DE2917158A1

DE2917158A1 - Vorrichtung zum vorwaermen und teilweisen kalzinieren von koernigem und stueckigem material

Info

Publication number: DE2917158A1
Application number: DE19792917158
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl Ing Pospisil; Vaclav Skala
Original assignee: Prerovske Strojirny np
Current assignee: Prerovske Strojirny np
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1979-04-27
Publication date: 1979-11-15
Also published as: SU972203A1; DK159979A; CS201688B1; HU176706B; YU89579A; IN151562B

Description

Vorrichtung zum Vorwärmen und teilweisen Kalzinieren von
körnigem und stückigem Material Die Erfindung betrifft einen schachtförmigen Wärmeaustauscher zum Vorwärmen und teilweisen Kalzinieren von körnigem und stückigem Material, zum Beispiel Kalkstein, Dolomit und Zementrohwstoff, vor dessen weiterer Wärmeverarbeitung in einer Brennvorrichtung, zum Beispiel in einem Drehofen.
Bei der Mehrzahl bekannter Vorrichtungen werden heiße Gase in die Materialschicht entweder über den mittleren Teil des Austauschers oder mittels äußerer Rauchkanäle in Umfangsteile der Materialschicht zugeführt. In beiden Fällen werden Teile des Materials, über welche die heißen Gase eintreten, mehr vorgewärmt als die mehr entfernten Materialschichten. Dadurch wird der Wärmewirkungsgrad des Austauschers verschlechtert, und außerdem hat die Ungleichförmigkeit der Wärmebehandlung des Rohstoffes einen ungünstigen Einfluß auf die Güte des Erzeugnisses. Soweit heiße Gase bei manchen Vorrichtungen gleichzeitig in die mittlere und in die Umfangsschicht zugeführt werden, müssen Einbauten, die durch Wärme hoch belastet sind, verwendet werden, welche während des Betriebs nicht kontrolliert werden können, eine Quelle häufiger Störungen sind und kein Arbeiten mit höheren Gastemperaturen und daher kein Erzielen eines hohen Wirkungsgrades des Wärmeaustauschers erlauben.
Bei einer anderen Ausführung des Austauschers wird zwar die Mehrzahl dieser Nachteile behoben, jedoch für den Preis eines massiven keramischen Einbaus, der unterhalb der Schicht des vorgewärmten Materials vorgesehen ist.
Dieses wird von der oberen Fläche abgestreift und fällt in den Drehofen für die mittlere Verarbeitung. Die Ausführung dieses Einbaus großer Abmessungen ist technisch sehr anspruchsvoll und kostspielig. Sein großes Gewicht und seine Wärmeträgheit ermöglichen dabei nicht ein Aufteilen des Austauschers durch radiale Schnitte zu kleineren Leistungseinheiten. Diese Anordnung ist auch deshalb nicht vorteilhaft, da die Austragsanordnung hohen Temperaturen der Gase ausgesetzt ist, und für deren Eindringen in die Materialschicht sind große Kräfte erforderlich, die bei hohen Temperaturen Quellen häufiger Störungen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorwärmvorrichtung derart auszugestalten, daß sie weniger aufwendig und weniger störanfällig ist und mit verbessertem Wärmewirkungsgrad arbeitet.
Gegenstand der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Vorrichtung zum Vorwärmen und teilweisen Kalzinieren von körnigem und stückigem Material, mit einem vertikalen Schacht vorteilhaft kreisringförmigen Querschnittes, in dessen Eintragteil ein hohler, nach unten offener Absaugkörper angeordnet ist, der den Materialstrom in zwei parallele Zweige teilt und mit Mitteln für die Abfuhr von Gasen versehen ist, die aus der Materialschicht austreten, und dessen unterer Teil zu einem Kalzinierstutzen verengt ist, unter welchem sich ein Führungskörper befindet, vorteilhaft in Form eines Ringes, der mit seinem oberen Teil in den vertikalen Schacht eingreift und mit einem Vorratsbehälter für das Material, der oberhalb des vertikalen Schachtes angeordnet und durch Speiserohre für die Zufuhr des Materials mit dem oberen Eintragteil des Schachtes verbunden ist, mit dem Kennzeichen, daß unterhalb des Kalzinierstutzens eine vorteilhaft kreisringförmige Bremsplatte vorgesehen ist, welche mittels ihres inneren Umfanges an den Oberteil eines mittleren Rauchkanals und mittels ihres äußeren Umfanges an die inneren Wände von äußeren Rauchkanälen angeschlossen ist, daß oberhalb der oberen Fläche der Bremsplatte Austragplatten angeordnet sind, deren Breite größer als die Breite des Kalzinierstutzens und kleiner als die Breite der Bremsplatte ist, welche Austragplatten in radialer Richtung hin und herverschiebbar sind, und daß die äußeren Rauchkanäle mit ihren unteren Teilen an den unteren Teil des mittleren Rauchkanals angeschlossen sind, wobei wenigstens ein Teil der unteren Fläche der Bremsplatte in Kontakt mit dem umgebenden Medium steht.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt; darin zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung; Fig. 2 einen Querschnitt entlang einer in Fig. 1 mit A-A bezeichneten Ebene; Fig. 3 einen Grundriß, der die Aufteilung der Vorrichtung durch radiale Schnitte in Einheiten kleinerer Leistungen zeigt; und Fig. 4 einen Vertikalschnitt mit einer beispielsweisen Ausführung einer Austragvorrichtung.
Der vertikale Schacht der Vorrichtung mit vorteilhaft kreisringförmigem Querschnitt wird durch einen äußeren Mantel 17 und einen inneren thntel 18 gebildet. In dessen Oberteil ist ein Eintragkanal 3 für das Material angeordnet, in welchem ein hohler, nach unten offener Absaugkörper 5 vorteilhaft in Form eines Kreisringes vorgesehen ist, der mit vertikalen Rauchkanälen 6 versehen ist.
