DE3017288A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von blaehton und blaehschiefer - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von blaehton und blaehschieferInfo
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Description
mm "3 mm
HOEGER1- STELLRECMT :&PART-NER
PATENTANWÄLTE
UHLANDSTRASSE 14 c · d 7000 Stuttgart 1 3 0 Ί "7288
A 44 139 m Anmelder: Rohrbach Technologie KG
m - 192 Baustofftechnik GmbH & Co.
5. Mai 1980 Auf Schmiden 113
746o Baiingen 1
Beschreibung :
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Blähton und Blähschiefer
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Blähton und Blähschiefer in einem geradlinig-stufenlos durchgehenden
Drehrohrofen mit stirnseitigen Einfüll- und Auslaufenden sowie in der Nähe des Auslaufendes angeordnetem Brenner, wobei am
Einfüllende eingebrachtes Rohprodukt eine seiner Trocknung und Aufheizung dienende Vorwärmzone durchläuft und hierauf in einer
zum Auslaßende hin führenden Blähzone durch die vom Brenner erzeugte Hitze zum Fertigprodukt gebläht wird.
Weiterhin hat es die Erfindung mit Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens zum Herstellen von Blähton und Blähschiefer
in einem geradlinig-stufenlos durchgehenden/ von einem
Zylindermantel umschlossenen Drehrohrofen mit stirnseitigen Einfüll- und Auslaufenden sowie in der Nähe des Auslaufendes
angeordnetem Brenner zu tun.
Zur Herstellung von sogenanntem Leichtbeton verwendet man bekanntlich "Leichtzuschlagstoffe",insbesondere Blähton und
Blähschiefer, aber beispielsweise auch gesinterte Flugasche. Die vorliegende Erfindung hat es mit der Herstellung solcher
Leichtzuschlagstoffe, in erster Linie Blähton und Blähschiefer zu tun. Außer zur Erzeugung von Leichtbeton finden diese Zuschlagstoffe
gelegentlich auch noch andere Verwendung, beispielsweise bei der Flüssigkultur von Pflanzen, insbesondere Zimmerpflanzen.
Auch für solche Verwendungsarten werden die erfindungs-
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gemäß hergestellten Stoffe in Betracht gezogen.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen
dieser Leichtzuschlagstoffe werden Drehrohrofen verwendet, die bei ihrer Erstellung einen erheblichen Bau- und Vorrichtungs-.aufwand
erfordern und im Betrieb einen außergewöhnlich hohen Wärmebedarf haben. Insbesondere das' letztere ist bei der
herrschenden Knappheit an!Brennstoffen bzw. der Höhe der-Brennstoff
kos ten in dem einschlägigen Industriezweig ein ständig ■
spürbarer werdendes Problem.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Verfahren
und die entsprechenden Vorrichtungen so zu verbessern, daß Vorrichtungsaufwand und Wärmebedarf geringer werden und Heizenergie
gespart werden kann.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Rohprodukt beim Durchlaufen des Drehrohrofens, insbesondere der Vorwärmzone durch einen oder mehrere
dort angebrachte Brenner zusätzlich beheizt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß an einer oder mehreren
Stellen des Drehrohrofen-Zylindermantels Mäntelbrenner fest angeordnet sind, die mit dem Drehrohrofen umlaufen und die.
mit ihrer Flammenaustrittsöffnung in das Innere des Ofens hineinragen. :
Die nachstehende Beschreibung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen.ersten, an sich bekannten Typ eines Drehrohrofens zur
Herstellung.von Blähton oder Blähschiefer? ■
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Fig. 2 schematisch einen zweiten, ebenfalls bekannten Typ eines Drehrohrofens zur
Herstellung von Blähton oder Blähschiefer;
Fig. 3 schematisch einen dritten, an sich bekannten Typ eines Drehrohrofens zur
Herstellung von Blähton oder Blähschiefer;
Fig. 4 schematisch den erfindungsgemäß modifizierten
Ofentyp 1 aus Fig. 1;
Fig. 5 schematisch den erfindungsgemäß modifizierten Ofentyp 2 aus Fig. 2 und
Fig. 6 den grundsätzlichen Aufbau eines Drehrohrofens mit Mantelbrenner.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden zunächst bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Blähton, Blähschiefer,
gesinterter Flugasche oder anderen Leichtzuschlagstoffen beschrieben.
