DE2758793A1

DE2758793A1 - Kraehlarme

Info

Publication number: DE2758793A1
Application number: DE19772758793
Authority: DE
Inventors: Jun Lavaun S Merrill
Original assignee: Marathon Oil Co
Current assignee: Marathon Oil Co
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1978-07-06
Also published as: IT1090398B; NL7714533A; US4149845A; AR213346A1; ES465540A1; NO774498L; PL203481A1; JPS53107775A; FR2376391A1; CA1091923A; DD134047A1; BR7708779A; ES465592A1

Description

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Die erfindungsgemäßen Krählarme weisen eine konkave Eingriffsfläche auf. Dieselben werden in einem System für die Materialverarbeitung angewandt,z.j. liegt ein praktisch kreisförmiger und waagerechter Boden vor, über dem benachbart ein Krählarmsystem angeordnet ist. Das Krählarmsystem drückt das auf dem Boden liegende Material zu bestimmten Stellen wie Auslaßöffnungen aufgrund einer relativen Bewegung zwischen den Boden und dem Krählarmsystem. Das Krählarmsystem weist eine Mehrzahl an Krählarmen auf. Praktisch jeder Krählarm besitzt ein Körperteil, das eine gekrümmte oder winkelförmige Oberfläche trägt. Diese gekrümmte oder winkelförmige Oberfläche stellt eine konkave Eingriffsfläche dar. Jeder Krählarm besitzt ebenfalls eine Vorderkante. Diese Krählarme sind vorzugsweise in einem System so orientiert, daß deren Vorderkanten mit einem Winkel von etwa 0° bis etwa + 13°C gegenüber dem Materialfluß vorliegen, und deren konkave Eingriffsflächen sind so orientiert, daß dieselben das Material auffangen und in der gewünschten Richtung bewegen. Während der relativen Drehbewegung zwischen dem Boden und den Krählarmen führt diese Orientierung und Konfiguration der Krählarme zu einer Verringerung des Aufbaues und der überbrückung von Material vor und zwischen den Vorderkanten der Krählarme, während die konkaven Eingriff sflachen dazu führen, daß erhebliche Materialmengen über den Boden fließen. Diese Krählarme und Systeme sind insbesondere bei dem Betrieb von Drehherdöfen geeignet.

Die Erfindung betrifft die Konfiguration eines für die Bewegung von Material geeigneten Krählarms sowie Systeme und Verfahren unter Anwenden derartiger Krählarme für die Bewegung von Material z.B. wahrem thermolytischer Verfahren in einem Drehherdofen. Die Erfindung betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen unter Anwenden derartiger Krählarme für die Beschickung, den Transport und die Abgabe von Koks während eines Kalzinierungsvorganges.

Seit langem werden für das Erhitzen und Kalzinieren von Material Ofensysteme angewandt, bei denen eine relative Bewegung zwischen einem Herd und Krählarmen erfolgt. Derartige Systeme weisen normalerweise z.B. eine Erhitzungskammer mit einer Decke und zylindrischen

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Seitenwänden, einen kreisförmigen Herd, ein Krählarmsystem, einen Mechanismus zum Vermitteln einer relativen Bewegung zwischen den Krählarmen und dem Herd, eine geeignete Anordnung für die Zuführung des in den Ofen zu behandelnden Materials, sowie weitere Anordnungen für die Abgabe des behandelten Materials aus dem Ofen auf. Krählarmsysteme haben üblicherweise eine Mehrzahl an Krählarmen aufgewiesen, die über den Boden getragen werden und sich bis eng benachbart hierzu erstrecken zwecks Eingriff und Bewegen der auf dem Boden des Herdes vorliegenden Materialien von der Eintrittsstelle zu der Austrittsstelle, und zwar aufgrund der relativen Bewegung zwischen dem Boden des Herdes und den Krählarmen. Die Bewegung kann vermittelt v/erden entweder durch Drehen des Herdofens unter Stationärhalten der KrHhI-arme oder durah Umlaufenlassen der Krählarme und Stationärhalten des Bodens. Derartige Systeme können ebenfalls öffnungen für die Zuführung von Gasen und ein Abgassystem für die Verbrennungsnebenprodukte und verbrauchten Gase aufweisen.

Bei derartigen Drehherdofensystemen nach dem Stand der Technik wird das zu behandelnde Material normalerweise entweder benachbart zu der Mitte des Herdofens eingeführt und durch die Krählarme zu der Umfangskante des Herdes zwecks Entfernen aus demselben transportiert, oder benachbart zu der Umfangskante des !!erdbodens aufgegeben und durch die Krählarme zu der Mitte des Herdes zwecks Abgabe aus demselben transportiert. Die Kalzinierung in Drehofen ist z.B. in der GB-PS 1 055 857 und der US-PS 3 448 012 beschrieben.

