckt des Drehrohrkühlcrs von Nachteil, als er eine Art Kanal geringeren Widerstandes verköpert, durch welchen die Kühlluft unter Umgehung des Gutschleiers im Drehrohr zu strömen sucht, so daß die Wärmeabfuhr im Guischleier wesentlich beeinträchtigt wird. Des weiteren bedeutet die übliche Anwendung eines l.an/enbrenners die Unmöglichkeit, den Drehrohrkühler mit jenen Rieseleinbaiiten /u versehen, die zum Er/engen eines über den gesamten Drehmlirqiierschnitt reichenden, optimalen Gutsehleiers notwendig sind, da dies in kürzester Zeit zum völligen Verschleiß des Lanzenbrenners führen würde.

LDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den genannten Brenn- und Kühlcinrielitungen die Kühlwirkung /u verbessern.

Gemäß tier Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Brenner und die ihm zugeordnete Halterung den Innenraiim des Drjhrohrkühlcrs freilassend an dem Drehrohr des Drehrohrofens befestigt sind und im Drehrohrkühler das Gut über den gesamten Querschnitt des Drehrohres streuende Rieseleinbauten vorgesehen sind. Als Brenner, welcher den Innenraum des Drehrohrkühlers völlig frei läßt, wird zweckmäßig ein handelsüblicher Mantelbrenner vorgesehen, der am kühlerseitigen Ende des Drehrohrofens angeordnet ist.

Anstelle eines Mantelbrenners kann auch ein Brenner benutzt werden, der von einem in den Drehrohrofen ragenden Einsatz aufgenommen wird. Damit dabei der Gutfluß durch den Drehrohrofen von seilen dieses Einsatircs keine Beeinträchtigung erfährt, ist es voueilhaft, wenn der Einsatz, an seiner in Drehrichtiing des Drehrohres voreilenden Seile eine zu dessen l.ängsacli-

se schräggestellie Förderfläche aufweist, welche das Gut axial im Drehrohr vorwärtsbewegt und ein Anstauen desselben im Bereich des Einsatzes verhütet.

Gemäß der weiteren Erfindung ist ii.: Sinne einer zusätzlichen Steigerung der Kühlwirkung das Drehrohr im Bereich des Drehrohrkühlers bezüglich seines Durchgar.gsquerschnittes größer bemessen als im Bereich des Drehrohrofens. Der größere Durchmesser ermöglicht mehr Rieseleinbauten, ergibt einen flächenmäßig größeren Gutschleier und eine kleinere Geschwindigkeit der Kühlluft, wodurch der Wärmeaustausch zwischen Gut und Kühlmedium erheblich gesteigert wird; die Durchmesservergrößerung hat ferner eine oberflächenmäßig größere Gutniere im Drehrohr zur Foige, welche die Wärme besser an die Kühlluft abgibt. Bemißt man die Durchgangsquerschnitte von Satellitenkühler und Drehrohrkühler für einen Luftstrom der mengenmäßig größer ist als die für den Verbrennungsprozeß im Drehrohrofen erforderliche Luftmenge, und sieht man im Übergangsbereich zwischen Drehrohrofen und Drehrohrkühler Entnahmeöffnup.gcn im Drehrohr vor, so erzielt man erstens eine weitere zusätzliche Steigerung der Kühlwirkung des Drehrohrkühlers und hat zweitens in vorteilhafter Weise heißes Gas für andere Zwecke zur Verfugung, das über besagte Entnahmeöffnungen — beispielsweise /um Vorkalzinieren — entnommen wird.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Brenn- und Kühleinrichtung nach der Erfindung wieder; es zeigt

Fig. I einen Längsmittelsclinitt durch eine Brenn- und Kühlanlage für Zementklinker in vereinfachter Darstellung, wobei der Drehrohrofen nur teilweise veranschaulicht ist,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Drehrohrkühler der Anlage nach Linie ILII in Fig. 1 in etwas größerem Maßstab,

Fig. J einen Ausschnitt aus der Abwicklung des mit Rieselelementen besetzten Drchrohrmantcls des Drehrohrkühlers,

F i g. 4 teilweise einen Längsmittelschnitt durch einen Drehrohrofen und den diesem zugeordneten Einsatz /Lim Aufnehmen des Brenners sowie

F i g. 5 eine Draufsicht auf den Einsät/, des Drehrohrofens nach F i g. 4, wobei das Drehrohr aufgerissen dargestellt ist.

