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Brenn- und Kühleinrichtung für Zementklinker
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und andere pulverige oder körnige Güter Die Erfindung bezieht sich
auf eine Brenn- und Kühleinrichtung für Zementklinker und andere pulverige oder
körnige G@ter mit von einem Brenner beheiztem Drehrohrofen und einem zweistufigen
Kühler, dessen erste Kühlstufe von einem an den Drehrohrofen direkt anschließenden
und mit ihm zu einem gemeinsamen Drehrohr vereinimten Drehrohrkühler und dessen
zweite Kühlstufe von einem den Drehrohrkühler konzentrisch umgebenden S@tellitenkühler
gebildet wird, wobei der Satellitenkühler einen auf dem Drehrohrkühler abgest@tzten,
geschlossenen Kühlrohrring mit mittelb@r oder u@mittel@ar aneinandergre@zenden Kühlrohren
aufweist, die mit ihrem einen Rohrende mit dem Drehrohrkühler verbunden sind und
an ihrem anderen Rohrende einen Auslauf für das Gut haben.
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Bei der bekannten Einrichtung dieser @rt (schwedische OS 7 301 100-@/F27b
7,38) liegt der Kühlronrri@g der zweiten kühlstufe unmittelbar auf der Außenwand
des suf seiner Innenwand mit einer feuerfesten @usmauerung verschenen, die erste
Kühlstufe verkörpernden Drehrohrkühlers, wobei der Blechmantel des @rehrohres gleichzeitig
die zvlindrische Innenwand des Kühlrohrringes bildet. Diese @usgestaltung bedeutet,
daß die Strahlungswärme aus dem Drehrohrkühler @icht optimal abgeführt, sondern
gestaut wird und den jereils il @atellitenkahler befindlichen, weitgehend bereits
abgekuhlten Klinker wieder erwirmt, was unerwünscht ist.
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Da die Innenwand des Kählrohrringes gleichzeitig wand des @rehrohrkühlers
ist und außerdem eine isolierende Schicht aufweist, kann der Satellitenkuhler an
seiner innen liegenden Wand keine Wärme abgeben.
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Die Erfindung bezweckt die Weitereusbildung solcher Ofen-Kühler-Kombinationen
dahingehend, daß sowohl die Außenwand des Drehrohrkühlers al.s auch die Imlenwand
des Kühlrohrringes des Satellitenkühlers keine Beeinträchtigung hinsichtlich der
Wärme abfuhr erfährt und die Kühlwirkung des Kühlers optimal gesteigert wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Kühlrohrring des
Satellitenkühlers mit radialem hbstand zu dem Mantel des Drehrohrkühlers angeordnet
ist und zwischen ihm und dem Mantel ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehender
Zwischenraum gebildet wird. Um zu gewährleisten, daß in dem gesamten Bereich zwischen
Drehrohrkühler und Sstellitenkühler die Manteloberfläche des Drehrohres und die
Innenseite des Kühlrohrringes mit atmosphärischer Luft beaufschlagt wird ist der
Zwischenraum erfindungsgemäß durch Zwischenwände in eine anzahl Luftkanäle unterteilt,
welche dafür sorgen, daß die Kühlluft axial zwischen Drehrohr und Kühlrohrring entlangströmt.
Eine verbesserte Abfuhr der von dem Kühlrohr abgestrahlten Wärme läßt sich erreichen,
wenn nach einem anderen Erfindungsmerkmal die Kühlrohre des Satellitenkühlers in
Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet und zwischen ihnen Zwischenräume
gebildet sind, welche mit den Luftkanälen vereinigt und nach radial außen gegen
Atmosphäre abgeschlossen sind. Gleichzeitig ist durch diese Ausbildung verhütet,
daß die mit Wärmeenergie aufgeladene Luft ungenutzt in die Atmosphäre strömt. Sieht
man auch radial außen an den Kühlrohren einen Luftkanal vor, so werden diese von
allen Seiten von der Luft umspült und es wird ein Maximum an Wärmeabfuhr erzielt.