Bei den meisten derartigen Systemen nach dem Stand der Technik sind dieKrählarme allgemein mit ihrer Eingriffsfläche so angeordnet, daß dieselbe in Berührung mit dem Material auf dem Boden ausgehend von der Aufgabestelle zu einer oder mehreren Auslassen in Berührung steht und progressiv bewegt. Die winkelförmige Orientierung und allgemeine Konfiguration der Krählarme nach dem Stand der Technik sind allgemein als nicht kritisch erachtet worden. Die einzige Beachtung bezüglich der Orientierung und Konfiguration der Krählarme ging dahin, daß deren Eingriffsflächen mit dem Material in Berührung und dasselbe über den Boden in der gewünschten Richtung während der relativen Bewegung bewegen. Die Krählarme als solche sind allgemein plattenartig und weisen

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einen flachen Aufbau auf. In einigen Fällen sind lineare Krählarme tellerartig ausgeführt worden. Allgemein sind deren Vorderkanten geradlinig, wenn auch die US-PS 3 475 286 einen pflugscharartigen Krählarm zeigt. Der Winkel, mit dem die Vorderkante des Krählarms bezüglich des Materialflusses auf dem Boden orientiert ist, wurde bisher nicht als kritisch erachtet. Die Praxis jedoch scheint Orientierungswinkel von etwa 20 bis 45° gegenüber dem Materialfluß an der Vorderkante bevorzugt zu haben. Weiterhin hat der Stand der Technik nach den üS-PSen 219 180, 740 103 und 1 878 581 Krählarmsysteme beschrieben, i^ei denen der Winkel der Krählarme veränderlich ist. Es wird dort jedoch kein bevorzugter Winkel offenbart und insbesondere offenbaren diese Veröffentlichungen keine Winkel in den Bereich von etwa 0 bis etwa + 13 .

Nach dem Stand der Technik sind drehbare Materialhandhabungssysteme bekannt geworden, bei denen gekrümmte Elemente angewandt werden. Die US-PS 319 180 zeigt ein System, L>ei den der innerste Kratzer gekrümmt ist. Die Eingriffsfläche dieses Kratzers ist jedoch konvex gegenüber der Richtung des Materialflusses. Die US-PS en 1 503 234 und 2 973 565 beschreiben das Anwenden einer gekrümmten Verteilungsspeiche oder Kratzers, der über den gesamten Radius des Bodens läuft, um so in Umfangsrichtung das Material auf dem Boden zu verteilen oder einzuebnen, ohne daß das Material in einer radialen Richtung bewegt wird. Nach der US-PS 3 905 757 werden Ketten oder Stangen in im wesentlichen der gleichen Weise für die gleiche Funktion angewandt.

Die US-PSen 3 470 068 und 3 475 286 offenbaren das Anwenden von Paaren stufenförmiger führender und nachfolgender Krählarme. Bei diesen Systemen befindet sich jeder der Krählarme bei einer unterschiedlichen Höhe, und beide Krählarme eines Paares umschreiben den genau gleichen Weg auf dem Boden, wobei die Krählarme nicht in Berührung miteinander stehen unter Ausbilden einer konvexen Oberfläche. Die Vorderkanten der Krählarme sind bei diesen Systemen nicht mit niedrigen Winkeln eingestellt.

Nach dem Stand der Technik, bei dem die Vorderkante der Krählarme mit herkömmlichen Winkeln von größer als etwa + 20° orientiert sind, während die Krählarme durch das Material auf dem Boden verlaufen, ergibt

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sich eine Neigung für den Aufbau des Materials vor der Vorderkante jedes Krählarms. Dieser Materialaufbau führt zu erheblichen Höhenveränderungen des Materials auf dem Boden. In einen Herd führen Höhenveränderungen zu einer ungleichmäßigen Bewegung des Materials über den Herd. Während des Kalzinierens des Materials, wie Koks, ist es wichtig, daß das Material vollständig und einheitlich erhitzt wird. Dort wo das Material auf dem Herd ungleichmäßig verteilt ist, wird dasselbe nicht einheitlich erhitzt. Wo die Krählarme eng benachbart zu einander vorliegen, ergibt sich weiterhin eine Neigung für den Materialaufbau vor den Krählarmen, das sich von Krählarm zu Krählarm vereinigt und eine "Materialbrücke" bildet. Derartige Brücken neigen zu einer Blockierung des Materialflusses zu den Krählarmen, wodurch die Wirkung der Krählarme wenig wirksam wird.

Der Materialaufbau vor den Vorderkanten der Krählarme wird nach der US-PS (US-Patentanmeldung SN 7 56 161 - gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht) verringert. Hiernach geht die Lehre dahin, daß durch Orientieren der Hinterkante eines Krählarms mit einem Winkel in dem Bereich von etwa + 2 und etwa +13° der Materialaufbau vor der Vorderkante der Krählarme verringert wird. Das Anwenden von Krählarmen mit einer derartigen Hinterkantenorientierung vermag jedoch bedauerlicherweise nicht immer die Uberbrückungsprobleme zwischen eng benachbarten Krählarmen zu vermeiden.