Fig. 1 zeigt .schematisch einen ersten Typ eines Drehrohrofens
mit einem langgestreckten, beispielsweise 3o - 4o m langen Drehrohr 11, welches in Richtung seiner Mittelachse geradlinig,
stufenlos durchgeht. An der Außenseite des kreiszylindrischen Rohres 11 sind zwei Laufringe 12, 13 fest angeordnet, die auf
Laufrollenstationen 14
umlaufen. Die Laufrollenstationen 14
ruhen jeweils auf einer Fundamentabstützung 15 auf. Ein (nicht
dargestellter) Antriebsmotor dient dazu·, das Drehrohr 11 um
seine Mittelachse in Rotation zu versetzen. Das in Fig. 1 links gelegene Ende des Rohres 11 ist das Einfüllende 16, in welches
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das zu blähende Rohprodukt eingebracht wird. Am Auslaufende
des Drehrohres 11 wird das Fertigprodukt entnommen. Das Drehrohr 11 ist in Richtung vom Einlaufende 16 zum Auslaufende 17
gegenüber der Horizontalen nach unten geneigt, so daß das zu
behandelnde Produkt allmählich vom Einlaufende 16 zum Auslaufende 17 hin wandert. Am oder in der Nähe des Auslaufendes 17 ist
ein mit Öl, Gas, oder Kohlestaub gespeister Brenner 18 ortsfest angeordnet, dessen Flamme in das Drehrohr 11 hineingerichtet
ist und die für die Behandlung des Rohproduktes insgesamt erforderliche
Heizwärme liefert. '
Bei der Herstellung von Blähton oder eines anderen Leichtzuschlagstoffes
wird das Rohprodukt, beispielsweise Ton, am Einlaufende 16 in das umlaufende Drehrohr 11 eingegeben. Das
Rohprodukt durchwandert im Gegenstrom zu den vom Brenner 18 erzeugten Heizgasen nacheinander eine Trocken- und Aufheizzone A
bzw. B, die gemeinsam auch als Vorwärmzone C bezeichnet werden,
sowie anschließend eine Blähzone D. Das in der Vorwärmzone C
getrocknete und aufgeheizte Rohprodukt wird in der'Blähzone D
zu dem gewünschten Fertigprodukt, beispielsweise Blähton, gebläht. Das Fertigprodukt wird anschließend am Auslaufende 17
entnommen.
Die soweit beschriebene Vorrichtung und das in ihr ablaufende
Verfahren sind an sich bekannt. '
Da das Drehrohr 11 des Ofens 1o aus einem Stück ist, dreht es
sich im Bereich jeder Prozeßzone C,. D mit der gleichen Drehzahl. Dies hat zur Folge, daß die Wanderungsgeschwindigkeit des Produkts
im Ofen in allen Zonen gleich'ist. Eine Steuerungsmöglichkeit
bei diesem Ofentyp beschränkt sich demnach auf eine Drehzahlvariation
des gesamten Drehrohres, die Veränderung der Feuerungsleistung am Brenner 18 und eine Erhöhung oder" Verringerung der
am Einlaufende 16 eingegebenen Rohproduktmenge.
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Der in Fig. 2 dargestellte, zweite Typ eines Drehrohrofens 2o unterscheidet sich von dem ersten Ofentyp gemäß Fig. 1 dadurch,
daß er aus zwei unabhängig voneinander umlaufenden, koaxial abgedichtet aneinander anschließenden Drehrohren 21, 22 besteht,
wobei das Drehrohr 21 im wesentlichen die Vorwärm- und das Drehrohr 22 im wesentlichen die Blähzone C. bzw. D enthalten.
Im übrigen entspricht der Ofentyp 2 in Aufbau und Wirkungsweise dem Ofentyp 1. Insbesondere ist beim Ofentyp 2 auch nur ein
einziger, ortsfest am Auslaßende 27 angeordneter Brenner 28 vorgesehen.
Der Ofentyp 2 besitzt gegenüber dem Ofentyp 1 den Vorteil, daß durch die Aufteilung des Ofens in zwei Drehrohre 21, 22 die
Wanderungsgeschwindigkeit des zu behandelnden Produktes in Teilabschnitten des Ofens durch Veränderung der Drehzahl unterschiedlich
beeinflußt werden kann. Das die Blähzone D enthaltende Drehrohr 22 wird in der Regel mit höherer Drehzahl betrieben
als das die Trocknungs- und Aufheizzonen A bzw. B enthaltende Drehrohr 21. ■
Die Ofentypen 1 und 2 haben den Nachteil, daß der gesamte Wärmeaufwand
für die Trocknungs-, Aufheiz- und Blähprozesse an einer
einzigen Stelle, nämlich am Auslaufende 17 des Ofens durch eine einzige Flamme aufgebracht werden muß.