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Im Sinne guter 'Wärsew-irtschaftlichkeit ist es vorteilhaft, wenn
die in den Luftkanälen strömende, erwärmte Luft hinsichtlich ihres Wärmeinhaltes
genutzt wird. Dies erfolgt nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch, daß die
Luft kanäle an einem mit dem Brenner des Drehrohrofens verbundenen
Sauggebläse
angeschlossen sind, das die aus den Luftkanälen abgesaugte Luft als Primärluft dem
Brenner zuführt.
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In den einzelnen Kühlrohren des Satellitenkühlers ist die Wärmebelastung
je nach Art des Gutes und der Prozeßführung unterschiedlich. Um die Starke des ii1
den Luftkanälen fließenden Luftstromes der Wärmebelastung anpassen zu können, das
heiSt heiße Kühlrohre mit einem stärkeren und weniger heiße Kühlrohre mit einem
schwächeren Luftstrom zu beaufschlagen, ist nach der weiteren Erfindung vorgesehen,
daß die Luftkanäle Luftansaugöffnungen haben, die hinsichtlich ihres Querschnittes
eiIistellbar sind.
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Da bei dieser Art Kühler der Gesamtkühleffekt entscheidend auch vom
Abkühlungsgrad in der ersten Kühlstufe, dem Drehrohrkühler, abhängt, ist hier ein
optimaler Kühleffekt ebenso wichtig wie im Satellitenkühler bzw. in der zweiten
Eühlstufe. Um eine maximale Kühlwirkung 3uch i der ersten Kühlstufe zu gewährleisten,
ist in Weiterausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Brenner und die ihm
zugeordnete Halterung den Innenraum des Drehrohrkühlers freilessend an dem Drehrohr
des Drehrohrofens befestigt sind und in Drehrohrkühler das Gut über den gesamten
Querschnitt des Drehrohres streuende Rieseleinbauten vorgesehen sind.
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Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 teilweise eine Breml- und Kühleinrichtung für Zementklinker
mit einem Satellitenkühler nach der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig.
2 einen Längsmittelschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1,
Fig.
3 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen
der Fig. 3 entsrechenden ;uerschnitt durch eine Einrichtung mit einem anders ausgebildeten
Satellitenkühler und Fig. 5 einen
der Fig. 3 entsprechenden Querschnitt durch eine Ei@richtung mit einer weiteren
Variante zur Ausgestaltung des Satellitenkühlers.
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Die Einrichtung umfaßt einen Drehrohrofen 1 und einen zweistufigen
Kühler bestehend aus einen Drehrohrkühler 2 als erste Kühlstufe und einem Satellitenkühler
3 als zweite Kühlstufe. Der Drehrohrofen 1 und der ijrehrohrkühler 2 sind achsgleich
hiI,tereinander angeordnet und zu einem gemeinsamen Drehrohr 4 vereinigt, das in
mehreren Radiallagern 5 und einem üblichen1 nicht gezeigten Axiallager mit in Bewegungsrichtung
des Gutes geringfügiger Abwärtsneigung drehbar gelagert ist. Ein gleichfalls nicht
veranschaulichter Drehantrieb bekannter Bauart treibt das Drehrohr 4 über Zahnkranz
und Ritzel in der üblichen weise an. Das Drehrohr 4 ist sowohl im Bereich des Drehrohrofens
1 als auch im Bereich des Drehrohrkühlers 2 mit einer feuerfesten Ausmauerung 6
ausgestattet. Zum Beheizen des Drehrohrofens 1 ist an dessen kühlerseitigem Ende
ein den Innenraum des Drehrohrkühlers 2 völlig freilassender Mantelbrenner 7 herkömmlicher
Bauart auf dem Drehrohr 4 befestigt, welcher über Rohrleitung 8 mit Brennstoff und
durch ein baulich mit ihm zu einer Einheit verbundenes Sauggebläse 9 über Rohrleitung
10 mit HrimärluSt versorgt wird.
