DE2554065B2 - Einrichtung zum Brennen und Kühlen von Zementklinker u.a. pulverigen oder körnigen Gut - Google Patents

Description

Wird der Kühler in der heute vilefach angewandten Form eines Satellitenkühler, der den Drehrohrofen konzentrisch umgibt, ausgebildet, so ist nach der weiteren Erfindung vorgesehen, daß die Kühlrohre des Satellitenkühlers mit ihrem kühlluftausströmseitigen Rohrende im Bereich des Brenners in den Drehrohrofen mündend mit diesem verbunden sind und mit demselben Rohrende außerdem direkt oder über den Drehrohrofen an eine Verbindung zum Wärmetauscher angeschlossen sind. Für die Ausgestaltung der Anschlüsse ergeben sich hierbei verschiedene bauliche Möglichkeiten. So können nach einem anderen Erfindungsmerkmal die Satellitenkühlrohre radiale Anschlußöffnungen zum Anschluß an den Drehrohrofen und axiale Anschlußöffnungen zum Anschluß an ein gemeinsames, ortsfestes Gehäuse haben, das mit dem Wärmetauscher verbunden ist

Statt dessen kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der Drehrohrofen im brennerseitigen Bereich eine Erweiterung mit für die Gesamtluftmenge dimensioniertem Durchgangsquerschnitt aufweisen, welche mittels Anschlußöffnungen an die kühlluftausströmseitigen Rohrenden der Satellitenkühlrohre und mittels wenigstens einer weiteren Anschlußöffnung an den Wärmetauscher angeschlossen ist. Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Ausbildungsform kann in Weiterausgestaltung der Erfindung ein ortsfestes, mil dem Wärmetauscher in Verbindung stehendes Gehäuse vorgesehen werden, in welches die weiteren Anschlußöffnungen münden. 1st aus irgendwelchen Gründen ein solches ortsfestes Gehäuse unerwünscht oder muß a.» Anordnungsgründen im Hinblick auf den Wärmetauscher die Verbindungsleitung in Verlängerung des Drehrohrofens geführt werden, so hat nach der weiteren Erfindung der Drehrohrofen im Bereich der Erweiterung eine ortsfeste Wand, in der die an den Wärmetauscher angeschlossenen, weiteren Anschlußöffnungen vorgesehen sind.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung wiedergegeben, die im nachfolgenden beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 teilweise einen Drehrohrofen zum Brennen von Zementklinker und den ihm zugeordneten Satellitenkühler im Längsmittelschnitt und in vereinfachter Darstellung,

F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Längsmitteischnitt durch einen Drehrohrofen und den zugehörigen Satellitenkühler mit einer anderen Form der Verbindungen zum Aufteilen des Kühlluftstromes und

F i g. 3 teilweise einen Längsmittelschnitt durch einen Drehrohrofen samt Satellitenkühler mit einer weiteren Form der Verbindungen zum Aufteilen des Kühlluftstromes.

Die Brenn- und Kühleinrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Drehrohrofen 1 und einen diesem zugeordneten Satcllicenkühler 2 auf. Das Drehrohr 3 des Drehrohrofens 1 ist in der üblichen Weise in Bewegungsrichtung des Gutes mit geringfügiger Neigung in mehreren Radiallagern 4 und einem nicht dargestellten, bekannten Axiallager drehbeweglich gelagert und besitzt einen nicht veranschaulichten Drehantrieb bekannter Bauart, der das Drehrohr 3 über Ritzel und Zahnkranz antreibt. Das Drehrohr 3 ist auf seiner gesamten Länge mit einer feuerfesten Ausmauerung 5 versehen und wird nach hinten von einem feuerfest belegten, abnehmbaren Deckel b abgeschlossen. Der Deckel 6 hat eine Ausnehmung 7, durch welche ein Lanzenbrenner 8 zum Beheizen des Drehrohrofens ί hindurchgeführt ist. Der Lanzenbrenner 8 wird von einem auf Rollen verfahrbaren Wagen 9 aufgenommen und über eine Rohrleitung 10 mit Brennstoff sowie eine Rohrleitung 11 mit Primärluft versorgt

Der Blechmantel des Drehrohr« 3 ist nach hinten verlängert und bildet hier einen Tragstumpf 12 zum Abstützen des Satellitenkühlers Z In den Tragstumpf 12 kragt ein auf dem Fundament 13 drehfest angeordnetes Tragrohr 14 hinein, das eine Bühne 15 aufnimmt auf

ίο welcher der Wagen 9 des Lanzenbrenners 8 verfahrbar ist und auf welcher das Bedienungspersonal zum Überwachen des Lanzenbrenners 8 an das hintere Ende des Drehrohrofens 1 gelangen kann.

