DE2828482C3 - Drehrohrzementofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehrohrzemeniofcn gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Derzeit werden in Drehrohrzementöfen verschiede ne konstruktive Prinzipien verwendet, die das Ziel ha ben, den Wärmeaustausch zwischen dem mehlfeinen Rohmaterial und den heißen Ofengasen dadurch zu verbessern, daß die Materialpartikel über die Böschung des sich im rotierenden Ofen bildenden Haufwerkes hinaus gehoben werden. Solche Konstruktionen können z. B. von aus Stah! hergestellten Hebeleisten oder Taschen gebildet sein, wie dies bei Hans Kühl, Zement-Chemie, Band H, VEB-Verlag Technik, Berlin 1958, S. 481 beschrieben ist Es kann sich aber auch um stählerne Kreis- einbauten oder solche aus hitzebeständigen Ziegeln handein. Diese Vorrichtungen entnehmen Teile des Rohmaterials aus dem sich im Ofen bei dessen Drehung bildenden Haufwerk über eine kurze Strecke mit und schütten sie in den Gasstrom, so daß ein intensiver Kon takt zwischen den einzelnen Materialpartikelchen und den Gasen stattfindet Es ist in der Tat wichtig, das Material auf eine möglichst große Oberfläche auszubreiten und in Berührung mit den Gasen zu bringen, weil ohne eine solches Verfahren der Wärmeaustausch zwischen Materiai and Gas nur an der Oberfläche der sich im unteren Teil des Ofens bildenden Böschung stattfinden kann. Daneben findet allerdings noch ein gewisser Wärmeübergang zwischen der inneren Oberfläche des Ofenmantels und dem auf dieser Oberfläche

H aufliegenden Material statt.

Ein Drehrohrzementofen der gattungsgemäßen Art ist z. B. aus der DE-PS 10 60 775 bekannt. Beim Betrieb dieses Drehrohrzementofens wird an dessen tiefster Stelle ein Haufwerk gebildet, aus dein die Hindurchlau-

«o fenden Becher Teilmengen aufnehmen, jeder Becher weist eine unter der Wirkung der Schwerkraft verschwenkbare Verschlußklappe auf, die dafür sorgt, daß das Material erst im Verlauf der Becherwanderung im Bereich der oberen Trommelhälfte allmählich freigege ben wird. Das bedeutet, daß das Material aus dem jewei ligen Becher herauszurieseln beginnt, wenn der Becher aus der tiefsten Stellung etwa 90° durchlaufen hat, und der wesentliche Teil des Materials dürfte aus dem Becher herausfallen, wenn dieser den höchsten Abschnitt

so seiner Umlaufbahn durchläuft. Daraus folgt, daß das Material über den vollen Durchmesser des Drehrohrzerruntofens durch den axialen Bereich desselben hindurch und größtenteils auf das Haufwerk fällt, aus dem es entnommen worden ist.

Wie bei anderen bisher bekannten Vorrichtungen tritt dabei auch bei diesem Drehrohrzementofen der schwerwiegende Nachteil auf, daß ein großer Teil der in den Gasstrom gestreuten mehlfeinen Materialpartikel von den Gasen mitgerissen wird, so daß diese Gase am Ofenausgang eine sehr hohe Staubkonzentration aufweisen. Das hat zur Folge, daß diese großen Staubmengen mittels sehr groß dimensionierter Staubabscheider aus den Gasen entfernt werden müssen, bevor letztere in die Atmosphäre entlassen werden können.

t>5 Aber nicht nur diese großen Entstaubungsanlagen stellen einen eminenten Nachteil der derzeitigen Verfahren dar, sondern auch die Wärmeökonomie des Systems leidet dadurch, daß die mit den Gasen aus dem