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Der Drehrohrkühler 2 ist hinten durch einen mit einer feuerfesten
Schicht
belegten Deckel 11 abgeschlossen urd eist in seinem Inneren über einen Teil seiner
Länge rieseleinbauten auf, die von reihenweise an der Mantelinnenseite des Drehrohres
4 befestigten, über dessen gesamten Querschnitt streuenden Rieselelementen 12 gebildet
@erden. Die Rieselelemente 12 haben - wie Fig. 2 erkenne läßt - die Form von mit
inren beiden Enden auf dem Drehrohr 4 abgest@tzten Hohlbögen, deren Breite i; Drehrichtung
des Drehrohres 4 abnimmt. Am Ende des Drehrohrkühlers 2 ist das Drehrohr 4 mit Durchtrittsöfinungen
13 versehen, die mit konstanter Teilung auf soi@em Umfang angeordnet sind und je
in cinen Verbindungsstutzen 14 rechteckigen Querschnittes münden. Zum besseren Hineinfließen
des Klinkers in die Durchtrittsöffhungen 13 ist für jede von ih@on in der Ausmauerung
6 eine trichterförmige Ausnehmung 13 vorgesenen.
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Der Satellitenkuhler 3 wird von einem das Drehrohr 4 konzentrisch
umgebenden K@nlrohrring 16 gebildet, welcher mit radialem Abstand zu ihm angeordnet
ist. er Kühlrohrring 16 besteht aus eiern Außenrohr 17, einem Innenrohr 18 sowie
Zwischenwänden 19, die den Raum zwischen Außenrohr 17 und Innenrohr 18 in eine Vielzahl
K@hlrohre 20 mit kreisringsektorförmigem Quersch@itt (Fig. 3. aufteilen. uber die
gesamte Länge des Kühlrohrringes 16 sich erstreckende Zwischenwunde 21 verbinden
diesen fest mit den Drehrohr 4 und unterteilen den Zwischenraum zwischen Kühlrohrring
16 urid Drehrohr 4 in eine @@zahl Luftkanäle 22 mit Kreisringsektorquerschnitt (Fig.
3), deren im Bereich des Deckels 11 liegendes eines Ende zur Atmos@häre offen ist
und deren anderes Ende in einen Ringkanal 23 mündet, der durch die besagte Rohrleitung
10 mit dem Sauggebläse 9 zur Luftversorgung des Mantelbrenners 7 Verbunden ist.
Jedes Kühlrohr 20 ist it seinem einen nde durch den besagten Verbindungsstutzen
14 und die ihm zugeordnete Durchtrittsöffnung 13 an das Innere des Drehrohrkühlers
2
angeschlossen und weist an seinem anderen Ende eine Auslaufschute 24 auf, die einerseits
Gutaustrittsöffnung für den gekühlten Zementklinker und andererseits Ansaugöffnung
für die Kühlluft ist. Die Kühlrohre 20 sind in der üblichen eise über einen Teil
ihrer Länge mit nicht dargestellten Rieseleinbauten bekannter Form ausgestattet.
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Die Funktionsweise der Einrichtung nach den Fig. 1 bis 3 ist wie folgt:
Der im Drehrohrofen 1 gebrannte Zementklinker wird aufgrund der Neigung und Drehbewegung
des Drehrohres 4 sowie unter der Wirkung der Schwerkraft zu dessen brennerseitigem
Ende bewegt (Pfeil 25) und gelangt bei seiner Weiterbewegung unter Beibehaltung
der Förderrichtung und Fördergeschwindigkeit in den ohne Ubergang sich unmittelbar
an den Drehrohrofen 1 anschliessenden Drehrohrkühler 2. Gleichzeitig saugt ein nicht
veranschaulichtes Sauggebläse im Gegenstrom zum Klinker einen Luft strom durch die
kuslaufschuten 24 in und durch jedes Kühlrohr 20 (Pfeile 26,27) sowie durch die
Verbindungsstutzen 14 in und durch den Drehrohrkühler 2 (Pfeile 28,29) und dann
in den Drehrohrofen 1, welcher in den Kühlrohren 20 und im Drehrohrkühler 2 als
Kühlmedium und im Drehrohrofen 1 als Sekundärluft für den Mantelbrenner 7 dient.