Man verwendet daher zur Ausschaltung dieses Nachteils auch bereits einen dritten Typ eines Drehrohrofens 3o, der in Fig. 3
dargestellt ist. Bei dieser Ofenanlage sind zwei Drehrohre 31, 32, die wiederum die Vorwärm- bzw. Blähzone enthalten, unter
Ausbildung einer Stufe und Zwischenschaltung eines Übergangsgehäuses 3 3 zueinander versetzt angeordnet. Zwischen dem Übergangsgehäuse
und den betreffenden, stirnseitigen Enden der
Drehrohre 31, 32 sind Abdichtungen vorgesehen. Jedes Drehrohr 31, 32 ist an seinem Auslaufende 34 bzw. 35 durch jeweils einen
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separaten Brenner 36 bzw. 38 befeuert. Das unten trichterförmig
ausgebildete Übergangsgehäuse 33 sorgt im übrigen für einen;
glatten Übergang des zu behandelnden Produktes aus dem Rohr 31 in das Rohr 32. Der Vorteil dieser Ofenversion liegt darin, daß
der Hauptwärmebedarf des Gesamtbrennprozesses, der beim Trocknen und Aufheizen des Rohprodukts entsteht, direkt dem die Vorwärmzone
enthaltenden Drehrohr 31 zugeführt werden kann, wo er benötigt wird. Dadurch wird die Blähzone im Drehrohr 32 bezüglich
der zuzuführenden Wärmemenge wesentlich entlastet. Da bei der Herstellung von Leichtzuschlagstoffen, insbesondere der Blähtonherstellung,
in der Blähzone (Drehrohr 32) mit hohem Luftüberschuß gearbeitet werden muß, kann durch die zweite Feuerung
(Brenner 36) in der Vorwärmzone (Drehrohr 31) der hohe Sauerstoff Überschuß in den Abgasen des Drehrohres 32 als Sekundärluft
dienen, so daß die Abgaswärmeverluste aus der Blähzone durch die niedrigere, spezifische (auf die Gesamtbrennstoffmenge
bezogene)Abgasmenge gegenüber den Ofentypen 1 und 2
zu einem niedrigeren Wärmeverbrauch der Gesamtanlage führen Der Ofentyp 3 ist also besonders wärmewirtschaftlich. Der
Brenner 38 kann beispielsweise bei halbierter Luftmenge mit der'halben ölmenge im Vergleich mit den Ofentypen 1 und 2
betrieben werden.
Allerdings hat der Ofentyp 3 gemäß Fig. 3 auch Nachteile:
Das die Vorwärmzone enthaltende Drehrohr 31 hat eine relativ
große Bauhöhe über dem Erdboden und erfordert dementsprechend höhere Fundamentkosten. Die beiden zwischen den Drehrohren 31,
32 und dem Übergangsgehäuse 33 erforderlichen Abdichtungen sind
nie vollkommen und ermöglichen nicht nur Wärmeaustritt.sondern auch Falschlufteintritt, wodurch der Wirkungsgrad der Anlage
beträchtlich reduziert werden kann. . -,
Der Kern der Erfindung besteht nun darin, die Vorteile des
Ofentyps 3 unter Vermeidung seiner Nachteile in die Praxis um- "
zusetzen.
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Dies geschieht entsprechend Fig. ή- prinzipiell durch die Kombination
des einstückigen Ofentyps 1 (Fig. 1) mit einem, sogenannten ,Mantelbrenner, der die Funktion des (ortsfesten) Brenners 36
in Fig. 3 übernimmt. Ein solcher Mantelbrenner ist in Fig. 4 mit dem Bezugs zeichen 41 bezeichnet. Mantelbrenner sind aus
der Hüttentechnik (Erzaufbereitung) an sich bekannt. Sie sind
mit ihrer Flammenaustrittsöffnung in das Innere des Drehrohrofens gerichtet fest auf der Außenseite des Ofenmantels angeordnet
und laufen mit diesem um. Diese mitumlaufenden Mantelbrenner haben also im Gegensatz zu den weiter oben schon beschriebenen,
ortsfesten Brennern 18, 28, 36, 38 den Vorteil, daß sie an beliebiger Stelle eines geradlinig-stufenlos durchgehenden
Drehrohrofens angeordnet werden können.