Es ist bekannt, daß je mehr Krählarme in einem gegebenen System angewandt werden, um so Bewegung des Materials auf dem Boden eintritt. Bei Zunahme der Anzahl an Krählarmen rücken jedoch die Krählarme enger zueinander. Dort wo die Krählarme sich nicht bei herkömmlichen Winkeln befinden, d.h. eine Vorderkantenorientierung von etwa + 2O oder mehr aufweisen, liegt eine Neigung für den Materialaufbau vor der Vorderkante jedes Krählarms vor. Wo derartige Krählarme ebenfalls eng benachbart zueinander vorliegen, liegt eine Neigung für den Materialaufbau vor den Krählarmen vor, wobei sich das Material zwischen den einzelnen Krählarmen vereinigt unter Ausbilden einer Materialbrücke auf dem Boden vor den Krählarmen. Diese Material-Lrücken neigen zu einer Blockierung des Materialflusses zu den Krählarmen und machen somit die Krählarme wenig wirksam, v/obei weiterhin der Materialfluß auf dem Boden ungleichmäßig ist. Es wurde nun gefunden, daß die Krählarme enger benachbart zueinander angeordnetwer-

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den können, wobei weniger Materialüberbrückung zwischen den Krählarmen erfolgt, wenn deren Vorderkanten mit einem Winkel von kleiner als etwa + 20° und vorzugsweise in dem Bereich von etwa 0° bis + 13° angeordnet werden. Unzweckmäßigerweise wird dort, wo ein Krählarm mit einer gegebenen Länge mit derartig kleinen Winkeln orientiert ist, eine sehr begrenzte radiale M aterialbewegung erzielt. Dies nun erfordert, daß entweder mehr oder längere Krählarme in dem System vorgesehen werden zwecks Bewegen des Materials über den Boden. Dort wo die Krählarme jedoch mit kleinen Winkeln orientiert sind und weiterhin konkave Eingriffsflächen besitzen, wird eine überbrückung des Materials vor den Krählarmen vermieden, während eine erhebliche Materialbewegung durch die konkaven Krählarme erreicht wird.

Somit ist die wesentliche der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu sehen, eine Krählarmkonfiguration zu schaffen, die für die Bewegung von Material zweckmäßig ist, und zwar insbesondere zweckmäßig bei Materialhandhabungssystemen wie Drehherdofensystemen, wobei die Krählarme eine Vorderkante und eine konkave aktive Eingriffsfläche besitzen, sowie hierbei die Vorderkante des Krählarms vorzugsweise mit einem kleinen Winkel gegenüber dem Boden orientiert ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird allgemein dadurch gelöst, daß ein Krählarm angewandt wird, der eine Vorderkante und ein Körperteil aufweist, das eine gekrümmte oder winkelförmige Fläche trägt. Diese gekrümmte oder winkelförmige Fläche stellt eine konkave Eingriffsfläche dar, die mit dem Material in Eingriff kommt und dasselbe in der gewünschten Weise bewegt. Dieser Krählarm wird z.B. bei einem Materialhandhabungssystem angewandt, das einen kreisförmigen Boden und darüber angeordnet und benachbart zu dem Boden ein Krählarmsystem aufweist, wobei das Krählarmsystem Krählarme mit einer Konfiguration besitzt, bei der insbesondere die Vorderkante des Krählarms einen kleinen Winkel in dem Bereich von etwa 0° bis etwa +13 gegenüber dem Materialfluß aufweist. Bei einem derartigen Materialhandhabungssystem, bei dem derartige Krählarme z.B. mit ihren Vorderkanten in dem Winkelbereich von etwa 0° bis etwa +13° orientiert

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sind, wird während der relativen Drehbewegung zwischen dem Boden und den Krählarmen das auf dem Boden in Berührung mit den Krählarmen befindliche Material über den Boden zu den angestrebten Stellen, wie Auslaßöffnungen fließend geführt unter verringerten Materialaufbau und Überbrückung vor den Krählarmen.

Diese Krählarme und die Anordnung kann zusammen mit Systemen angewandt werden, Lei denen die Materialien benachbart zu der Mitte des Bodens aufgegeben und zu der Umfangskante geführt werden oder bei denen das Material benachbart zu der Kante aufgegeb-en und zu der Mitte bewegt wird.

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

Fig. 1 eine diagrammförmige Darstellung der erfindungsgemäß angewandten Viinkelverhältnisse;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Krählarms,·

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Krählarms;

Fig .4 eine diagrammförmige Draufsicht von oben auf einen erfindungsgemäß ausgerüsteten Drehherdofen;

Fig. 5 einen Aufriß durch den Mittelabschnitt gemäß der Schnittlinie 5-5 des in der Figur 4 wiedergegebenen Drehherdofens;

Fig. 6 eine Draufsicht von oben und gibt eine abgewandelte Ausführungsform wieder.

Nachfolgend wird bezüglich der winkelförmigen Orientierung der Krählarme bezüglich des kreisförmigen Herdbodens die folgende Nomenklatur angewandt. Unter Bezugnahme auf die Figur 1 ist dort ein Kreis 2 gezeigt, der als das geometrische Äquivalent eines kreisförmigen Bodens eines Drehherdofens angesehen v/erden kann. Der Kreis 2 weist einen Mittelpunkt 0 und einen Radius AO auf. Der Radius AO kann als das geometrische Äquivalent eines KrKhlarmträgers angesehen werden.