Sobald der Klinker bei seiner Bewegung durch den Drehrohrkühler 2 in den Wirkungrbereich
der Rieseleinbauten kommt, wird die Klinkerniere von den Rieselelementen 14 in kleine
Gutportionen aufgeteilt, welche in Drehrichtung von unten nach oben mitgenommen
werden und als Schleier mit sehr feiner Gutverteilung im Inneren des Drehrohres
4 herabrieseln. Der über den gesamten Querschnitt des Drehrohrkühlers sich erstreckende
Gutschleier wird von dem Luftstrom (Pfeile 28,29) überall durchströmt, wobei ein
sehr intensiver Wärmeaustausch stattfindet und br Klinker bereits weitgehend abgekühlt
wird. Nach Passieren des Wirkungsbereiches
der Rieseleinbauten
lagert sich der Klinker wieder im unteren Bereich des Drehrohres 4 ab und fällt
bei der weiteren Vorwärtsbewegung am Ende des Drehrohrkühlers 2 durch die Durchtrittsöffnungen
13 in die Verbindungsstutzen 14 und von hier in die Kühlrohre 20 des Satellitekuhlers
3 (Pfeil 30), wo er dem Kühlluftstrom (Pfeile 27,26) ertgegeiI-bewegt und dabei
unter Mitwirkung der hier befindlichen Rieseleinbauten auf die gewünschte Temperatur
abgekühlt wird.
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Der vollständig abgekühlte Klinker fällt nach dem Durchgang durch
die Kühlrohre 20 in deren Auslaufschuten 24 (Pfeil 31) und wird mit deren Hilfe
in ein nicht g zeichnetes Sammelgehause eingebracht, aus welchem er dann abgefördert
wird.
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Da aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbilduilg der Kühlrohrring 16
bzw. seine Kühlrohre 20 im Abstand vom Ma@tel des Drehrohres 4 liegen, ist während
des Kühlprozesses die Wärmeabstrahlung im Ringraum zwischen Satellitenkühlker 3
und Drehrohrkühler 2 sowohl von seiten des Mantels des Drehrohres 4 als auch von
seiten der Kühlrohre 20 unbehindert, das hei@t, von beiden Seiten wird die Wärme
an die im besamten Ringraum
jeweils befindliche Luft abgegeben. welche durch das Saugge-
blase 9 als Primärluft@nutzbringend dem Mantelbrenner 7 zugeführt wird, Dadurch.
da2 ständig durch die offenen Enden der
Luftkanäle 22 frische Luft aus der Atmosphäre nachgesaugt wird, werden in dem genannten
Ringraum Drehrohrmantel und Kührohre intensiv mit dieser relstiv kühlen Luft umspült
und eine gute Wärmeabfuhr erzielt. bei wird durch das ufteilen dieses Ringraumes
in eine Vielzahl Luftkanäle 22 der Luft strom gezwungen, den gesamten Ma--tel des
Drehrohres 4 und die ganze Innenseite des Kühlrohrringes 16 zu beaufschlagen, wodurch
örtliche Wärmestaus mit Sicherheit vermieden werden.
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Von den in den Fig. 4 und 5 veranschulichten Ausführungsvarianten
für die konstruktive ausgestaltung des Drehrohrkühlers
sind bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 auf dem Drehrohr 104 mit ausmauerung 106 radiale
Zwischenwände 132 befestigt, an welchen mittels Schrauben 133 (nur Mittellinie ist
angedeutet) die im Querschnitt trapezförmig geformten und je zwei Flansche 134 aufweisenden
Kühlrohre 120 angeflanscnt sind. Ein Verbindungsstutzen 114 verbindet das eine Ende
jedes Kührohres 120 mit dem Inneren des Drehrohres 104.