In dessen unterem Teil verengt sich dieser Schacht und bildet dabei einen Vorwärme- und Kalzinierstutzen 4, der an eine Austragkammer vorteilhaft kreisförmigen Querschnittes angeschlossen ist. Diese wird durch den Umfangsmantel 8 und einen Deckel 9 im Oberteil und ferner im Unterteil durch eine Bremsplatte 10, vorteilhaft kreisringförmigen Querschnittes, bestehend aus einer inneren Platte 11 und einer äußeren Platte 12 gebildet.
Auf der oberen Fläche der Bremsplatte 10 sind Austragplatten 13 gelagert, die mit an deren oberer Fläche liegenden Abstreifblöcken 14 versehen sind. Im Raum oberhalb der Austragplatten 13 ist ein Führungskörper 7, vorteilhaft in Form eines Ringes, angeordnet, der mit seinem sich nach oben verjüngenden Teil in den Vorwärm- und Kalzinierstutzen 4 eingreift. An den unteren Teil des Umfangsmantels 8 der Austragkammer und an den Umfangsteil der äußeren Platte 12 sind äußere Rauchkanäle 16 und an den inneren Umfang der inneren Platte 11 ist der mittlere Rauchkanal 15 angeschlossen. Die äußeren Rauchkanäle 16 sind in ihren unteren Teilen an den mittleren Rauchkanal 15 angeschlossen und auf Stützfüßen 21 gelagert. An der Stelle des Anschlusses der äußeren Rauchkanäle 16 an den mittleren Rauchkanal 15 sind Öffnungen 20 für den Anschluß von Zusatzbrennern vorgesehen. Oberhalb des eigentlichen Austauscherteils ist ein Vorratsbehälter 1 für das Material angeordnet, der an den Eintragkanal 3 des vertikalen Schachtes der Vorrichtung über Speiserohre 2 für das Material angeschlossen ist, die durch den Deckel 19 des vertikalen Schachtes führen.
Bei Bewegung der Austragplatten 13 wird das Material aus dem Vorratsbehälter 1 durch Eigengewicht über die Speiserohre 2 in den Eintragkanal 3 des vertikalen Schachtes befördert, an der Stelle des Absauokörpers 5 wird es in zwei Ströme aufgeteilt, unterhalb dieses Absaugkörpers wird es wieder zu einem Stromlvereinigt und geht in den Kalzinierstrom 4 über, von wo es unter dem Schüttwinkel auf die innere Platte 11 und die äußere Platte 12 geschüttet wird, wobees den Führungskörper 7 umspült, der für ein Verbessern der Gleichförmigkeit des Materialstromes im Kalzinierstutzen 4 sorgt. Der Führungskörper 7 dient gleichzeitig einem Verringern des Gewichtes der Materialsäule, die auf die Austragplatten 13 einwirkt, und zu deren besseren Wärmeisolation. Jede der Austragplatten 13 ist auf dem äußeren Rand der inneren Platte 11 und auf den inneren Rand der äußeren Platte 12 gelagert und reicht mit ihrem inneren und äußeren Ende in die Schicht des vorkalzinierten Materials, das auf die äußere und die innere Platte 11 bzw. 12 geschüttet wurde. Die Austragplatten 13 führen eine Hin- und Herbewegung in radialer Richtung aus und verdrängen das vorgewärmte Material über die Innenkante der Platte 11 in den mittleren Rauchkanal 15 und über die Außenkante der Platte 12 in die äußeren Rauchkanäle 16. Von hier fällt das Material in die angereihte Brennvorrichtung. Der Raum zwischen den Platten 11 und 12, wo das Material frei geschüttet ist, dient gleichzeitig der Auslagerung, wo während dieses Aufenthalts ein nachträgliches Vorwärmen und ein Kalzinieren des verarbeiteten Rohstoffes zustandekommen. Die Abstreifblöckel4, die am äußeren und inneren Ende jeder Austragplatte 13 vorgesehen sind, verhüten ein Eindringen des Materials in den Raum unter dem Führungskörper 7.
Die Bremsplatte 10 ist mit ihrem unterenrMhntel im Kontakt mit dem umgebenden Medium, was einerseits eine Kontrolle des Zustandes der Austragplatten 13 und deren Antriebes und andererseits die Abfuhr der überschüssigen Wärme aus diesem Raum ermöglicht.
Die aus der vorgeschalteten Brennvorrichtung zugeführten heißen Gase strömen über den mittleren Rauchkanal 15 und die äußeren Rauchkanäle 16 in die Austragkammer und treten beiderseitig in die Materialschicht ein, die auf die äußere und die innere Platte 11 bzw. 12 geschüttet wird, und kommen von hier in den Kalzinierstutzen 4. Sie strömen so im Gegenstrom zur Beweßungsrichtung des Materials und treten aus der Schicht in den Absaugkörper 5 ein. Abgekühlte Gase werden aus diesem Absaugkörper 5 über vertikale Rauchkanäle abgesaugt.
Die heißen Gase können eventuell vor deren Eintritt in die thterialschicht mittels zusätzlicher, an Öffnungen 20 angeschlossener Brenner nachgewärmt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein gleichförmiges Erwärmen des Materials und dessen teilweises Kalzinieren bei großen Betriebsquerschnitten des Schachtes, was es ermöglicht, eine Ofeneinheit hoher Leistung zu entwerfen. Die M5glichkeit einer Anwendung höherer Betriebstemperaturen der Gase erhöht den Wärmewirkungsgrad bei kleineren Abmessungen und kleinerem Gewicht der Anordnung. Die Konstruktion des Austauschers ermöglicht während des Betriebes eine Kontrolle von dessen Wirkungsweise und nach Bedarf ein Reinigen des Arbeitsraumes, wodurch die Zeit det: Ausnützung des Ofens erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, eine Leistungsreihe unter Anwendung gleicher Bestandteile für alle Größen vorzuschlagen. Die erwähnten Vorteile zeigen sich in einer ausschlaggebenden Herabsetzung der Investitions-und Betriebskosten je Einheit des erzielten Produktes.