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Die relative Drehung liegt ζ v/i sehen dem Kreis 2 und dem Radius Λ0 vor, v/ie durch den Pfeil 4 wiedergegeben, und zwar im wesentlichen in der gleichen Weise wie eine relative Drehung zwischen dem Herd und einem Krählarmträger vorliegt. Diese relative Drehung kann durch die Drehung des Kreises, die Drehung des Radius oder die Drehung beider bedingt sein. Nun weist durch Definition jedes Liniensegment BC, das senkrecht zu jedem Radius AO vorliegt, eine V7inkelorientierunc von 0° auf. Weiterhin weist die Linie 6 eine Orientierung von +30°, die Linie 8 eine Orientierung von -30° sowie die Linien 12 und 14 Orientierungen von +60° und -6O° auf. Alle weiter erläuterten winkelförmigen Orientierungen sind in gleicher Weise bezüglich deren Schnittlinie mit einem Radius orientiert, wobei die Senkrechte zu dem Radius definitionsgemäß einen Winkel yon 0° besitzt.

Die Krählarme

In der Figur 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Krählarms wiedergegeben. Der Krählarm 16 ist winkelförmig ausgeführt und weist eine konkave Eingriffsfläche 17 und eine Vorderkante 18 auf. Eine weitere Ausführungeform des Krählarms ist in der Figur 3 gezeigt. _>ei dieser abgewandelten Ausführu^ngsform weist der Krählarm 19 v/eist der Krählarm eine gekrümmte konkave Eingriffsfläche 20 und Vorderkante 21 auf.

Pas Ofensystem

Unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 bildet ein Ofen mit einer Decke 22, Seitenwänden 24 und Drehherdofen 26 eine torroidale Erhitzungskammer 28. Der Herd 26 ist allgemein rund und weist eine mittlere Öffnung 30 und eine Umfangskante 32 auf. Der Beschickungsbehälter 34 befindet sich außerhalb des Ofens und ist vermittels des Rohrs 36 mit der Schütte 38 verbunden, die sich in dem Ofen befindet. Der Boden der Schütte 38 befindet sichüber dem Herd zwecks Abgabe des Materials an denselben für die Behandlung. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Schütte 38 benachbart zu der mittleren öffnung 3O des Herdes 26. Die Auslaßöffnung 42 ist in dem System vorgesehen, damit das behandelte Material von dem Herd entfernt werden kann. Eine sich radial erstreckende Vertiefung in der Decke 22 ergibt die Krählarmgrube 44, in der sich der radiale Krähl-

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armtrüger 46 erstreckt. Der von dem Krählarmträger 46 herunterhängende innerste Krählarn 48 dient dazu, neu zugeführtes ilaterial in Richtung auf die Außenteile des Herdes aufgrund der Drehung des Herdes entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung, /ie durch den Pfeil in den Figuren 1, 4 und 6 wiedergegeben, zu drücken. Der innerste Krählkarm 48 ist linear ausgeführt und mit seiner Vorderkante mit einem herkömmlichen Winkel von 30 orientiert. Die durch den Träger 46 über dem Herd 26 getragenen gekrümmten Krählarme 19 sind mit ihren Vorderkanten mit einem Winkel von etv/a 0 orientiert und deren konkave Eingriffsflächen sind so angeordnet, daß das mit denselben während der relativen Drehbewegung in Berührung kommende Material progressiv in Richtung auf den Umfang des Herdes bewegt wird. Der äußerste Krählarm 52 ist so angeordnet, daß derselbe das Material von dem Herd und in den Unfangsauslaß 42 pflügt. Der Auslaß 42 kann das Material zu weiteren Behandlungsstufen führen, z.J. zu einem vorbekannten und hier nicht gezeigten Wärmeboiler und Kühler. Im allgemeinen wird zwischen dem Boden der Krählarme 50 und dem Bett des Herdes 26 ein Abstand von etwa 1,25 bis 10 cm vorgesehen. Der Krählarnträger 46 ist jedoch einstellbar, so daß eine Einstellung und Veränderung des senkrechten Eindringens der Krählarme in das der Behandlung unterworfene Materialbett möglich ist. Weiter hnten werden zusätzliche Einzelheiten bezüglich des Systems und dessen Einwirkung auf das zu behandelnde Material wiedergegeben.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 wird nachfolgend die Arbeitsweise des Ofensystems im Zusammenhang mit dem Kalzinieren von z.B. Koks erläutert. Das Ofensystem wird in bekannter Weise auf eine Temperatur von etwa 450 bis etv/a 1800⁰C und vorzugsweise etwa 1000 bis etv/a 155O°C vorerhitzt. In bekannter Ueise wird sodann der Herd 26 entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung in Drehbewegung versetzt. Geeignete Erhitzungsvorrichtungen und Antriebsvorrichtungen und v/eitere Einzelheiten bezüglich des Hrehherdes finden sich z.B. in der US-PS 3 612 497. Zu behandelnder verzögerter ErdölkolLs mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etv/a 1,28cm und einer größten Teilchengröße von etv/a 5,08 cm wird von den Vorratsbehälter 34 durch das Rohr 36 in die Beschickungsschütte 33 überführt. Din Uiischickungsschütte 38 wird so eingestellt, daß deren unteren linde sich etwa 15,2 bis 20,1 cm über dom Drehherd 26 befindet. ierdurch wird auf dem Herd um die Mittlern öffnunq 30

