DE2736537A1

DE2736537A1 - Verfahren und vorrichtung zur materialhandhabung in form eines gespaltenen flusses

Info

Publication number: DE2736537A1
Application number: DE19772736537
Authority: DE
Inventors: Jun Lavaun S Merrill
Original assignee: Marathon Oil Co
Current assignee: Marathon Oil Co
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1978-04-27
Also published as: SU694100A3; JPS5351201A; IT1143710B; CA1090123A; NL7711488A; EG12768A; ES463377A1; DD133707A1; PL201599A1; FR2368678A1; NO773583L; BR7707005A

Description

Es wird ein Ofensysten geschaffen, das zu verarbeitendes Material auf einem Drehherd in einer Fläche aufnimmt, die radial zwischen und i-n /Yostand sowohl bezüglich der Mitte als auch der [Jmfangskante des Herdes vorliegt. Es ist ein Pflugscharsystem vorgesehen, durch das das auf dem Hard vorliegende Material von der Aufnahmeflache sowohl in Richtung auf die Mitte als auch die Umfangskante des Herdes drückt, gedingt durch die relative Drehbewegung zwischen dem Herd und dem Pflugscharsystem. Es sind Abgabeöffnungen sowohl in der Mitte als auch an der Umfangskante des Herdes vorgesehen, durch die das behandelte Material entfernt wird. Bei bestimmten Fällen kann durch Anwenden einer Mehrzahl an Beschickungen das in Richtung auf die Mitte des Herdes bewegte Material und das in Richtung auf die Uir.fangskante des Herdes bewegte Material unterschiedliche Materialien sein.

Die Erfindung betrifft Systeme und Verfahren, die insbesondere für die Materialbewegung während thermolytischer Verfahren in einem Drehherd geeignet sind. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen für das Zuführen, Transportieren und die Abgabe von Koks während eines Kalzinierungsvorganges.

Für das ERhitzen und Calzinieren von Material finden seit langem Systeme Anv/endung, bei denen eine relative Drehbewegung zwischen einem Herd und Pflugscharen erfolgt. Derartige Systeme v/eisen normalerweise z.B.eine Erhitzungskammer einschließlich eines Daches und zylindrische Seitenwände, einen kreisförmigen Herd, ein Pflugscharsystem, einen Mechanismus für das Vermitteln einer relativen Drehbewegung zv/ischen den Pflugscharen und dem Herd, geeignete Anordnungen für die Einführung des behandelten Materials in den Ofen und v/eitere Anordnungen für die Abgabe des behandelten Materials aus dem Ofen auf. Die Pflugschwarsysterae haben üblicherweise aus einer Mehrzahl an Pflugscharen bestanden, die über dem Herdboden getragen werden und sich bis nahe zu demselben erstrecken zwecks Inberührungkommen und Bewegen der Materialien von der Aufgabestelle zu der Abgabestelle, und zwar aufgrund der relativen Drehung zwischen dem Herdboden und den Pflugscharen. Diese Bewegung kann entweder durch Drehen des Herdbodens und Stationärhalten der Pflugscharen oder durch Drehen der Pflugschwaren unter Stationärhalten des Bodens ausgebildet werden. Derartige Systeme können ebenfalls öffnungen für die Zuführung oxidierender Gase und ebenfalls brennbarer Gase und ein Abgassystem für die Verbrennungsprodukte und verbrauchten Gase auf-

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weisen.

Bei derartigen Drehherd sy steinen nach dem Stand der Technik ist das behandelnde Material stets entweder in der Mitte des Herdbodens aufgebracht und durch die Pflugscharen zu der Umfangskante des Herdes zwecks Abgabe transportiert worden oder das behandelte Material ist an der Unifangskante des Herdbodesn" aufgegeben und durch die Pflugscharen zu der Mitte des Herdes zwecks Abgabe transportiert worden. 3ei derartigen Systemen wird das zu behandelnde Material radial¹ in lediglich einer Richtung während deren Behandlung bewegt und in den meisten Fällen kann lediglich ein Material oder Materialgemisch in den System zu einem gegebenen Zeitpunkt behndelt v/erden. Derartige Systeme wiesen auch eine begrenzte Größe und Arbeitsgeschwindigkeit auf. Kleine Herde sind normalerweise in der Lage gewesen lediglich begrenzte Materialmengen zu handhaben. Größere Herde erfordern normalerweise eine größere Anzahl an Pflugscharen und eine hohe relative Bewegungsgaschwindigkeit zwischen dem Herd und den Pflugscharen. Dort v;o die Arbeitsgeschwindigkeiten relativ schnell sind, wurde gefunden, daß sich hierdurch unzweckmäßige mechanische Einwirkungen auf das zu behandelnde Material ergeben, wie etwa ein Zerbrechen oder Erzeugen eines wertlosen sehr feinteiligen Materials. Ein schneller ARbeitsvorgang führt ebenfalls zu einem mechanischen Abrieb und starker Abnutzung der Ausrüstung.