Ofen abgeführten Staubpartikel eine nicht zu vernachlässigende Enthalpie ent hallen, die als reine Verlustwärme zum Ofen hinausgetragen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehrohrzementofen der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem der Wärmeaustausch zwischen den heißen Gasen und dem zu erwärmenden Material verbessert und gleichzeitig die Menge des von dem Gasstrom mitgerissenen Materials so gering wie möglich gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch den erfindungsgemäßen Drehrohrzementofen werden die Flächen, an denen die Wärme durch Strahlung und Konvektion übertragen wird, erheblich vergrößert, ohne daß dabei das staubförmige Material in den Gastrom an einer Stelle eingebracht wird, wo letzterer seine höchste Geschwindigkeit hat. Dadurch wird einerseits der Wärmetausch zwischen Gas und Material verbessert und andererseits gewährleistet, daß möglichst wenig Materia¹, von dem Gasstrom mitgerissen wird.

Ein hinreichender Abstand des frei fallenden Materials von der Ofenachse ist dadurch gegeben, daß die Freigabe des festgehaltenen Materials beginnt, wenn dieses mindestens einen Bogen von 45° von dem oberen Scheitelpunkt in Richtung der absteigenden Bewegung des Ofenmantels durchlaufen hat. Vorzugsweise erfolgt die Freigabe des festgehaltenen Materials sogar erst, wenn dieses einen Bogen von 60° vom oberen Scheitelpunkt in Richtung der absteigenden Bewegung des Ofenmantels durchlaufen hat

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprächen und der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

Fig.l einen achsnormalen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Drehrohrzementofen und

F i g. 2 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Darstellung eines Hebebechers, wie er zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an der Innenseite des Ofenmantels angeordnet ist.

Fig. I zeigt einen Ofenmantel 1 eines Drehrohrzementofcnsjnil einer Mehrzahl von Bechern 2, die an der Innenwand 3 des Ofenmantels 1 in regelmäßigen Winkciabständen angeordnet sind. Jeder dieser Becher 2 ist auf seiner — in der durch einen Pfeil 4 angegebenen Drehrichtung des Ofenmantels 1 betrachtet — Vorderseite mit einer öffnung 3 virsehen.

Die öffnung 3 grenzt auf ihrer einen Seite an die Innenwand 3 des Ofenmantels 1 an und wird im übrigen von einer Vorderwand 6 des Bechers 2 begrenzt. Der Becher 2 weist ferner eine Rückwand 7 auf, die so geformt ist, daß sie eine Durchmischung des Materials beim Durchtritt des Bechers 2 durch das Material gewährleistet. Die Oberkanten der Vorderwand 6 und der Rückwand 7 werden durch eine Deckfläche 8 verbunden. Seitenwände 9 bzw. 9' schließen die Seiten des Bechers 2 ab. Sie sind durch Stege 10 verlängert, die als Verstärkung dienen. Die Becher 2 sind mittels Befestigungen 11.11* mit dem Ofenmantel 1 verbunden, wobei die Befestigungen 11, H' durch das Ofenfutter hindiirchgcführt sind.

Der Ofenmanlcl J d. h. der sich drehende Ofenteil führt eine Drehung um seine Längsachse 12 aus, so daß seine Innenwand 5 — be^^en auf eine durch die Längsachse 12 verlaufende vertikale Schnittebene 13 einen aufsteigenden und einen absteigenden Kreisbogenteil beschreibt

Durch die Ofendrehung wird ein erstes Haufwerk 14 gebildet das sich in Drehrichtung des Ofens am aufsteigenden Teil der Innenwand 5 anschmiegt Dieses Haufwerk 14 wälzt sich ständig längs des Ofenmantels 1 ab, wobei seine Böschungsoberfläche 15 in direkten Kontakt mit den den Ofen durchströmenden Gasen tritt
Durch die Drehung des Ofens taucht bei 16 ein Beeher 2 in das Haufwerk 14 ein und wird beim Durchlaufen des Haufwerkes 14 mit Material gefüllt Das Material tritt durch die Öffnung 3 ein, wobei die in Drehrichtung geneigte Vorderwand 6 zusammen mit der Innenwand 5 des Ofenmantels 1 gewissermaßen einen Trichter bildet welcher das Material in den Becher 2 leitet Gleichzeitig wird das Material, das vom Becher 2 nicht erfaßt wird, über die Deckfläche 8 geschoben und dank der entgegen der Drehrichtung geneigten Rückwand oder Umwäizpalette 7 stark durchmischt Durch diese Maßnahmen wird das Material, welche? die Oberfläche der Böschung 15 bildet, ständig umKt-wälzt Dies gewährleistet einen vorzüglichen Wärmeaustausch zwischen Gas und Material.
Sobald der Becher 2 aus dem Haufwerk 14 austritt und sich in der bei 17 dargestellten Lage befindet fällt das dem Haufwerk 14 entnommene Material vollständig in das Innere des Bechers 2 und ist gegenüber einer direkten Einwirkung der Gase abgeschirmt Dennoch findet eine wärmeaustauschende Konvektion durch die Becherwandungen hindurch statt