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herum ein nicht gezeigtes Umfangsband aus Koks ausgebildet. Bei
der Anordnung nach den Figuren 4 und 5 befindet sich der innerste
Krählarm 48 unmittelbar stromauf bezüglich der Schütte 38. Nach
praktisch einer vollständigen Umdrehung kommt der durch die Schütte 38 abgegebene Koks in Berührung mit der Eingriffsfläche des innersten Krlihlarms 48 und beginnt sich dagegen aufzubauen. Sobald sich der Koks gegen die Eingriffsfläche des innersten Krählarms 48 auf-

aut, fällt ein Teil an der Hinterkante herunter, \.^Todurch eine
Anhäufelung gebildet wird. Die Anhäufelung wird sodann durch die
fortgesetzte Drehung des Herdes 26 bewegt, bis dieselbe in Berührung mit dem nittleren Krählarm 19 kommt, der radial außerhalb und unmittelbar benachbart zu dem Krählarm 48 vorliegt. Dieses Verfahren wiederholt sich progressiv bis das Material den Krählarm 52 benachbart zu dem äußeren Umfang 32 des Herdes erreicht. Eine
weitere Drehung des Herdes drückt sodann das Material radial und
nacli außen bezüglich dieses letzten Krählarms 52 und in die Auslaßöffnung 42.

Während der Bev/egung des Kokses ausgehend von der Schütte 38 über
den Herd zu der Auslaßöffnung 42 wird der Koks allmählich erhitzt. Das Erhitzen kann vermittels Luft und verbrennbarer Gase erfolgen, die in den Ofen über bekannte Einlasse eingedrückt und entzündet
werden oder durch Verbrennen flüchtiger verbrennbarer Gase, die aus dem Koks bei Erhitzen desselben abgegeben werden. In dem letzteren Fall ist es immer noch erforderlich, daß Luft oder ein anderes
oxidierendes Gas in die Kammer eingedrückt wird, um die Verbrennung zu erhalten. ~;ei der kalzinierenden Behandlung von Koks
wird die durch die Verbrennung in der Kammer 28 gebildete Hitze
normalerweise über 1O93°C liegen. Durch die Verbrennung in der
Kammer 20 ausgebildete Hitze strahlt direkt auf das zu behandelnde Material und wird ebenfalls von der Decke 22 und den Seitenwänden
24 des Ofens reflektiert, wodurch die Erhitzung des Kokses auf den Herd unterstützt v/ird.

Der Herd läuft in relativ langsamer Geschwindigkeit um und es sind etwa 4 Ilinuten für eine vollständige Umdrehung erforderlich. Da
wiederholte Umläufe des Herdes erforderlich sind, um den Koks radial nach außen von Krählarm zu Krählarm zu bewegen, l.ann somit das gesamte Behandlungsverfahren für ein gegebenes Materialstück mehr als 1 .Stunde or fordern.

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Der in diesen System vermittels dieses Verfahrens behandelte Koks wird in eine Form eines an flüchtigen Anteilen freien dichten Kohlenstoffs kalziniert. Für das Herstellen von Elektroden, die bei der elektrolytischen Gewinnung von Aluminium und bei anderen elektrolytischen Arbeitsgängen angewandt worden, ist dieser Kohlenstoff z.B. geeignet.

Das Anwenden dieses Systems bei eiern die Vorderkanten des größten Teils der Krählarme mit einem Winkel in dem Bereich von etwa 0 bis + 13 und speziell bei dieser bevorzugten Ausführungsform, mit einem Uinkel von etwa 0° orientiert sind, wird festgestellt, daß das Material einheitlicher über den Boden fließt unter geringerer Brückenbildung als bei Systemen, bei denen die Orientierung der Vorderkante der Krählarme einen wesentlich größeren '.Jinkel als etwa +13° aufweist.

Unter Bezugnahme auf die Figur 6 ist dort eine wahlweise erfindungsgemäße Ausführungsform wiedergegeben, bei der entsprechende Rezugszeichcn gegenüber denjenigen nach den Figuren 4 und 5, soweit möglich, um 1OO erhöht sind zwecks Wiedergabe gleicher Teile. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Zuführungsschütte 133 für die Abgabe des Materials an dem Umfang des Herdes. Der äußerste Krählarm 152, der mit einen Winkel von etwa -4 5° orientiert ist, .^ewegt das auf den Herd aufgebrachte Material nach innen in ?.ichtung auf die Mitte des Herdes. Sodann führt eine zusätzliche Drehung des Herdes dazu, daß die mit ihrer Vorderkante mit einem Windel von etwa -12° orientierten Krählarme 1G das Material progressiv nach innen bewegen, ..is das Material don innersten Krählarm 148 erreicht. Unter fortgesetzter Drehung drückt der Krählarm 148 das Material radial nach innen und in den Auslaß 142. Jei dieser Ausführungsform, bei der das Material auf den Herd an den Umfang aufgegeben und an der Mitte abgegeben wird, führt das Anwenden einer Mehrzahl konkaver und mit einem Winkel von etwa -12 orientierter Krählarme zu einer einheitlichen Bewegung des Materials über den Herd unter geringem Material aufbau oder Überbrückung vor der Vorderkante der Krählarme.