Einschlägige Patentschriften auf dem Gebiet der Kalzinierung in Drehherd öfen sind z.B. die GB-PS 1 055 857 unddie US-PSen 3 448 012, 319 18O, 1 503 234, 3 612 497 und 3 859 172, die typisch für zahlreiche Systeme sind, ;jei denen eine Materialbewegung von der Mitte in Richtung auf die Urofangskante des Herdes erfolgt. Die üS-PSen 3 470 O63, 3 475 286 und 3859 172 und viele v/eitere lehren einen Materialfluß in einem Drehherdofen von dem äußeren Umfang aus in Richtung auf die Mitte. Die US-PS 3 448 012 offenbart ebenfalls einen Drehherdofen, bei dem das Material von dem Umfang in Richtung auf die Mitte bewegt wird, wobei das Gas über den Herd unterteilt wird, ohne Unterteilen des auf dem Härd behandelten Materials.

Die US-PS 740 103 ist insoweit von Interesse als dieselbe ein Pflugscharsystem mit zwei Reihen Pflugscharklingen zeigt, wobei eine Reihe der Schaufeln winkelförmig bezüglihh der anderen Reihen angeordnet sein kann. Hier wird nicht ein Drehherdofen beschrieben und es wird keine

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Geschickung des Materials zwischen den zwei Pflugscharreihen offenbart. .."siterhin befinden sich dott keine Angaben bezüglich der Materialentfernung aus dem Systen sowohl in der Mitte als auch an dem Umfang.

Die US-PSen 630 510 und 734 492 beschreiben Pflugscharsyntene, bei denen benachbarte Schaufeln oder Pflugscharsysteme mit einem Winkel zueinander geneigt angeordnet sind, ura so ein nach hinten und vorne gerichtetes Verschieben des Materials auf dem Herd zu bewirken.

Die wesentliche der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Systen zu schaffen, durch das Material auf einem Drehboden an einer Stelle aufgenommen wird, die sich radial zwischen und im Abstand zu der Mitte und der Unifangskante des Bodens befindet, und bei dem ein Pflugscharsystem vorgesehen ist, das das Material gleichzeitig von der Aufgabestelle sowohl in Richtung auf die Mitte als auch die Umfangskante des Bodens aufgrund der relativen Drehbewegung zwischen dem Herdboäen und dem .Pflugscharsystem drückt.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, Abgabestellen sowohl längs der Mitte als auch längs des äußeren Umfangs das Bodens vorzusehen, so daß eine gleichzeitige Materialabgabe an beiden Stellen ermöglicht wird.

Eine v/eitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Pflugscharsystem zu schaffen, das aufgrund der relativen Drehbewegung in der Lge ist, das Material gleichzeitig sowohl in Richtung auf die Mitte als auch auf die ümfangskante des Bodens zu drücken.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, durch die zwei getrennte Materialien an dem inneren und äußeren Teil des Bodens aufgebracht und dieselben zum einen in Richtung auf die Mitte und zum anderen in Richtung auf die äußere Ümfangskante des Bodens ohne Vermischen derselben bewegt werden.

Eine weiters der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein großes Drehherdsystem zu schaffen, das mit niedrigen Geschwindigkeiten arbeiten kann, wodurch ein Zerbrechen des Materials und die Erzeugung von Feinanteilen desselben sowie der mechanische Abrieb und Abnutzung der Ausrüstung verringert werden.

Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden in allgemeiner Weise dadurch gelöst, daß ein Drehherdofen geschaffen wird, der wenigstens eine Stelle für die Zuführung des zu behandelnden Materials aufweist,

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die sich radial zwischen und im Abstand sowohl zu eier "itte als auch der Unfangskante des Herdbodens befindet. Die Fläche des Herdes radial nach innen bezüglich der Fläche v/o das Material zugeführt wird, \.ird im folgender, als die "Innenbordfläche" das Kerdas bezeichnet. Das ringförmige Teil des Herdes an der Außenseite der Zuführungsstelle für das Material, die die Innenbordfläche umgibt, v/ird nachfolgend als die "Außenbordfläche" des Herdes bezeichnet. Die über dem Herdboden angeordneten Pflugscharen, die in der Lage sind bezüglich des Herdes eine relative Drehbewegung ausüben, liegen radial nach außen hin in Abstand zu den Mittelpunkt des Herdes vor. Die Pflugscharen sind unterschiedlich über der Innen- und Au3enbordflache des Herdes angeordnet. Die Innenbord-Pflugscharen sind so angeordnet, daß dieselben das Material auf der Innenbordflächs des Herdes nach innen in Richtung auf die Mitte des Herdes zu einer oder mehreren in der Mitte angeordneten Abgabeöffnungen bewegen. Die Außenbord-Pflugscharen sind so angeordnet, daß dieselben das Material auf der Außenbordfläche des Herdes in Richtung auf den äußeren Umfang der» Herdes 2U einer oder mahreren Abgabeöffnungen an dem Umfang bewegen.