Claims

Ansprüche U Vorrichtung zum Vorwärmen und teilweisen Kalzinieren von körnigem und stückigem Material, mit einem vertikalen Schacht vorteilhaft kreisringförmigen Querschnittes, in dessen Eintragteil ein hohler, nach unten offener Absaugkörper angeordnet ist, der den Materialstrom in zwei parallele Zweige teilt und mit Mitteln für die Abfuhr von Gasen versehen ist, die aus derrMaterialschicht austreten, und dessen unterer Teil zu einem Kalzinierstutzen verengt ist, unter welchem sich ein Führungskörper befindet, vorteilhaft in Form eines Ringes, der mit seinem oberen Teil in den vertikalen Schacht eingreift, und mit einem Vorratsbehälter für das Material, der oberhalb des vertikalen Schachtes angeordnet und durch Speiserohre für die Zufuhr des Materials mit dem oberen Eintragteil des Schachtes verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unterhalb des Kalzinierstutzens (4) eine vorteilhaft kreisförmige Bremsplatte vorgesehen ist, welche mittels ihres inneren Umfanges an den Oberteil eines mittleren Rauchkanals (15) und mittels ihres äußeren Umfanges an die inneren Wände von äußeren Rauchkanälen (16) angeschlossen ist, daß oberhalb der oberen Fläche der Bremsplatte (10) Austragplatten (13) angeordnet sind, deren Breite größer als die Breite des Kalzinierstutzens (4) Ünd kleiner als die Breite der Bremsplatte (10) ist, welche Austragplatten (13) in radialer Richtung hin und herverschiebbar sind, und daß die äußeren Rauchkanäle (16) mit ihren unteren Teilen an den unteren Teil des mittleren Rauchkanals (15) angeschlossen sind, wobei wenigstens ein Teil der unteren Fläche der Bremsplatte (10) in Kontakt mit dem umgebenden Medium steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (7) vorteilhaft die Form eines Ringes mit einem Querschnitt der Form eines Satteldaches besitzt, der mit seinem sich verjüngenden oberen Teil in den Raum des Kalzinierstutzens (4) eingreift, und die Breite des unteren Teiles dieses Führungskörprs (7) größer als die Breite des Kalzinierstutzens (4) und kleiner als die Breite der Austragplatten (13) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsplatte (10) aus einer inneren Platte (1) und einer äußeren Platte(12) besteht, wobei die Austragplatten (13) gleichzeitig auf diesen beiden Platten (11,12) gelagert sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Rauchkanäle (16) auf Stützfüßen (21) gelagert sind und Träger der ganzen Vorrichtung darstellen, wobei auf deren oberen Teilen die Austragkammer mit den mit ihr verbundenen Teilen und die äußere Umfangswand der Bremsplatte (10) gelagert sind und auf deren unteren Teilen der mittlere Rauchkanal (15) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, wo die äußeren Rauchkanäle (16)an den mittleren Rauchkanal (15) angeschlossen sind, Öffnungen (20) für den Anschluß zusätzlicher Brenner vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Fläche jeder Austragplatte (13) Abstreifblöcke (14) angeordnet sind.