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Es bieten sich weitere Abwandlungen des Erfindungsgegenstandes an. So kann z.B. mehr als eine radiale Anordnung der erfindungsgemäß orientierten und konfigurierten Krählarme angewandt v/erden, um so entweder das Rühren zu erhöhen oder die Regelung aufrechtzuerhalten, mit der das Material auf den Herd seine Behandlung erfährt. Die KrBhlarme können auch in anderer Ueise als in einer geraden radialen Linie angeordnet v/erden. So können dieselben spiralförmig oder in Form eines wahllosen Ilusters vorliegen. Das einzige Erfordernis besteht darin, daß einige der Krählarme die erforderliche konkave Eingriffsfläche besitzen. Es ist ebenfalls zweckmäßig, daß die Vorderkante des Krählarms nit einem kleinen Winkel orientiert ist, mit dem derselbe den Radius des Herdes schneidet und dieser Winkel beläuft sich vorzugsweise auf einen Bereich von 0° bis + 13°. Aufgrund deren Konfiguration ist es sehr leicht für die hintere Kante jedes Krählarms überlappend oder ausreichend nahe zu dem nächsten Krählarm dergestalt vorzusehen, daß in wirksamer Vieise das Material von der Aufgabefläche auf dem Herd zu den Auslaß bewegt wird. Bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann jedoch eine Übergröße Anzahl an Krählarmen angewandt werden, ohne daß es zu der unzweckmäßigen Brückenbildung zwischen den Vorderkanten der Krählarme komnt. Wenn auch das Abstandsverhältnis zwischen den radial angeordneten Krählarmen gegebenenfalls gleich sein kann, hönncm diese Abstandsverhältnisse auch schwanken, um Veränderungen bezüglich der konzentrischen Ilerdfläche zu kompensieren, wodurch die praktisch konstante Betthöhe des Materials über den Ofen hin aufrechterhalten wird. Je mehr Krählarme angewandt werden, um so mehr erfolgt ein Bewegen oder Verrühren des Materials auf dem Bett. Dort wo ein Verrühren keinen wichtigen Faktor darstellt, bedingt somit das Anwenden von Krählarmen niitder konkaven Konfiguration, daß eine geringe Anzahl an Krählarmen erforderlich ist, die ausreichend eng benachbart zueinander oder überlappend von Krählara zu Krählaria bewegt werden unter überführen des Materials über den Boden. Bei diesem letzteren Zustand wird die Orientierung der Vorderkante der Krählarme weniger kritisch.

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Der Erfindungsgegenstand schließt nicht das Anwenden von Krählarmen in einem einzigen System aus, !jei dem die Krählarme unterschiedliche Vorderkantenwinkel besitzen, und zwar innerhalb als auch außerhalb des bevorzugten Bereiches. Je größer der Prozentsatz an Krählarmen, deren Vorderkanten einen bevorzugten Winkel auf v/eisen, um so wirksamer wird das System arbeiten bezüglich des Ausbildens eines glatten und ebenen Materialflusses über dem Boden ohne Brückenbildung des Materials vor der vorderen Kante.

Zwecks deutlicher Darstellung sind die Krählarme hier so gezeigt, daß dieselben an ihren vorderen Kanten durch einen Krählarmträger getragen v/erden, der dem Radius des Herdes entspricht. Diese Anordnung begrenzt natürlich den Erfindungsgegenstand nicht. Der Krählarmträgerbraucht nicht einen Radius darzustellen, und die Krählarme werden normalerweise nicht lediglich an deren vorderer Kante getragen. Für den Erfindungsgegenstand ist unabhängig von der örtlichen Lage des Krählarmträgers und dessen Verbindung mit den Krählarmen wesentlich, daß die vordere Kante der Krählarme mit einen kleinen Winkel dort orientiert ist, ^r.«o derselbe den Radius schneidet. Dort wo der Boden kreisförmig ist, handelt es sich um Winkel, '..ie sie in Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert sind.

Die Krählarme als solche können aus hochtemperaturfesten Materialien, wie Stahl oder mit Keramik überzogenem Flußstahl gefertigt sein. Dieselben können vermittels durch die Krählarme zirkulierenden Strömungsmitteln gekühlt werden. Eine besonders zweckmäßige Form des Krählarms besteht aus einem Metall in Form eines offenen Gitters, das mit thermisch isolierendem keramischen Material gefüllt ist und weist eine entsprechende Anordnung für das Zirkulieren von kühlenden Strömungsmitteln auf, siehe hierzu die US-PS 3 740 18§/s

Die örtliche Lage der Materialeinlaßschütte ist nicht kritisch. Die Schütte kann benachbart zu der Mitte des Herdes oder benachbart zu dem Umfang des Herdes oder zwischen der Mitte und der Umfangskante des Herdes angeordnet sein, und zwar in Abhängigkeit von der angestrebten Richtung der Materialbewegung. Es ist bekannt, eine Mehrzahl an Zuführungsschütten entweder in der Mitte oder an dem Umfang des Herdes zusammen mit Mehrfach-Krählarmsystemen anzuwenden, um so

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eine .Mehrzahl an Materialien über den Herd zu bewegen, ohne daß eine Vermischung der Ilaterialien erfolgt, die dann vorgewählten Auslässen zugeführt werden, Liiehe hierzu die US-PS 3 859 172.

Bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen läuft der Herd um und die Krühlarme liegen stationär vor. Es handelt sich hierbei um die bevorzugte Ausführungsform. Erfindungsgemäß werden jedoch auch Systeme in Betracht gezogen, bei denen der Herd stationär ist und das Krählarmsystem um die Mitte des Herdes umläuft.

Wenn auch in den vorangehenden Beispielen praktisch waagerechte und runde Böden beschrieben worden sind, schließen diese Ausdrücke auch Abwandlungen und Modifizierungen ein. So gilt z.B. jeder Boden mit einer waagerechten Komponente, die ausreichend ist, un ein darauf aufgebrachtes Material in der Ruhelage fetzuhalten, also bis darauf das Krählarmsystem einwirkt, als "praktisch waagerecht" im Sinne der hier gegebenen Bedeutung. In ähnlicher Weise werden zwar runde Böden als besonders zweckmäßig bei der Durchführung der Erfindung angewandt, jedoch ist die Form des Bodens kein einschränkender Faktor bezüglihh des Arbeitens der erfindungsgemäßen Krählarme. Da sich der Erfindungsgegenstand im wesentlichen auf die Konfiguration der Krählarme bezieht und sekundär auf die Orientierung der Vorderkante der Krählarme im Verhältnis zu der Bewegung des Materials auf dem Boden, .erden Böden mit praktisch beliebiger Form dem Erfindungsgegenstand zugänglich sein. L>ei der höchst extremen Situation, \;o die Krählarme die angestrebte Konfiguration aufweisen, und zwar mit oder ohne der Vorderkantenorientierung können dieselben in relative Bewegung mit einem linearen Boden erfindungsgemäß arbeiten.

Es v/urde hier gezeigt, daßdas erfindungsgemäße Verfahren und Vorrichtung z.B. für das Kalzinieren von Koks geeignet ist, der zum Herstellen von Elektroden herangezogen wird. In gleicher Weise ist der Erfindungsgegenstand für das kontinuierliche Kalzinieren, Verkoken und/oder Entgasen beliebiger kohlenstoffhaltiger Materialien, wie nicht verkokender Kohle, Anthrazitkohle, Briketts oder Pellets, die bituminöse Verkokungskohle enthalten, grünen Erdölkoks, Holzprodukte und ähnliche kohlenstoffhaltige Materialien geeignet. Der Erfindungs-

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gegenstand kann ebenfalls für das Kalzinieren von Kaliziumcarbonat, Dolomit und Zementstein, die Zersetzung von Karbonaten, Chloriden und Sulfaten und die Aktivierung oder Reaktivierung von Holzkohle angewandt werden.

Es ergibt sich somit, daß erfindungsgemäß ein verbesserter konkaver Krählarm und ein unter Anwenden desselben arbeitendes Materialhandiiabungssystem geschaffen wird, das z.J. für einen Dreherdofen geeignet ist. Das System weist einen Boden und darüber angeordnetes Krählarmsystem auf, .obei eine relative Bewegung zwischen dem Boden und dem Krählarmsystem vermittelt werden kann. Das System ist einzigartig dahingehend, daß eine Mehrzahl an konkaven Xrählarmen vorgesehen ist, deren vordere Kanten mit einen kleinen Winkel von etwa 0 bis etwa +13° gegenüber dem Boden orientiert sind. Diese Orientierung der Krählarme führt dazu, daß das auf dem Boden vorliegende Material mit einem gleichmäßigen Flußbewegt wird, während dasselbe über den Boden verläuft, sowie weiterhin ein Materialaufbau und überbrückung an der Vorderseite der Krählarme verringert wird.

Auf der Grundlage der allgemeinen erfindungsgemäßen Lehre lassen sich äquivalente Krählarmkonfigurationen feststellen. Weiterhin können geeignete kleine Winkel bei geringfügigen Abänderungen des Systems leicht festgestellt werden. So können z.b. Veränderungen in der Materialgröße und/oder Dichte und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Boden und den Krählarmen zu geringfügigen Veränderungen in dem Winkelbereich oder der Konfiguration der Krählarme führen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT D-I BERLIN 3s' 28.10.1977 MANFREDMIEHE FALKENRIED 4 Telefon: (030)8311950 Diplom-Chemiker Telegramme: INDUSPROP BERLIN Telex: 01854« US/07/2361 2758793 Docket 750033-A-WGY MARATHON OIL COMPANY 539 South Main Street, Findlay, Ohio 45840, USA Krählarme Patentansprüche

1. Krählarm, dadurch gekennzeichnet , daß derselbe ein massives Körperteil (16,19), eine Vorderkante (18,21) an dem Körperteil (16,19) und eine konkave Eingriffsfläche (17,20) getragen durch das Körperteil (16,19) aufweist.