Gegebenenfalls kann der Boden oder das Pflugscharsysten einen Unterteiler benachbart zu der Einführungsstelle des Materials aufweisen, wodurch die Ausprägung der Innenbord- und Außenbordfläche des Herdes unter stützt wird. Nach einer abgewandelten erfindungsgemäßen /Ausführungsform sind wenigstens zwei Materialzuführungen vorgesehen. Diese Zuführungen können gebenenfalls dergestalt gesteuert werden, daß verschiedene Materialien der Innenbordfläche und der Außenbordfläche des Herdes zugeführt v/erden, so daß die gleicheeitige Behandlung von zwei verschiedenen Materialien ermöglicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und v/ird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine diagrammförnige Draufsicht von oben auf einen erfindungsgemäßen Drehherd;

Fig. 2 einen Aufriß durch den Mittelabschnitt 2-2 des Drehherdofens nach der Figur 3;

Fig. 3 eine weggebrochene Schnittansicht durch eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform;

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Fig. 4 eine v/eitere abgewandelte erfindungsgemääße AusfQhrungsform;

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 liegt ein Ofen 1O mit einem Dach 12, Seitenv/änden 14 und Drehherd 16 vor, die die torroidale Erhitzungskamner 18 begrenzen. Der Herd 16 ist allgemein rund und vreist eins-mittlere öffnung 20 und Uir.fangskante 22 auf. Der Beschickungsbehülter 24 befindet sich außerhalb des Ofens und ist vermittels des Rohrs 26 mit der im Inneren des Ofens angeordneten Schütte 28 verbunden. Der Eoden der Schütte 28 befindet sich oberhalb des Herdes zwecks Abgabe des Materials an den Ofen zur Behandlung. Die Schütte 28 befindet sich radial zwischen und in Abstand sowohl bezüglich der mittleren Öffnung 20 als auch der Umfangskante 22.des Herdes 16. Die mittlere Öffnung 20 dient als ein Abgabeauslaß genauso wie der Umfangsauslaß 32. Diese Auslässe sind in dem System vorgesehen, um eine Entfernung des behandelten Materials aus dem Herd zu ermöglichen. Die Materialabgabeschütte 28 begrenzt eine "Innenbordfläche" 34 und eine Außenbordfläche 36 des Herdes 16, und die entsprechende Unterteilung ist in der Figur 1 durch den gestrichelten Kreis 37 wiedergegeben. Die "Innenbordfläche" Q4 ist die ringförmige Fläche des Herdes 16 zwischen der mittleren öffnung 20 und dem Umfang, der auf dem Herd durch den Radius beschrieben wird, der sich zwischen dem Mittelpunkt des Hardes 16 und der Schütte 23 erstreckt. Die "Außenbordfläche" 36 ist der ringförmige Teil des Herdes 16, der sich radial jenseits der Schütte 23 erstreckt und die Innenbordfläche 34 umgbit.

Eine sich radial erstreckende VErtiefung in dem Dach 12 ergibt die Pflugschargrube 38, in der sich der Pflugscharträger 40 befindet. Die keilförmige Pflugschar 42, die durch den Pflugscharträger 40 getragen wird, befindet sich in der gleichen radialen Entfernung von dem Mittelpunkt des Herdes wie die Schütte 28. Die Pflugscharen 40 dienen dazu neu zugeführtes Material in Richtung auf die Innenbord- und Außenbordteile des Herdes zu drücken, und zwar aufgrund der Drehung des Herdes entgegengesetzt der Uhrzeiggerichtung, wie es durch den Pfeil in der Figur 1 angegeben ist. In dem System liegen auch weitere Pflugscharen vor. Wie allgemein bekannt, ist diese Pflugschar mit einar hier nicht gezeigten Fläche versehen, die so ausgerichtet ist, daß dieselbe mit dem Material auf dem Herd in Berührung kommt und dasselbe progressiv nach innen oder außen bewegt. Die durch den Träger 40 getragenen Pflugscharen 44 über der Innenbordfläche 34 des Herdes sind mit einem spitzen Winkel bezüglich des Herdradius angeordnet, wodurch deren

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wirksame Flächen dergetalt orientiert sind, daß das Material auf den Herd, mit dem dieselben in Berührung korxnen, progressiv in Richtung auf die Mitte bewegt v/ird. Die innerste Pflugschar 46, die ebenfalls von dem Pflugscharträger herunterhängt, ist dergestalt angeordnet, daß das«Material von dem Herd 16 weggepflügt und in den mittleren Abgabeauslaß 20 überführt wird, der, wie auf dem Gebiet allgemein bekannt, z.B. zu einem Abwärneboiler und Kühler,hier nicht gezeigt, führt. In ähnlicher V7eise sind die durch den Träger 40 getragenen Pflugscharen über der Außenbordfläche 36 so orientiert, daß deren aktive Flächen einan stumpfen Winkel gegenüber deni Herdradius bilden, so daß das mit denselben während der relativen Drehbewgung in Berührung kommende Material progressiv in Richtung auf denUmfang des Herdes bewegt wird. Die äußerste Pflugschar 50 ist so angeordnet, daß das Material aus dem Herd in den Umfangsabgabeauslaß 32 geführt wird. Der mittlere Abgabeauslaß 20 und der Umfangsabgabeauslaß 32 können eine gemeinsame oder getrennte Vorrichtung für eineliachbehandlung speisen. Im allgemeinen wird ein Raum von etv/a 1,25 bis 10 cm zv/ischen dem Boden der Pflugscharen und den Herdbett 16 aufrechterhalten. Der Pflugscharträger ist einstellbar, so daß eine Einstellung und Veränderung der senkrechten Durchdringung der Pflugscharen in das behandelte Materialbstt ermöglicht wird.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 werden nachfolgend die Arbeitsweise des Ofens 10, z.B. im Zsammenhang mit dem Kalzinieren von Koks erläutert. Der Ofen 10 wird in bekannter Weise auf eine Tmperatur von etwa 450 bis eta 1800 C und vorzugsweise von etwa 1000 bis 155O°C vorerhitzt. Sodann wird die Drehung des Herdes 16 entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung in bekannter Weise inganggesetzt. Geeignete Erhitzungsund Drehantriebvorrichtungen und weitere Einzelheiten bezüglich des Herdofens finden sich z.B. in der US-PS 3 612 497. Zu behandelnder verzögerter Erdölkoks mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 1,28 cm und einer größten Teilchengröße von etwa 5,8 cm wird