Der Satellitenkühler 2 wird im wesentlichen von einem das Drehrohr 3 bzw. dessen Tragstumpf 12 konzentrisch umgebenden Kühlrohrring aus einer Mehrzahl mit Abstand zueinander angeordneten Kühlrohren 16 gebildet die über einen Teil ihrer Länge mit einer feuerfesten Ausmauerung 17 versehen und mit nicht veranschaulichten Rieseleinbauten herkömmlicher Bauart ausgestattet sind. Jedes Kühlrohr 16 weist an seinen, den: Drehrohrofen 1 abgewandten Ende eine Auslaufschute 18 auf, die einerseits Gutaustrittsöffnung für den gekühlten Zementklinker und andererseits Ansaugöffnung für die Kühlluft ist Die Kühlrohre 16 sind durch mehrere Halterungen 19 fest mit dem Tragstumpf '2 verbunden und bilden so bewegungsmäßig und antriebstechnisch mit dem Drehrohr 3 eine Einheit.

Jedes Kühlrohr 16 hat an seinem dem Drehrohrofen 1 zugekehrten Ende einen axialen Anschlußstutzen 20 und einen radialen Anschlußstutzen 21 sowie ein Abweisblech 22. Der Anschlußstutzen 20 verbindet das zugeordnete Kühlrohr 16 mit einem Gehäuse 23, der Anschlußstutzen 21 schließt es an einen Anschlußstutzen 24 des Drehrohres 3. Das Gehäuse 23 ist ortsfest angebracht und gegenüber dem rotierenden Drehrohr 3 durch Dichtungen 25, 26 abgedichtet. Eine Rohrleitung 27 verbindet das Gehäuse 23 mit einem üblichen, nicht gezeigten Wärmetauscher, beispielsweise zum Vorwärmen des Zementrohmehles. Der Querschnitt der Kühlrohre 16 ist so ausgelegt, daß die Summe der Querschnitte aller Kühlrohre 16 der erforderlichen Gesamtluftmenge entspricht. Der Querschnitt des Anschlußstutzens 20 ist entsprechend der im Wärmstauscher benötigten Heißgasmenge bemessen; der Querschnitt der Anschlußstutzen 21 und 24 ist entsprechend der im Drehrohrofen 1 für den Lanzenbrenner 8 erforderlichen Sekundärluftmenge dimensio-

5n nie«.

Der im Drehrohrofen 1 gebrannte Zementklinker wird aufgrund der Neigung und Drehbewegung des Drehrohres 3 sowie unter der Wirkung der Schwerkraft zu dessen brennerseitigem Ende bewegt (Pfeil 28) und fällt hier durch die Durchtrittsöffnungen 29 (Pfeil 30) und Anschlußstutzen 21, 24 in die Kühlrohre 16, wobei die Abweisbleche 22 dafür sorgen, daß der Klinker nicht durch die Anschlußstutzen 20 hindurch in das, Gehäuse 23 übertritt. Bei seiner Bewegung durch die Kühlrohre

wi 16 des Satellitenkühlers 2 (PfeM 31) wird der heiße Zementklinker von dem Kühlluftstrom beaufschlagt und unter Mitwirkung der besagten Rieseleinbauten auf die gewünschte Temperatur in der bekannten Weise abgekühlt. Der abgekühlte Klinker fällt am Ende des

b5 Kühlrohres 16 in die Schute 18 (Pfeil 32) und von hier in ein nicht dargestelltes Saminelgefäß, aus welchem er zur Weiterverarbeitung abgefördert wird. Der durch ein nicht veranschaulichtes Sauggebläse in jedes Kühlrohr