2. Krählarm für die Anwendung in einem Materialhandhabungssystem, wobei das System einen Boden aufweist, der Boden ein erstes Teil besitzt, wo die Materialbewegung inganggesetzt wird, sowie der Boden ein zweites Teil aufweist, zu dem das Material bewegt wird, sowie eine gegebene Entfernung zwischen dem Teil des Bodens wo die Materialbewegung inganggesetzt wird und dem Teil zu dem das Material bewegt wird, vorliegt, dadurch gekennzeichnet , daß der Krählarm ein massives Körperteil (16,19) aufweist, eine Vorderkante (18,21) an dem Körperteil (16,19) vorliegt, sowie durch das Körperteil (16,19) eine kontinuierliche konkave Eingriffsfläche (17,20) getragen wird, die konkave Eingriffsfläche (17,20) eine kürzere wirksame Länge als die Entfernung zwischen dem Teil des Bodens (26) wo die Materialbewegung inganggesetzt wird und dem Teil des Bodens (26) zu dem das Material bewegt wird, aufweist.

3. Krählarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsfläche des Krählarms (19) eine kontinuierliche glatte Kurve (20) ist.

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4. Krählarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Eingriffsfleiche wenigstens ein ebenes Teil (17) aufweist.

5. Krählarm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Eingriffsflache durch eine Mehrzahl an ebenen Flächen (17) ausgebildet wird.

6. Materialhandhabungssystem mit einem praktisch waagerechten Boden, einer Mehrzahl über, jedoch im Abstandsverhältnis zu dem Boden radial im Abstandsverhältnis angeordneten Krählarmen, eine Anordnung für das Ausbilden einer relativen Bewegung zwischen dem Boden und den Krählarmen, sowie eine Anordnung für die Abgabe von Material an den Boden, wobei sich die Abgabeanordnung über dem Boden befindet, dadurch gekennzeichnet , daß eine Mehrzahl der Krählarme (16,19) denjenigen nach Anspruch 2 entspricht.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden (26) allgemein kreisförmig und die relative Bev/egung drehförmig ist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der allgemein kreisförmige Boden (26) umläuft und die Krählarme (16,19) praktisch stationär vorliegen.

9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorderkanten (18,21) einererheblichenAnzahl der Krählarne (16,19) mit einen Uinkel in dem Bereich von etwa 0° bis etwa + 13 C angeordnet sind.

10. Ofensystem mit einer Erhitzungskammer einschließlich einer Decke und Seitenwänden, einem praktisch runden Herd in der Kammer, ./obei der Herd eine Mitte und eine Umfangskante aufweist, eine Mehrzahl von radial in Abstandsverhältnis vorliegenden Xrählarmen in der Kammer angeordnet ist, die Krählarme über, jedoch benachbart zu dem Herd vorliegen, eine Anordnung für das Ausbilden einer relativen Drehbewegung zwischen dem Herd und den Krählarmen vorliegt, sowie eine Anordnung für die Abgabe des Materials an den Herd, die Abgabeanordnung sich über dem Herd befindet, ein Materialauslaß an dem Herd vorhanden ist, sowie eine Anzahl der Krählarme (16,19) ein massives Körperteil aufweist, das eine Vorderkante (18,21) und eine durch das Körperteil getragene konkave Eingriffsfläche (17,20) besitzt.

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11. Ofensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksaiie Länge der konkaven Eingriffsflachen (17,20) eine kürzere Länge besitzen als die Entfernung zwischen der Materialabgabeanordnung (33) und der Ilaterialauslaßanordnung (40) auf dem Herd.

12. Ofensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (18,21) einer erheblichen Anzahl der Krählarme (16,19) mit eineir. Winkel in den Bereich von etwa 0° bis + 13°C angeordnet ist.

13. Ofensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd (26) umläuft und die Krählarme (16,19) praktisch stationär vorliegen.

14. Ofensystem nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabeanordnung (38) benachbart zu der Mitte des Herdes (26) und die Materialauslaßanordnung (42) benachbart zu der ümfangskante des Herdes (26) angeordnet sind.

15. Ofensystem nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabeanordnung (138) benachbart zu der Ümfangskante des Herdes (26) und die Materialauslaßanordnung (142) benachbart zu der Mitte des Herdes (26) angeordnet sind.

16. Ofensystem eines Drehherdofens, dadurch gekennzeichnet, daß es in Kombination alle Merkmale der vorangehenden Ansprüche aufweist.

17. Verfahren zur Materialhandhabung in einem System mit einem praktisch runden Boden, einem über dem Boden angeordneten Krählarmsysten, wobei eine erhebliche Anzahl der Krählarme in dem Krählarmsystem Krählarme nach Anspruch 2 sind, deren Vorderkanten (18,21) mit einem V7inkel in dem Bereich von etwa 0° bis + 13°C angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte des Ausbildens einer relativen Drehbewegung zwischen dem Bodenund dem Krählarmsystem, Abgabe des zu behandelnden Materials an den Boden und sodann aufgrund der Drehbewegung Bewegen des Materials über den Boden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich-

n et , daß das Materialhandhabungssystern in einer Erhitzungskammer vorliegt, die zu behandelnden Materialien flüchtige verbrennbare

Stoffe enthalten, die Materialien unter Abtreibenrder flüchtigen verbrennbaren Stoffe in der Erhitzungskammer erhitzt werden, in die Kammer ein oxidierendes Gas unter Vermischen mit den verbrennbaren Stoffen eingedrückt wird und sodann das Gasgemisch unter Ausbilden von Wärme in der Kammer entzündet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Material Koks behandelt wird, sowie die Temperatur in der Kammer auf wenigstens 1000⁰C gebracht wird.

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