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von dem Beschickungsbehälter 24 aus durch das Rohr 26 in die Beschickungsschütte 28 überführt. Die Beschickungsschütte 28 ist so eingestellt, daß sich deren unteres Ende etwa 15,2 bis 20,1 cm über dem Umlaufenden Herd 16 befindet, wodurch ein Umfangsband des Kokses auf den Herd aufgebracht wird und zwar über der Grenzfläche 27 zwischen der Innenbordfläche 34 und der Außenbordfläche 36 des Herdes liegend.

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Bei der Bauart nach den Figuren 1 und 2 befindet sich die keilförmige Pflugschar 42 unmittelbar stromauf bezüglich der Schütte 28. !lach praktisch einer vollständigen Umdrehung des Herdes 16 wird der von dor Schütte 23 aufgebrachte Koks in Berührung mit der Pflugschar 42 gebrachtund unterteilt. Ein Teil des Kokses wird auf die Innenbordfläche 34 und ein Teil auf die Außenbordfläche 36 des Herdes 16 gedrückt. Der Koks bildet somit ein paar benachbarter konzentrischer Furchen. Der Herd setzt seine Umdrehung entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung fort, wie es durch den Pfeil nach der Figur 1 wiedergegeben ist. Nach einer weiteren vollständigen Umdrehung berührt sich der auf die Innenbordfläche 34 und die Außenbordfläche 36 gedrückte Koks und beginnt sich sodann wieder gegen die vorderen Flächen der Innen- und Außenbord-Pflugscharen 44 und 43 aufzubauen, die unmittelbar benachbart zu der Pflugschar 42 vorliegen. Sobald sich dar Koks gegen die vorderen Flächen der Pflugscharen 44 und 48 aufbaut, hält ein Teil von der hinteren Kante jeder Pflugschar ab, .iodurch ein Paar weiterer getrennter Furchen gebildet wird, die hier nicht gezeigt sind. Diese Furchen werden ihrerseits durch die fortgesetzte Drehung des Herdes 16 herumgetragen, bis dieselben mit den nächstradial nach innen oder außen benachbarten Pflugscharen 44 und 48 in Berührung kommen. Dieses Verfahren wiederholt sich progressiv, bis das Material die Pflugscharen 46 und 50 in der Mitte 20 und dem äußeren Umfang 22 des Herdes erreicht. Sodann dürckt die weitere Drehung des Herdes des Material radial nach innen und außen bezüglich der letzten Pflugscharen 46 bzw. 50 und somit in die Auslaßöffnungen 20 und 32.

Während der Bewegung des Kokses von der Schütte 28 zu den Auslaßschütten 20 und 32 wird der Koks allmählich erhitzt. Das Erhitzen kann vermittels Luft und verbrennbarer Gase erfolgen, die durch hier nicht gezeigte Einlasse in den Ofen eingeführt und entzündet v/erden oder dies kann durch Verbrennen flüchtiger, verbrennbarer Gase erfolgen, die aus dem Koks bei Erhitzen desselben abgegeben v/erden. In dem letzteren Fall ist es immer noch erforderlich,daß Luft oder andere oxidierende Gase in die Kammer eingedrückt v/erden zwecks Aufrechterhalten der Verbrennung. Bei der Kalzinierungsbehandlung von Koks liegt die Verbrennungswärme in der Kammer 13 über 1O93°C. Die Kitze der Kammer 18 strahlt direkt auf das zu behandelnde Material und wird ebenfalls von dem Dach 12 oder den Seitenwänden 14 des Ofens reflektiert, wodurch das Erhitzen des Kokses

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auf dem Herd gefördert wird.

Der Herd läuft relativ langsam um, und die Geschwindigkeit belauft sich auf etwa 4 Minuten für jeda vollständige Umdrehung beläuft. Da die wiederholte Umdrehung des Herdes erforderlich ist, uri den Koks radial nach innen und außen von Pflugschar zu Pflugschar zu bewegen, kann somit das gesamte Behandlungsverfahren eine Stunde oder mehr erforderlich machen.