Die von den Bechern 2 mitvollzogene Ofendrehung bewirkt daß das Material bei der Drehung der Becher 2 in verschiedene Winkelstellungen eine Bewegung im Inneren der Becher 2 ausführt, und zwar entlang der Rückwand 7, der Deckfläche 8 und der Vorderwand 6. Nachdem der Becher 2 einen Teil des absteigenden Kreisbogens zurückgelegt hat beginnt das Material aus dem Becher 2 dank seiner Bewegung im Inneren desselben über die Vorderwand 6 durch die öffnung 3 auszufließen. Das Asufließen findet in dem durch die Ziffer 18 gekennzeichneten Bereich statt, wo das Material genügend weit vom Zentrum des Ofens entfernt ist Von diesem Augenblick an stehen die Gase wieder direkt in Wärmeaustausch mit dem Material.

Das Material wird bei seinem Fall durch die Rückseite 19 der Rückwand 7 des in Drehrichtung vorlaufenden Bechers 2 zurückgehalten. Auf diese Weise bildet sich ein zweites Haufwerk 20 mit einer Materialböschung an dem absteigenden Wandteil des Ofenmantels 1. Beim

so Weiterdrehen entleert sich der Becher 2 schließlich vollständig.

Damit der Becher 2 sein Material vollständig ausschütten kann, ist die Vorderwand 6 mittels einer im Innenraum des Bechers 2 angeordneten Wand 21 verdoppelt, die ungefähr radial bezüglich der Ofenachse 12 gerichtet ist.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß einerseits das Material der Böschung ständig umgewälzt und dadurch ein maximal Wärmeaustausch gewährleistet wird und dar, andererseits eine neue Böschung an dem absteigenden Mantelteil gebildet wird, wobei das Material in den Gasstrom fließen kann und so in direkte Berührung mit letzterem kommt in einem Gebiet, das genügend weit vom Ofenzentrum entfernt ist und in dem die Gasgeschwiiidigkei' nicht mehr sehr groß ist. Ferner wird das Material auf einem erheblichen Teil des Kreisbogens, den der Ofenmantel 1 bei seiner Bewegung beschreibt, mitgenommen und ist so einem War-

meaustausch mit den Gasen durch Wärmeleitung ausgesetzt, ohne daß die Gase dabei in direkten Kontakt mit dem Material treten.

Befriedigende Resultate werden erreicht, wenn das Auslaufen des Materials aus dem Becher 2 in dem Augenblick beginnt, in dem die Vorderwand 6 des Bechers 2 eine Stellung erreicht hat, in welcher letzterer mit der Schnittebene 13 einen Winkel von 45", gemessen vom oberen Scheitelpunkt in Richtung des absteigenden Bogens, bildet. Gemäß einer Vorteilhaften Ausführung der to vorliegenden Erfindung beginnt die Entleerung des Materials, wenn die Vorderwand einen Winkel von 60° mit der Schnittebene 13 bildet.

Die Abmessungen der Öffnung 3, die Größe des inneren Volumens des Bechers 2 und seine Form sind so gewählt, daß ein angemessener Teil dem Haufwerk 14 entnommen wird und daß das Auslaufen des Materials bei der bestimmten Winkelstellung des Bechers 2 er ic!"!.