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Das andere Ende jedes Kühlrohre ist wie bei der Ausführungsform nach
den Fig. 1 bis 3 mit einer nicht dargestellten Auslaufschute versehen (siehe Fig.
L,, ie Fig. 4 zeigt, werden durch die Form der Kühlrohre 120 zwischen jedem von
ihnen uiid den zugeordneten Zwischenwänden 132 z1dei Zwischenräume 13R,136 gebildet,
welche mit der Luftkammer 122 im Ringraum zwischen Drehrohr 104 und Innenseite des
Kühlrohres 120 direkt in Verbindung stehen1 nach radial au3en gegen Atmosphäre jedoch
abgeschlossen sind. Hierdurch werden in vorteilhafter weise die Kühlrohre 120 auch
von der Seite her vom Luftstrom besufschlagt und können zur Verbesserung der Kühlwirkung
hier ebenfalls wärme abgeben.
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Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 5 sind auf dem Drehrohr 204
mit ausmauerung 206 radiale Zwischenwände 232 fest angebracht, von denen Jedes radial
außen einen Flansch 237 aufweist. Je zwei der Zwischenwände 232 nehmen ein trapezförmiges
Kühlrohr 220 auf, das mit nilfe seiner beiden Flansche 234 und Schrauben 23j mit
den Flanschen 237 der zugeordneten Zwischenwande 232 verschraubt ist. Mit jedem
Kühlrohr 220 ist ein Luftkanal 238 baulich zu einer Einheit verbunden, der - vom
Drehrohr 204 aus gesehen - radial außen an ihm angeordnet ist. Damit sind die Kühlrohre
220 von allen Seiten von Luftkanälen umgeben, nämlich radial innen von dem Luft
kanal 222, radial außen von dem Luftkanal 238 und seitlich von den Zwischenräumen
235,236. Diese vier Luftkanäle sind
- in Längsrichtung des Drehrohres
204 gesehen - an einem Ende durch eie stirsiseitige kand 241 mit Luftansaugöffnung
239 verschlossen und münden mit ihrem anderen Ende in einen gemeinsamen Ringkanal,
der im Durchmesser entsprechend größer gehalten sein muß als der Ringkanal 23 beim
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3. An einem Ende der Kühlrohre 220 angeordnete
Verbindungsstutzen 214 verbinden diese mit dem Inneren des Drehrohres 204. Ein in
Fig. 5 in Verschlußstollung gezeigter Schieber 240, welcher jeder Luftansaugöff-Hung
239 zugeordnet ist, dient zum Regulieren des das zugehörige Kühlrohr 220 von außen
beaufschlagenden, durch die Luit@@saugöffnung 239 in die besagten vier Luftkanäle
einströmenden Luftstromes, wodurch dieser Luftstrom der Wärmebelastung des einzelnen
Kühlrohres 220 angepaßt werden kann. Aufgrung der allseitigen Beaufschlagung der
Kühlrohre 220 mit Luft wird bei dieser Variante Die zusitzliche Steigerung des Kühleffektes
erreicht.
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Der rit der Erfindung erzielte Fortschritt liegt in einer eraeblichen
Verbesserung des kuhleflektes durch Wärmeabstrahlung, insbesondere auf der Innenseite
des Satellitenkühlers, in Vermeiden von Wärmestaus im Bereich zwischen erster und
zweiter Kühl stufe und daniit in einer Erhöhung der Standzeit des Futters bzw. der
Ausmauerung, des weiteren i einer geringeren Beanspruchung der Blechwände aufgrund
der Wärmeabfuhr in den Luftkanälen sowie in der Einsparung von Energie aufgrund
der Nutzung der in den Luftkanälen erwärmten Luft als Primärluft für den Brenner
des Drehrohrofens.