Der in diesen System vermittels dieses Verfahrens behandelte Koks wird in eine Form eines von flüchtigen Anteilen freien, dichten Kohlenstoffs überführt. Dieser Kohlenstoff ist z.B. für das Herstellen von Elektroden geeignet, die für die elektrolytische Herstellung von Aluminium und anderen elektrolytischen Arbeitsweisen angewandt werden.

Bei der Anwendung dieses Systems kann bezüglich einer gegebenen Herdumdrehung bei einer gegebenen Geschwindigkeit mehr Material in einer gegebenen Zeitspanne verarbeitet v/erden, als dies bei Arbeitsweisen nach dem Stand der Technik möglich ist, wonach das zu behandelnde Zlaterial in der Mitte des Herdes aufgegeben und in Richtung auf den Umfang desselben bzw. umgekehrt bewegt wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daßder kritische Parameter für die Behandlung die Temperatur und nicht so sehr die Zeit ist. Wahlweise ermöglicht dieses Systeir es, daß die Innenbord- und die Außenbordhälfte des Herdes die Hälfte der normalen Materialbeschickung handhabt, wobei sich weniger Material an den Pflugscharen auch bei einer langsameren Drehgeschwindigkeit aufbaut. In ähnlicher VJeise ermöglicht dieses System das Anwenden von großen Herdofen bei relativ langsamen Arbeitsgeschwindigkeiten, v/odurch sich eine Behandlung einer größeren Materialnenge in einer gegebenen Zeitspanne ergibt.

Es ergeben sich eine Vielzahl an erfindungsgemäßen Abwandlungen. Unter Bezugnahme* auf die Figur 3 ist dort eine wahlweise erfindungsgemäße Ausführungsform wiedergegeben. Bei dieser Ausführungsform ist ein Paar Beschickungsschütten 23 und 28b innenbords bzw. außenbords das auf dem Boden des Herdes 16 getragenen Unterteilers 52 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die Menge des auf den Innenbord- bzw. den Außenbordabschnitten des Herdes zu behandelnden Material gesteuert wird. Sie ermöglicht weiterhin die Behandlung verschiedener Materialien an den Innenbord- und Außenbordteilen des Herdes ohne ein Vermischen derselben .

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Bei der in der Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist der Herd von der Fläche des Materialeintrittes an der Grenzfläche 37a unter der Schütte 23 weg und in Richtung auf die mittlere und Unfangsabgabeschütten 20 und 3 2 geneigt. Bei dieser Ausführungsform, und dies gilt auch bei den bekannten stufenförmigen Ausführungsformen, hier nicht v/iedergegeben, unterstützt die Einwirkung von Schv/erkraftskräften die Pflugscharen bezüglich der Bewegung des Materials über den Herd.

V/eitere Ausführungsformen ergeben sicn ohne weiteres für den Fachmann. So kann z.B. mehr als eine radiale Anordnung an Pflugscharen angewandt werden, um so entweder den Rühreffekt zu erhöhen oder eine Steuerung bezüglich des der Behandlung unterworfenen Materials auf dem Herd zu bewirken. Die Pflugscharen können auch in anderer Weise als in einer geraden radialen Linie angeordnet sein. So können dieselben z.B. ein spiralförmiges oder wahlloses Muster auf v/eisen. Die einzige Anforderung besteht darin, daß jede Pflugschar mit dem erforderlichen Winkel angeordnet ist und die vordere und hintere Kante jeder benachbarten Pflugschar überlappen oder doch ausreichend eng zueinander dergestalt angeordnet sind, daß das Material von der Fläche aus, vo dasselbe auf den Herd aufgebracht wird, in wirksamer ^T..'eise zu den mittleren oder Umfangsabgabeauslässen bewegt wird.

Wenn auch der/abstand zwischen den radial angeordneten Pflugscharen gegebenenfalls gleich sein kann, können sich diese Abstandsverhältnisse auch ändern, um so Veränderungen in den konzentrischen Flächen des Herdes dergestalt zu kompensieren, daß eine praktischkonstante Tiefe des Materialbettes über den Herd hin aufrechterhalten wird. Um eine praktisch konstante Materialtiefe auf dem Herd aufrechtzuerhalten, können die über dem Außenbordteil 36 des Herdes angeordneten Pflugscharen, die sich nach außen hin von der Abgabeschütte 28 zu dem Umfang 22 hin erstrecken, eine progressive Verringerung des Abstandsverhältnisses auf v/eisen, um so eine Zunahme der ringförmigen Fläche des Teils des Herdes zu kompensieren, über den sich jede entsprechende Pflugschar bewegt bei Anordnen derselben weiter weg von dem Mittelpunkt des Herdes. In ähnlicher Weise können die innenbords bezüglich der Abgabeschütte 23 angeordneten Pflugscharen gegenüber dem Mittelpunkt progressiv verringertes radiales Abstandsverhältnis aufweisen, um so eine Verringerung der ringförmigen Fläche des Herdes zu kompensieren, über die sich jede entsprechende Innenbord-Plfugschar bewegt soweit dieselbe enger benachbart zu dem Mittelpunkt des Herdes angeordnet ist.