Zu der Brenn- und Kühlanlage für Zementklinker gehört im wesentlichen ein Drehrohrofen 1 und ein zweistufiger Kühler, dessen erste Kühlstufe von einem Drehrohrkühler 2 und dessen zweite Kühlstufe von einem .Satellitenkühler 3 gebildet wird. Drehrohrofen I und Drehrohrkiihler 2 sind unmittelbar hintereinander achsgleich angeordnet und zu einem gemeinsamen Drehrohr 4 vereinigt. Das Drehrohr 4 ist wie üblich in Bewegungsrichtung des Gutes mit geringfügiger Neigung in mehrerern Radiallagern 5 drehbeweglich gelagert und in einem nicht dargestellten Axiallager üblicher Bauart in Längsrichtung abgestützt. Ein ebenfalls nicht veranschaulichter Drehantrieb treibt das Drehrohr über Ritzel und Zahnkranz in der bekannten Weise an. Das Drehrohr 4 ist sowohl im Bereich des Drehrohrofens 1 als auch im Bereich des Drehrohrkühlers 2 ganz mit einer feuerfesten Ausmauerung 6 versehen.

Am kühlerseitigen Ende des Drehrohrofens I ist zum Beheizen desselben auf dem Drehrohr 4 ein handelsüblicher Mantelbrenner 7 angebracht, der über Zuleitung 8 mit Brennstoff und über Zuleitung 9 mit Pnmarluft gespeist wird.

Der Drehrohrkühler 2 ist an seinem dem Drehrohrofen 1 abgewandten Ende um einen rohrförmigen Tragstumpf 10 verlängert, der den ihm zugeordneten Satellitenkühler 3 aufnimmt. Der Tragstumpf 10 ist nach außen durch einen lösbaren Deckel 11 mit Dichtung 12 abgeschlossen. Über einen Teil seiner Länge ist der Drehrohrkühler 2 mit Rieseleinbauien ausgerüstet, welche von reihenweise an der Mantelinnenseite des Drehrohres 4 befestigten Rieselelcmenten 13 gebildet werden. Gemäß den Fig. 2 und 3 haben die Riesclelemente 13 die Form von mit ihren beiden Enden auf dem Drehrohr 4 abgestützten Hohlbögen (Fig. 2), deren Breite in Drehrichtung (Pfeil 14) des Drehrohres 4 abnimmt (Fig. 3).

Das Drehrohr 4 hat. wie F i g. 1 zeigt, im Bereich des Drehrohrkühlers 2 einen größeren lichten Durchmesser bzw. einen größeren Durchgangsquerschnitt als im Bereich des Drehrohrofens 1 und besitzt im Übergangsbereich zwischen Drehrohrkühler 2 und Drehrohrofen 1 eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Reihe Entnahmeöffnutijjen 15, die in ein ortsfestes Gehäuse 16 münden, das durch Dichtungen 17, 18 gegenüber dem Drehrohr 4 abgedichtet ist. Eine Rohrleitung !9 verbindet das Gehäuse 16 mit einem nicht dargestellten Wärmetauscher zum Vorwärmen des Zementrohmehles.