16 hineingesaugte Kühlluftstrom (Pfeil 33) strömt entgegen dem zu kühlenden Zementklinker durch dieses (Pfeil 34). Nach erfolgtem Wärmeaustausch, das heißt, nachdem der Kühlluftstrom an: ofenseitigen Ende des Kühlrohres 16 angelangt ist und somit das Optimum an Wärmeaufnahme bzw. die höchste Temperatur erreicht hat, erfährt er eine Aufteilung (Doppelpfeil 35) in zwei Teilströme (Pfeile 36,37), von denen der eine Teilstrom (Pfeil 36) durch Anschlußstutzen 20 und Gehäuse 23 sowie Rohrleitung 27 zum Wärmetauscher strömt, wo er aufgrund seines großen Wärmeinhaltes ein optimales Heizmedium zum intensiven Vorwärmen des Zementrohmehles bildet, während der ebenfalls sehr heiße andere Teilstrom (Pfeil 37) durch die Anschlußstutzen 21, 24 sowie die Durchtrittsöffnung 29 in den Drehrohrofen 1 fließt, wo er eine ausgezeichnete Sekundärluft für den Lanzenbrenner 8 ist.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind für Teile bzw. Gegenstände, welche mit solchen der Einrichtung nach F i g. 1 übereinstimmen, dieselben Bezugszahlen vermehrt um 100 verwendet; diese Teile bzw. Gegenstände werden im einzelnen nicht mehr beschrieben, und zwar Drehrohrofen 101, Satellitenkühler 102, Drehrohr 103, Radiallager 104, Ausmauerung 105, Deckel 106, Ausnehmung 107, Lanzenbrenner 108, Wagen 109, Rohrleitung UO, Rohrleitung 111, Tragstumpf 112, Fundament 113, Tragrohr 114, Bühne 115, Kühlrohre 116, Ausmauerung 117, Auslaufschuten 118, Halterungen 119, Dichtung 125, Dichtung 126, Rohrleitung 127, Pfeil 128, Pfeile 130 bis 134, Doppelpfeil 135. Teilstrom 136 und Teilstrom 137.

Zum Unterschied von der Einrichtung gemäß F i g. 1 besitzt hier das Drehrohr 103 des Drehrohrofens 101 im brennerseitigen Bereich eine Erweiterung 138 mit für die Gesamtluftmenge dimensioniertem Durchgangsquerschnitt und Durchtrittsöffnungen 139 sowie Durchtrittsöffnungen 140. Die Durchtrittsöffnungen 140 stellen Verbindung her zwischen der Erweiterung 138 und dem Gehäuse 123 und damit über Rohrleitung 127 zu dem nicht gezeigten Wärmetauscher. Die Durchtrittsöffnungen 139 schließen unter Vermittlung von Verbindungsstutzen 141 die Kühlrohre 116 an die Erweiterung 138 des Drehrohres 103 an.

Die Funktionsweise dieser Brenn- und Kühleinrichtung entspricht im Prinzip der im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 1 beschriebenen. Im Gegensatz dazu erfolgt hier das Aufteilen des durch jedes Kühlrohr 116 fließenden Kühlluftstromes jedoch erst im Bereich der Erweiterung 138 (Doppelpfeil 135), so daß die Teilströme 136, 137 in vorteilhafter Weise eine noch höhere Temperatur bzw. einen noch größeren Wärmeinhalt haben als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Ein weiterer Vorzug dieser Variante ist der durch die Erweiterung 138 sich ergebende große Durchmesser des Tragstumpfes 112 und damit auch das Tragrohres 114 der Bühne 115 für den Wagen 9 des Lanzenbrenners 108.

Die Ausführungsvariante nach Fi g. 3 stimmt weitge-■; hend mit der nach Fig.2 überein; für Einzelheiten, weiche in beiden Figuren übereinstimmen, sind gegenüber den Bezugszahlen in Fig. 2 um 100 vermehrte Bezugszahlen in Fig. 3 eingetragen; diese Einzelheiten werden nicht mehr besprochen; es sind dies Drehrohr-

iu ofen 201, Satellitenkühler 202, Drehrohr 203, Radiallager 204, Ausmauerung 205, Deckel 206, Ausnehmung 207, Lanzenbrenner 208, Wagen 209, Rohrleitungen 210, 211, Tragstumpf 212, Fundament 213, Tragrohr 214 Bühne 215, Kühlrohre 216, Ausmauerung 217, Auslaufschuten 218, Halterungen 219, Pfeile 230, 231, 232, 233, 234, Doppelpfeil 235, Teilstrom 236, Teilstrom 237 Erweiterung 238, Durchtrittsöffnungen 239 sowie Verbindungsstutzen 241.