Selbstverständlich können auch andere Becherformen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählt werden. So könnte man z. B. Becher vorsehen, die eine schaukelnde Bewegung ausführen können, wobei diese Bewegung an einem bestimmten Ort des absteigenden Bogens des Ofenmantels stattfinden würde. Man könnte auch bewegliche Becher so konstruieren, daß sie eine gewisse Materialmcnge aus dem Haufwerk entnehmen, worauf bestimmte Teile des Bechers geschlossen würden, um an einem bestimmten Ort der Kreisbewegung wioder geöffnet zu werden. jo

Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung wird indessen bevorzugt, weil sie von äußerster Einfachheit ist und keine beweglichen Teile enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drehrohrzementofen zum Erwärmen rieselfähigen festen Materials mittels eines den Drehrohrzementofen durchströmenden Gases, umfassend einen um seine Längsachse rotierenden Ofenmantel und eine Mehrzahl von an der Innenseite des Ofenmantels befestigten Bechern mit — in Drehrichtung des Ofenmantels betrachtet — jeweils einer Vorderwand, einer Rückwand und Vorderwand und Rückwand miteinander verbindenden Deck- und Seitenflächen, wobei in der Vorderwand des jeweiligen Bechers eine öffnung zum Durchtritt des zu erwärmenden Materials ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (3) jeweils unmittelbar an den Ofenmantel (1) angrenzt und daß die öffnung (3) und der Innenraum jedes Bechers (2) so ausgebildet sind, daß das zu erwärmende Material über den j Drehrichtung aufsteigenden Teil des Qfsaaxxiigh (!) oberhalb der Böschung (15) eines in dem Ofenmantel aus dem zu erwärmenden Material gebildeten Haufwerkes (14) und einen Abschnitt des absteigenden Teils des Ofenmantels (1) hin festgehalten und hierauf während der weiteren absteigenden Bewegung im freien Fall freigegeben wird von einer Stelle an, die mindestens 45° von der obersten Mantellinie des Ofenmantels (1) in Richtung der absteigenden Bewegung der Becher (2) entfernt liegt.

2. Drehrohrzementofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum und die öffnung (3) der Becher (2) jeweils so ausgebildet sind, daß das Ausfließen des Materials beginnt, wenn die Becher (2) jeweils eine Neigung «rreirht haben, die einer Winkelposition von etwa 60° gegenüber der Vertikalen auf dem absteigenden Teil des Ofenmantels (1) entspricht

3. Drehrohrzementofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Becher an der Innenseite des Ofenmantels (1) in gleichmäßigen Winkelintcrvallen angeordnet sind.

4. Drehrohrzementofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (6) jedes Bechers (2) in Drehrichtung des Ofenmantels (1) derart geneigt ist, daß sie während des Durchgangs des Bechers (2) durch das Haufwerk (14) zusammen mit dem Ofenmantel (1) einen zur Öffnung (3) hinführenden Trichter bildet, und daß die Rückwand (7) derart geneigt ist, daß sie während des Durchganges des Bechers (2) durch das Haufwerk (14) eine Rührleiste bildet und während des Auslaufens des Materials durch die öffnung (3) des unmittelbar nachfolgenden Bechers (2) als Organ zum Rückhalten des fallenden Materials (18) wirkt.

5. Drehrohrzementofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (6) jedes Bechers (2) im Inneren desselben durch eine im wesentlichen radial gerichtete Wand (21) verdoppelt ist, welche eine vollständige Entleerung des Bechers (2) vor seinem neuerlichen Eintritt in das Haufwerk (14) gewährleistet.

6. Drehrohrzementofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (9, 9') über die Rückwand (7) hinaus derart verlängert sind, daß sie Verstärkungen (10) bilden, die zugleich einen seitlichen Rückhalt des aus dem in Drehrichtung nachfolgenden Becher (2) auf die Außenseite der Rückwand (7) des Bechers (2) herunterrieselnden Materials bilden.