Der Satellitenkühler 3 besteht aus einer Mehrzahl am Umfang des Drehrohres 4 gleichmäßig verteilter Kühlrohre 20, die zusammen einen den Drehrohrkiihler 2 umgebenden Kühlrohrring formen. Die an ihrem überkragenden Ende offenen Kühlrohre 20 sind nicht ausgemauert und werden von auf dem Tragstumpf 10 befestigten Halterungen 21 aufgenommen. Sie besitzen über den größten Teil ihrer Länge nicht veranschaulichte Rieseleinbauten, welche wie die Rieselelemente 13 des DrehrohrkiihL-rs 2 ausgebildet sind. Zum Anschluß der Kühlrohre 20 an das Innere des Drehrohrkühlers 2 dienen Verbincliingsstut/.cn 22 und Durchtrittsöffnungen 23 im Mantel des Drehrohres 4.

In den F i g. 4 und 5 ist eine Variante für eine den Innenraimi des Drehrohrkühlers freilassende Anbringung des Brenners /um Beheizen des Drehrohrofens abgebildet. Der Drehrohrofen 101 mit Ausmauerung 106 ist hier mit einem Hinsatz 131 versehen, welcher radial einwärts in das Drehrohr 104 ragt und nach radial außen offen ist. Im radial innen gelegenen Bereich ist an dem Einsatz Ul ein Brenner 107 angebracht, welcher durch Rohrleitung 108 mit Brennstoff und durch Rohrleitung 109 mit Primarluft versorgt wird. Zum Vermeiden und Auflösen von Gutsiaus ist an der in Drehrichtung des Drehrohres 104 vorteilenden Seite des Einsatzes 131 eine zur Längsachse des Drehrohres 104 sehräggestcllte Förderfläche in Form eines Schildes 132 angeordnet, der mittels zweier Wände 1 33, I 34 auf dem Einsät/. 131 abgestützt und von ihnen gehalten wird.

Dis von dem nicht gezeigten Wärmetauscher vorgewärmte Zementrohmehl wird dem Guteinlauf des Drehrohrofens 1 zugeführt. Gleichzeitig wird durch ein nicht veranschaulichtes Gebläse im Gegenstrom zum Rohmehl durch die offenen Enden der Kühlrohre 20 des .Satellitenkühlers 3 ein Luftstrom (Pfeile 24, 25) an- und durch die Kühlrohre 20 sowie den Drehrohrkiihler 2 hi;:'lurchgesaugl. welcher im Satellitenkühler 3 und im Drehrohrkiihler 2 als Kühlmedium und im Drehrohrofen I als Sekundärluft für den Mantelbrenner 7 dient.

Dieser Luftstrom (Pfeile 24, 25) ist so dimensioniert, daß er mengenmäßig größer ist als die im Drehrohrofen

I als Sekundärluft (Pfeil 26) benötigte l.uftmenge. Der im Drehrohrofen I nicht benötigte Anteil von besagtem Luftstrom (Pfeile 24, 25) wird von dem Gebläse über die Lntnahmeöffnungen 15. das Gehäuse 16 sowie die Rohrleitung 19 in den Wärmetauscher gesaugt (Pfeil 27) und dort /um Vorwärmen des Rohmehles verwendet.

Das in den Drehrohrofen 1 eingebrachte, vorgewärmte /.ementrohmehl wird aufgrund der Neigung und Drehbewegung (Pfeil 14) des Drchrohrcs 4 und unter der Wirkung der Schwerkraft durch diesen hindurchbewegt (Pfeil 28) und hier in der bekannten Weise /u Klinker gebrannt. Nach Verlassen des Drehrohrofens 1 gelangt der Klinker unter Beibehaltung der Förderriehlung und Fördergeschwindigkeil in den unmittelbar angrenzenden Drchrohrkühler 2 und hier in den Aktionsbereich von dessen Ricseleinbaulen. in welchem die Klinkerniere 29(1- i g. 2) von den Rieselelemcnten 13 in kleine Klinkerporiioncn 35 aufgeteilt wird, die in Drehrichtung von unten nach oben mitgenommen werden und als Schleier 36 mit sehr feiner Gutverteilung im Inneren des Drehrohres 4 herabrieseln (IMg. 2). Aufgrund des größeren Durchmessers des Drehrohrkühlers 2 entsteht hierbei ein relativ großer Gutschlojer.