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Die Pflugscharen als solche können aus hochtemperaturfesten Materialien, wie Stahl oder mit Keramik überzogenen; Flußstahl gefertigt sein- dieselben können vermittels Strömungsmitteln gekühlt werden, die in den Pfikugscharen umlaufen. Eine besonders geeignete Pflugscharform besteht aus einem offenen Gittcrmetall, das mit einen thermisch isolierenden keramischen Material gefüllt ist, wobei entsprechende Maßnahmen fl'.r umlaufende Kühlmittel vorgesehen sind, siehe die US-PS 3 740 134. Mit Ausnahme der Tatsache, daß ein Abs'tandsverhältnis sowohl bezüglich der Kante 22 als auch der Mittelpunkte 20 des Herdes vorliegen muß, ist die Anordnung der Einlaßschütte 23 nicht kritisch. In einigen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Schütte 28 an einer Stelle dergestalt anzuordnen, daß die Innenbordflache 3 4 der Außenbordfläche 3 6 des Herdes angenähert gleich ist^ Eine derartige Stelle würde angenähert durch die Formel

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wiedergegeben v/erden, wobei r der radiale ?ibsta.nd der Schütte von dem Mittelpunkt des Herdes und H der Radius des Gesontherdes ist.

Diese Formel geht von der Annahne aus, daß die Fläche der mittleren öffnung 20 einen sehr kleinen Anteil der Gesamtfläche des Herdes darstellt.

Es können weitere Faktoren die Überlegungen bezüglich der örtlichen Anordnung der Zuführungsschütte 23 bestimmen, "..enn die Behandlungszeit des Materials auf jeder Hälfte des Herdes kritisch ist, kann die Anzahl, das Abstandsverhältnis unddie Größe der auf das Innenbordteil 34 und das .\u3enbordteil 35 des Ofens einwirkenden Pflugschar wichtig oder v/ichtiger alsdie Fläche der Innenbord- und Außenbordteile sein.

Es ist weiterhin auf dem einschlägigen Gebiet bekannt, Mehrfachzuführungsschütten entweder in der Mitte und an dem Umfang des Herdes zusammen mit Mehrfach-Pflugscharsystemen anzuv/enden, um so eine Mehrzahl an Materialien über den gesamten Radius des Herdes zu bewegen, und zwar ohne Vermischen derselben, wobei die Materialien zu zuvor gewählten Auslässen geführt werden, siehe hierzu die US-PS 3 859 172. Derartige System können z.B. dadurch verbessert werden, daß die Mehrfach-ZufUhrungsschütten an Stellen angeordnet werden, die in Abstand sowohl bezüglich der Mitte als auch der Umfangskante des Herdes vorliegen, und zwar zusammen mit Mehrfach-Pflugscharsystemen gemäß dor vorliegenden Erfindung,

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wodurch eine Mehrzahl an Materialien selektiv zu vorgewählten auslassen in der Mitte oder am Umfang des Herdes der erfindungsgemäßen Weise entsprechend bewegt werden.

Bei dem gezeigten Beispiel dreht sich der Herd und die Pflugscharen sind stationär-? Dies ist die bevorzugte Ausführungsform. Erfindungsgenäß werden jedoch auch Systeme in Betracht gezogen, bei denen der Herd stationär ist und das Pflugscharsystem um den Mittelpunkt des Herdes umläuft.

Dieses Verfahren und Vorrichtung hat sich z.B. als geeignet für das Kalzinieren von Koks zur Herstellung von Elektroden erwiesen. Es ist ebenfalls für das kontinuierliche Kalzinieren, Verkoken und/oder Entgasen jedweder kohlenstoffhaltiger Materialien, wie nicht verkohlender Kohle, Antfarazitkohle, Briketts oder bituminöser Verkokungskohle enthlialtende Pellets, grünen Erdölkoks, Holzproduktc und weitere ähnliche kohlenstoffhaltigen Materialien geeignet. Dasselbe kann ebenfalls für das Kalzinieren von Kalkstein, Dolomit und Zementgestein, die Zersetzung von Carbonaten, Chloriden und Sulfaten und die Aktivierung oder Reaktivierung von Holzkohle angewandt werden.

Erfindungsgemäß wird somit ein System und Verfahren geschaffen, durch das Material in einer Fläche zwischen und im Abstand zu sowohl der Mitte als auch der Kante eines kreisförmigen Bodens aufgenommen und sodann das Material sowohl in Richtung auf die Mitte als auch auf die Kante des kreisförmigen Bodens aufgrund einer relativen Drehbewegng zwischen dem Boden und einem über dem Boden angeordneten benachbarten Pflugscharsystem gedrückt wird. Dieses Verfahren und System wird dazu angewandt, gleichzeitig das Material sowohl in der Mitte als auch an dem Umfang eines derartigen Bodens abzugeben. Das Pflugscharsystem drückt aufgrund der relativen Drehbewegung gleichzeitig das Material sowohl in Richtung auf die Mitte als auch die Umfangskante des Bodens. Abgewandelte erfindungsgemäße Systeme vermögen zwei getrennte Materialien aufzunehmen und dieselben ohne Vermischen zu bewegen, und zwar das eine Material in Richtung auf die Mitte und das andere Material auf den äußeren Umfang des Herdes. Das erfindungsgemäße System und Verfahren ist in der Lage normale Materialmengen mit langsamen Geschwindigkeiten ohne Materialaufbau zu handhaben, und es werden große Materialraengen mit relativ niedrigen Drehgeschwindigkeiten verarbeitet. Es können v/eiterhin relativ große Herde angewandt und mit relativ niedrigen Drehgeschwindigkeiten bettieben werden.