In Übereinstimmung mit der Variante nach F i g. 2 ist der Durchgangsquerschnitt der Erweiterung 238 für die Gesamtluftmenge ausgelegt. Auch wird wie dort die Verbindung zwischen Erweiterung 238 und Kühlrohren 216 über Durchtrittsöffnungen 239 und Verbindungsstutzen 241 bewirkt. Im Unterschied zur Variante nach

2j F i g. 2 verläuft jedoch die Verbindung zu dem nicht gezeigten Wärmetauscher durch das stationäre Tragrohr 214 hindurch und wird von einer in eine Ausnehmung 242 in dem ortsfesten, nicht rotierenden Deckel 206 eingesetzten Rohrleitung 243 verkörpert.

jo Die Funktion der Variante nach Fig.3 entspricht derjenigen nach F i g. 2, wobei auch hier der Kühlluftstrom erst im Bereich der Erweiterung 238 die Aufteilung (Doppelpfeil 235) in zwei Teilströme (Pfeile 236, 237) erfährt, so daß auch in diesem Fall die Teilströme einen größeren Wärmeinhalt bzw. eine höhere Temperatur aufweisen als bei der Ausführungsform nach F i g. 1. Ein anderer Vorteil dieser Variante ist die baulich einfachere, über die stationäre Wand 206 erfolgende Heißgasentnahme zur Verwendung im Wärmetauscher.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in erster Linie in der optimalen Ausnutzung der beim Kühlprozeß an das Kühlmedium abgegebenen Wärme bzw. in der Möglichkeit zur Entnahme hochwertigen

A--, Heißgases für die Verwendung im Wärmetauscher: weitere Vorteile sind große Querschnitte sowie volle Kühlluftmenge im Kühler bei vergleichsweise kleinen Drehrohrofenabmessungen, da dieser lediglich für eine Teilluftmenge: bemessen zu werden braucht, ferner eine

so Vielzahl Variationsmöglichkeiten für den Anschluß der zum Wärmetauscher führenden Verbindungsleitung sowie ein relativ großer Querschnitt für das Tragrohr der Brennerbühne des Drehrohrofens.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Brennen und Kühlen von Zementklinker und anderem pulverigen oder körnigen Gut mit einem von einem Brenner beheizten Drehrohrofen und einem rotierenden, bewegungstechnisch mit diesem vereinigten Kühler, der entgegen der Bewegungsrichtung des Gutes mit einem der erforderlichen Gesamtluftmenge entsprechenden Kühlluftstrom beaufschlagt wird, welcher durch Verbindungen zwischen Kühler und Drehrohrofen einerseits und einem Wärmetauscher andererseits in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom dem Drehrohrofen als Verbrennungsluft und der andere Teilstrom dem Wärmetauscher zur Rohmehlvorwärmung, zur Vorkalzinierung oder zu anderen Zwecken zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlerseitigen Anschlüsse (20,21 bzw. 140,141 bzw. 241, 242) der Verbindungen (20, 23, 27; 21, 24, 29 bzw. 141,138; 140,123,127 bzw. 241, 238; 242, 243) zum Aufteilen des Kühlluftstromes an jenem Ende des Kühlers (2 bzw. 102 bzw. 202), an welchem der Kühlluftstrom den größten Wärmeinhalt aufweist, angeordnet sind (F i g. 1,2,3).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Kühler von einem den Drehrohrofen konzentrisch umgebenden Satellitenkühler gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (16 bzw. 116 bzw. 216) des Satellitenkühlers (2 bzw. 102 bzw. 202) mit ihrem kühlluftausströmseitigen Rohrende im Bereich des Brenners (8 bzw. 108 bzw. 208) in den Drehrohrofen (1 bzw. 101 bzw. 201) mündend mit diesem verbunden sind und mit demselben Rohrende außerdem direkt oder über den Drehrohrofen (101 bzw. 201) an eine Verbindung (20, 23, 27 bzw. 140, 123, 127 bzw. 242, 243) zum Wärmetauscher angeschlossen sind (Fig. 1,2,3).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Satellitenkühlrohre (16) radiale Anschlußöffnungen (21) zum Anschluß an den Drehrohrofen (1) und axiale Anschlußöffnungen (20) zum Anschluß an ein gemeinsames, ortsfestes Gehäuse (23) haben, das mit dem Wärmetauscher verbunden ist (F i g. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen (101 bzw. 201) im brennerseitigen Bereich eine Erweiterung (138 bzw. 238) mit für die Gesamtluftmenge dimensioniertem Durchgangsquerschnitt aufweist, welche mittels Anschlußöffnungen (139 bzw. 239) an die kühlluftausströmseitigen Rohrenden der Satellitenkühlrohre (116 bzw. 216) und mittels wenigstens einer weiteren Anschlußöffnung (140 bzw. 242) an den Wärmetauscher angeschlossen ist (F i g. 2,3).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein ortsfestes, mit dem Wärmetauscher in Verbindung stehendes Gehäuse (123) vorgesehen ist, in welches die weitere Anschlußöffnung (140) mündet(Fig. 2).