der von dem überdimensionierten Luftstrom (Pfeile 24, 25) überall durchströmt wird, wobei ein sehr intensiver Wärmeaustausch stattfindet und der Klinker bereits weitgehend abgekühlt wird. Nach Passieren des Wirkungsbereiches der Rieseleinbaulen lagert sieh der Klinker wieder im unteren Bereich des Drehrohres 4 ab und fälll bei der weiteren Vorwärtsbewegung durch die Durchtrittsöffnungen 23 in die Verbindungsstut/en 22 (Pfeil 37) und von hier in die Kühlrohre 20 des Satellitenkühlers 3. wo er dem Kiihlluftstrom (Pfeil 24) enigegcnbewegl und dabei unter Mitwirkung der hier befindlichen Rieselcinbauten auf die gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Der vollständig abgekühlte Klinker fälll nach dem Durehgang durch die Kühlrohre 20 aus deren offenen Enden (Pfeil 38) in ein Sammclgehäuse und wird dann aus diesem abgefordert. Der mit der Erfindung erzielte l'orischriti besteht aufgrund der besonders intensiven Ausnutzung der ersten Kühlstufe in einer beträchtlichen Steigerung der Kühlwirkung gegenüber den bekannten Ofen-Kühler-Kombinationen dieser Art sowie in einer sehr einfachen Möglichkeit zum Entnehmen von Heißgas für die Vorkalzinierung und andere Zwecke.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Brenn- und Kühleinrichtung für Zementklinker oder anderes pulveriges oder körniges Gut mil einem von einem Brenner beheizten Drehrohrofen und einem zweistufigen Kühler, dessen erste Kühlstufe von einem sich unmittelbar an den Drehrohrofen anschließenden und mit ihm zu einem gemeinsamen Drehrohr vereinigten Drehrohrkühler und dessen zweite Kühlstufe von einem den Drehrohrkühler konzentrisch umgebenden Satellitenkühler gebildet wird, wobei beide Kühlstufen im Gegenstrom zum Gut von der Kühlluft durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (7) und die ihm zugeordnete Halterung den Innenraum des Drehrohrkühlers (2) freilassend an dem Drehrohr (4) des Drehrohrofens (1) befestigt sind und im Drehrohrkühler (2) das Gut über den gesamten Querschnitt des Drehrohres (4) streuende Rieseleinbauten (13) vorgesehen sind.

2. Brenn- und Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner als bekannter Mantelbrenner (7) ausgebildet und am kühlerseitigen Ende des Drehrohrofens (1) angeordnet ist.

3. Brenn- und Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (107) an einem in den Drehrohrofen (101) ragenden Einsatz (131) angebracht ist.

4. Brenn- und Kühleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (131) an seiner in Drehrichtung des Drehrohres (104) voreilenden Seite eine zu dessen Längsachse schräggcstellte Förderfläche (132) aufweist, welche das Gut axial im Drehrohr (104) vorwärtsbewegt.

5. Brenn- und Kühleinrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehrohr (4) im Bereich des Drehrohrkühlers (2) einen größeren Durchgangsquerschnitt aulweist als im Bereich des Drehrohrofens(l).

6. Brenn- und Kühleinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsqucrschnitte von Drchrohrkühler (2) und Satellitenkühler (3) für einen Luftstrom bemessen sind, der mengenmäßig größer ist als die für den Verbrennungsprozeß im Drehrohrofen (1) erforderliche L.uftmenge und im Übergangsbereich zwischen Drehrohrofen (1) und Drehrohrkühler (2) Entnahmcöffnungcn (15) im Drehrohr (4) vorgesehen sind, durch welche die überschüssige L.uftmenge zur anderweitigen Verwendung, etwa zum Vorwärmen des Rohmehles, entnommen wird.