Fig. 6 zeigt die Anordnung eines Mantelbrenners in einem Drehrohrofen.
Der Mantelbrenner 41 ist an seinem einen Ende fest mit dem Mantel 61 eines Drehrohrofens 6o verbunden und ragt mit
seinem anderen Ende radial in das Innere des Ofens derart hinein, daß seine Flammenaustrittsöffnung ir der Mitte des Ofenquerschnittes
mit der Ofenachse ausgerichtet ist. Der Ofen 6o selbst weist ein mit einem Einfülltrichter 63 für Rohprodukt ausgerüstetes
Einfüllende 64 auf. Durch dieses Einfüllende hindurch erfolgt auch die Zuführung des Brennstoffes (öl, Gas oder
Kohlenstaub) zum Mantelbrenner 41. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Brenner
mit Öl gespeist wird. Eine ortsfeste Ölleitung 65 führt bis zu einer an sich bekannten Drehkupplung 66, wo sich an die ortsfeste
Leitung 65 ein mit dem Drehrohrofen 6o mitumlaufendes Leitungsstück 67 anschließt. Das Leitungsstück 67 verläuft nach
zwei Abkrümmungen durch eine Öffnung 68 im Mantel 61 auf die Außenseite des Ofens und mündet dort in den Brenner 41 ein. Das
Leitungsstück 67 ist einerseits an der Drehkupplung 66 und andererseits durch Befestigungsglieder 69 am Mantel 61 abgestützt.
Auf diese Weise kann durch das Leitungsstück 67 dem
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- Io -.
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mit dem Ofen umlaufenden Mantelbrenner 41 Brennstoff zugeführt
werden. Das Leitungsstück 67 ist im Inneren des Drehrohrofens von einem Rohrχ größeren Durchmessers- umgeben, welches bei 72
ebenfalls eine Drehkupplung enthält. Das Rohrstück 73 hinter
der Drehkupplung 72 läuft also mit dem Drehrohrofen 6o um.
Durch das Rohr 71 (und das Rohrstück 73) kann Kühlluft zur
Kühlung der Leitung 67 hindurchgeblasen werden. Außerdem kann, was nicht eigens dargestellt ist, auf der Außenseite des Mantels
61 neben dem Mantelbrenner 41 auch noch ein mitumlaufendes Primärluftgebläse für den Mantelbrenner 41 angeordnet'werden.
Der in Fig. 4 dargestellte, zusätzlich zu dem am Auslaufende 47
ortsfest angeordneten Brenner 48 mit dem mitrotierenden Mantelbrenner
41 bestückte Drehrohrofen 4o hat alle Vorteile des oben
beschriebenen Ofentyps 3 (Fig. 3),also, im wesentlichen einen
niedrigeren, spezifischen Wärmeaufwand. Gegenüber dem Ofentyp 3 entfallen die beiden am tibergangsgehäuse 33 vorgesehenen Abdichtungen, so daß in den Ofen insbesondere keine Falschluft
mehr eintreten kann ι was zu einer weiteren Senkung des spezifischen
Wärmebedarfes führt. Ein besonderer Vorteil der in Fig. 4 dargestellten
Anordnung sind die niedrigen Investitionskosten, da dieser Ofen nur noch einen einzigen Ofenantrieb hat und die Anzahl
der Laufringe mit Laufrollenstationen und Fundamentabstützungen
von vier bis auf zwei reduziert werden kann. Als Nachteil muß jedoch, wie eingangs bereits erwähnt, bei diesem
Ofentyp in Kauf genommen werden, daß eine getrennte Beeinflussung
der Vorwärm- und Blähzone durch voneinander abweichende
Drehrohrumdrehungen nicht möglich ist.
Der zuletzt genannte Nachteil kann aber durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 behoben werden, bei
welcher ein Mantelbrenner mit." dem Ofentyp 2 aus Fig. 2 kombiniert
ist. Der Mantelbrenner 51 ist am Mantel des die Vorwärmzone enthaltenden Drehrohres 52 befestigt und dient der Aufheizung dieser
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Zone. Das an das Drehrohr 52 anschließende, die Blähzone enthaltende
Drehrohr 53 wird an seinem Auslaufende 57 durch einen ortsfesten Brenner 58 beheizt.
Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung hat gegenüber dem Ofentyp
(Fig. .3) wiederum den Vorteil geringerer Investitionskosten, weil die niedrigere Bauhöhe des Drehrohres 52 geringere Fundamentkosten
bedingt. Außerdem fällt eine der am Übergangsgehäuse 33 benötigten Ofenabdichtungen weg, da die koaxial und stufenlos
aneinander anschließenden-Rohre 52, 53 an ihrer Anschlußstelle
nur eine einzige Abdichtung benötigen. Bei alledem hat die Ofenanordnung gemäß Fig. 5 gegenüber dem Ofentyp 2 (Fig. 2)
den gewichtigen Vorteil eines niedrigen, spezifischen Wärmeaufwandes
.
Bei den in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen ist jeweils ein einziger, zusätzlicher Mantelbrenner 41 bzw. 51
vorgesehen, der insgesamt der Aufheizung der Vorwärmzone dient. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können auch zwei
oder mehr Mantelbrenner an dem einen oder an beiden Drehrohren der Ofenanlage vorgesehen werden, beispielsweise je ein Mantelbrenner
für die Trocknungs- und Aufheizzone.
Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht weiterhin darin, daß auch bei bereits bestehenden Ofenanlagen, beispielsweise gemäß Fig.
und 2, ein Mantelbrenner nachträglich an der gewünschten Stelle des Ofenmantels angeordnet werden kann. Hierdurch kann eine
solche Anlage nachträglich so umgerüstet werden, daß sich im Betrieb erhebliche Brennstoffeinsparungen gegenüber dem ursprünglichen
Zustand erzielen lassen.
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Claims (6)
- HOEGER1. STELLREGHT & PARTNER
- PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART I
- A 44 139 m Anmelder: Rohrbach Technologie KG
- m - 192 Baustofftechnik GmbH & Co.
- 5. Mai 198o Auf Schmiden 113746o Baiingen 1Patentansprüche :ΓΊ .) Verfahren zum Herstellen von Blähton und Blähschiefer in einem geradlinig-stufenlos durchgehenden Drehrohrofen mit stirnseitigen Einfüll- und Auslaufenden sowie in der Nähe des Auslaufendes angeordnetem Brenner, wobei am Einfüllende eingebrachtes Rohprodukt eine seiner Trocknung und Aufheizung dienende Vorwärmzone durchläuft und hierauf in einer zum Auslaßende hinführenden Blähzone durch die vom Brenner erzeugte Hitze zum Fertigprodukt gebläht wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohprodukt beim Durchlaufen des Drehrohrofens, insbesondere der Vorwärmzone durch einen oder mehrere dort angeordnete Brenner zusätzlich beheizt wird.2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Herstellen von Blähton und Blähschiefer in einem geradlinig-stufenlos durchgehenden, von einem Zylindermantel (61) umschlossenen Drehrohrofen (4o,5o) mit stirnseitigen Einfüll- und Auslaufenden (46,47) sowie in der Nähe des Auslaufendes angeordnetem Brenner (48) , dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren Stellen des Zylindermantels (61) Mantelbrenner (41) fest angeordnet sind, die mit dem Drehrohrofen (4o,5o) umlaufen und die mit ihrer Flarnmenaustrittsöf fnung (62) in das Innere des Ofens hineinragen.3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelbrenner (41,51) zwischen Vorwärm- und Blähzone angeordnet ist.— 2 —A 44 139 mm- 1925. Mai 198ο4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen (5o) aus zwei unabhängig voneinander umlaufenden, koaxial aneinander anschließenden. Drehrohren (52, 53) bestehtjUnd der Mantelbrenner (51) so angeordnet ist, daß er die im ersten Drehrohr (52.) gelegene Vorwärmzone (C) beheizt.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelbrenner (51) auf dem.Mantel des ersten Drehrohres (52) befestigt ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrohrofen (4o) aus einem einzigen, ungeteilten, geradlinig· durchgehenden Drehröhr besteht^und der Mantelbrenner (41) auf dem Mantel des Drehrohres so angeordnet. ist, daß er die Vorwärmzone (C) beheizt.10 -3-
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-
1981
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