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (238) des Drehrohrofens (201) eine ortsfeste Wand (206) hat, in der die weitere Anschlußöffnung (242) vorgesehen ist (F ig. 3).

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Brennen und Kühlen von Zementklinker und anderem pulverigen ode:r körnigen Gut mit einem von einem Brenner beheizten Drehrohrofen und einem rotierenden, bewegungstechnisch mit diesem vereinigten Kühler, der entgegen der Bewegungsrichtung des Gutes mit einem der erforderlichen Gesamtluftmenge entsprechenden Kühlluftstrom beaufschlagt wird, welcher durch Verbindungen zwischen Kühler und Drehrohrofen einerseits

to und einem Wärmetauscher andererseits in zwei Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom dem Drehrohrofen als Verbrennungsluft und der andere Teilstrom dem Wärmetauscher zur Rohmehlvorwärmung, zur Vorkalzinierung oder zu anderen Zwecken ^ug;eführt wird.

Im Sinne einer guten Wärmeökonomie versucht man die beim Kühlen des Zementklinker an das Kühlmedium abgegebene Wärme zu nutzen, indem man das aufgeheizte Kühlmedium aus dem Kühler entnimmt und nutzbringend in einem Wärmetauscher einsetzt, beispielsweise für das Vorwärmen des Rohmehles, für die Vorkalzinierung, als Sekundärluft für den Brenner des Ofens und andere Zwecke mehr.
Es ist ein Verfahren zur Heißluftversorgung einer Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage bei gleichzeitigem Kühlen des Ofengutes in einem nachgeschalteten Drehrohrkühler mit angesetztem Satellitenkühler bekannt (DOS 23 50 484/F27b 7,36), bei welcher die gesamte Luftmenge im Gegenstrom zum Gut durch den Satellitenkühler geführt und vor Eintritt in den Drehrohrkühler in zwei Teilströme aufgeteilt wird, wobei der eine Teilstrom durch den Drehrohrkühler als Sekundärluft dem Drehrohrofen und der andere Teilstrom unmittelbar dem Wärmetauschersystem zugeführt wird.

Bekannt ist außerdem ein Verfahren und eine Anlage zum Brennen von pulverigem oder körnigem Material mit einem Suspensionsvorerhitzer, einem Drehrohrofen und einem separaten Drehrohrkühler für das Kühlen des gebrannten Materials mittels Luft, welche anschließend für Verbrennungs- und Vorerhitzungszwecke in der Anlage verwendet wird, wobei die erhitzte Kühlluft in zwei Ströme aufgeteilt und aus beiden Enden des Drehrohrkühlers in diesen aufgeteilten Strömen herausgeleitet wird, daß der eine Strom zu dem Drehrohrofen geleitet wird, um dort als Verbrennungsluft zu dienen, daß das Abgas aus dem Drehrohrofen zu dem Vorerhitzer geleitet wird, um dor. das Material vorzuerhitzen, und daß der andere Strom zu dem

^r>o Vorerhitzer geleitet wird, um das Material vorzuerhitzen, bevor es in dem Drehrohrofen gebrannt wird (DOS 24 36 078/F27b 7,36).

In beiden Fällen wird das heiße Gas bzw. das im Kühler aufgeheizte Kühlmedium an einer Stelle im Kühlsystem entnommen, an welcher es noch nicht seinen maximalen Wärmeinhalt bzw. seine höchste Temperatur hat. Das bedeutet eine nur unvollkommene Ausnutzung der vom Kühlmedium während des Kühlvorganges aufgenommenen Wärme und ist im

fco Hinblick auf den Gesamtwärmehaushalt ungünstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brenn- und Kühleinrichtungen der eingangs erwähnten Art wärmewirtschaftlich weiter zu verbessern. F.rfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die

h5 kühlerseitigen Anschlüsse der Verbindungen /um Aufteilen des Kühlluflstromes an jenem Ende des Kühlers, an welchem der Kühlluftstrom den größten Wärmeinhalt aufweist, angeordnet sind.