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Claims

MARATHONOIL COMPANY 539 South Main Street, Findlay, Ohio 45 840, USA Verfahren und Vorrichtung zur Materialhandhabung in Form eines gespaltenen Flusses Patentansprüche

1. Verfahren zur Materialhandhabung in einem System mit einem praktisch runden Boden, wobei der Boden eine Mitte und eine Umfangskante besitzt und ein über dem Boden angeordnetesPFlugscharsystem, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Arbeitsschrifte:

Ausbilden einer relativen Drehbewegung zwischen dem Boden und dem Pflugscharsystem, Abgabe des zu behandelnden Materials auf den Boden an einer Stelle zwischen der Mitte und der Umfangskante des Bodens, und sodann aufgrund der Drehbewegung gleichzeitiges Bewegen des Materials progressiv von der Abgabestelle in Richtung auf sowohl die Mitte als auch die Umfangskante des Bodens.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Material an einer Mehrzahl an Stellen zwischen der Mitte und der Umfangskante des Bodens abgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens zwei verschiedene Materialien an wenigstgns zwei Stellen des Bodens abgegeben werden, woei das eine Material progressiv von der Abgabestelle in Richtung auf die Mitte des Bodens und das zweite Material progressiv von der Abgabestelle in Richtung auf die Umfangskante des Bodens bewegt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Handhabungssysten in einer Erhitzungskamner angewandt wird, die zu behandelnder. Materialien flüchtige verbrennbare Anteile enthalten, die Materialien erhitzt v/erden unter Austreiben der flüchtigen verbrennbaren Anteile in die Erhitzungskammer, ein oxidierendes Gas in die Kammer und in Beimischung zu den verbrennbaren Anteilen eingedrückt und das Gasgemisch entzündet wird unter Ausbilden von Verbrennungswärme in der Kammer.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß als das zu behandelnde Material Koks angewandt wird und die Temperatur in der Kammer auf wenigstens 1000⁰C gebracht wird.

6. Drehherdofen aus einer erhitzten Kammer mit einem Dach und Seitenwänden, einem praktisch runden Herd in der Kammer, wobei der Herd eine Mitte und eine Umfangskante besitzt, sowie eine Mehrzahl radial ΐΐμ Abstand zueinander angeordnete Pflugscharen in der Kammer, wobei die Pflugscharen über, jedoch benachbart zu dem Herd angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Merkmale:

eine Anordnung für das Ausbilden einer relativen Drehbewegung zwischen dem Herd (16) und den Pflugscharen (44,43), eine Anordnung (23) für die Materialabgabe an den Herd (16), wobei sich diese Abgabeanordnung (23) über dem Herd und radial zwischen und im Abstand zu der Mitte (20) und der Umfangskante (22) des Herdes befindet, einen Materialauslaß (20) in der Mitte des Herdes und einen Materialauslaß (32) an der Umfangskante (22) des Herdes, die Abgabeanordnung (28) eine Innenbordfläche (34) und eine Außenbordfläche (35) auf dem Herd begrenzt, die Fläche des Herdes zwischen der Mitte (20) desselben und einem auf dem Herd durch den Radius zwischen der Mitte (20) das Herdes und der Abgabeanordnung (3 2) beschriebenen Umfangs die Innenbordflächen (34) darstellt, und die verbleibende Ringfläche des Herdes radial außerhalb der Abgabeanordnung (28) und die Innenbordflächen (34) umgebend die Außenbordflächen (36) ist, und die radial im Abstand zueinander vorliegenden Pflugscharen (44) über und benachbart zu der Innenbordfläche (34) mit einem Angriffswinkel dergestalt angeordnet sind, daß das Material auf der Innenbordfläche (34) des Herdes progressiv zur Mitte hin zu dem mittleren Materialauslaß (20) bewegt wird und die Pflugscharen (48) über und benachbart zu der Außenbord-

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fläche (36) mit einen derartigen Angriffswinkel angeordnet sind, daß das Material auf der Außenbordfläche (36) des Herdes progressiv nach außen hin in Richtung auf dan Materialausla3 (32) am Umfang bewegt wird aufgrund der relativen Drehbewegung zv.-ischen dem Herd (16) und den Pflugscharen.

7. Drehherdofen nach Anspruch G, dadurch gekennze ich net, daß eine Anordnung für das Eindrücken oxidierenden Gases in die erhitzte Karamer (13) und eine Anordnung für die Entfernung der Gase aus der Kammer (10) vorgesehen ist.

8. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd (16) umläuft und die Pflugscharen (44,48) praktisch stationär sind.

9. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflugscharen (44,43) allgemein radial von der Mitte (20) des Herdes zu dem äußeren Umfang (22) desselben angeordnet sind, di« Pflugscharen (44) innenbords bezüglich der Materialabgabeanordnung (28) so orientiert sind, daß während der relativen Drehbewegung zwischen dem Herd (16) und den Pflugscharsystem die Eingriffsfläche praktisch jeder Innenbord-Pflugschar (44) einen spitzen Winkel bezüglich des Herdradius beschreibt ,v/ährend die außenbords bezüglich der Ma.terialabgabeanordr.ung (23)vorliegenden Pflugscharen (48) dergestalt orientiert sind, daß die Eingriffsfläche praktisch jeder Außenbord-Pflugschar (48) einen stumpfen Winkel bezüglich des Kerdradius beschreibt .

10. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennze lehne t, daß eine Anordnung (42) auf dem Herd (16) vorgesehen ist, durch die die Innenbord- und Außenbordflächen physikalisch unterteilt sind.

11. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine komplexe Pflugscharanordnung (42) sich etwa in der gleichen radialen Entfernung von der Mitte des Herdes v/ie die Materialabgabeanordnung (28) befindet, diese komplexe Pflugscharanordnung (42) wenigstens zwei Eingriffsflächen besitzt, '.obei die eine Fläche so orientiert ist, daß das Material auf dem Herd mit dem dieselbe in Berührung kommt während der relativen Drehbewegung in Richtung auf die Innenbordfläche des Herdes (15) bewegt wird, und die zweite Fläche so orientiert ist, daß das Material auf dem Herd

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mit dem dieselbe in Berührung kommt während der relativen Drehbewegung in Richtung auf die AuQenbordflache des Herdes (16) bewegtwird.

12. Drehherdofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die komplvexe Pflugscharanordnung (42) in Form eines Keils vorliegt.

,13. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd von unterhalb der Fläche der Materialaufgabeanordnung (28) nach unten in Richtung auf die Materialauslässe (20,32) sowohl in der Mitte als auch an der Randkante des Herdes (16) geneigt ist.

14. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabeanordnung (23) in einer Entfernung r von der Mitte des Herdes angeordnet ist, entsprechend der Formel

r = /2

wobei R der Radius des gesamten Herdes ist.

15. Drehherdofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabaanordnung aus wenigstens zwei getrennten Materialabgabeschütten (28a,28b) besteht, diese Schütten radial zwischen und im Abstand sowohl bezüglich der Hrdmitte (20) als auch der Umfangskante (22) vorliegen.

16. Drehherdofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Abgabeschütte (28a) so angeordnet ist, daß dieselbe Material vorzugsweise auf die Innenbordfläche (34) des Herdes abgibt, und wenigstens eine Abgabeschütte (28b) so angeordnet ist, daß dieselbe bevorzugt Material auf die Außenbordfläche (36) des Herdes abgibt.

17. Drehherdofen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Herd (16) eine Anordnung (42) vorliegt, die physikalisch die Innenbordfläche (34) und die Außenbordfläche (36) trennt.

18. Drehherdofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden Merkmale:

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Die Materialhbgabeanordnung (23) radial zwischen und in Abstand zu der Mitte (20) der Umfangskante (22) des Herdes (16) angeordnet ist, die Anordnung für das Entfernen des Materials aus dem Ofen wenigstens einen mittleren Auslaß (20) auf v/eist, der sich in etv/a der Mitte des Herdes (16) befindet, sov/ie v/enigstens einen Auslaß (32) an den Umfang (22) des Herdes besitzt, sowie das Pflugscharsysteni wenigstens eine Innenbordreihe (44) und eine Außenbordreihe (48) der Pflugscharen besitzt, jede Reihe eine Mehrzahl an Pflugscharen aufweist, die Pflugscharen eine Eingriffsfläche für den Eingriff mit dem Material auf dein Herd (16) während der relativen Drehbewegung zwischen den Herd (16) und dem Pflugscharsystem (44,48) besitzt, die Innenbordreihe (44) der Pflugscharen progressiv radial nach außen von dein mittleren Auslaß (20) des Hardes bis etwa zu der radialen Entfernung der Materialabgäbeanordnung (28) angeordnet sind, praktisch jede Pflugschar (44) der Innenbordreihe mit ihrer Eingriffsfläche mit einem derartigen Winkel orientiert ist, daß das Material auf dem Herd, mit dem dieselbe in Berührung kommt während dar relativen Drehbewegung progess nach innen in Richtung auf den mittleren Auslaß (20) bewegt, die Außenbordreihe (43) der Pflugscharen, die progressiv radial nach außen von der radialen Entfernung der Material abgabeanordnung (28) bis zu der Umfangskante (22) des Herdes (16) angeordnet sind, so vorliegen, daß jede Pflugschar (48) in der Außenbordreihe mit ihrer Eingriffsfläche mit einem derartigen Winkel orientiert ist, daß das Material auf dem Herd, mit dem dieselbe in Berührung kommen während der relativen Drehbewegung progressiv nach außen in Richtung zu dem Auslaß (32) an dem Umfang (22) bewegt wird.

19. Verwendung der Vorrichtung nach den vorangegangenen Vorrichtungsansprüchen zur Handhabung von Material.

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