DE3228902A1

DE3228902A1 - Zyklonabscheider

Info

Publication number: DE3228902A1
Application number: DE19823228902
Authority: DE
Inventors: Horst 5202 Hennef Herchenbach; Peter 5350 Euskirchen Hündgen; Hubert 5060 Bergisch Gladbach Ramesohl; Horst 5000 Köln Schilling; Fritz Seelen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1982-08-03
Filing date: 1982-08-03
Publication date: 1984-02-09
Also published as: ES524540A0; DK353183D0; ES8403741A1; AT384375B; GB2124932A; ATA268183A; JPS5952552A; JPH037430B2; DK353183A; DE3228902C2; US4505051A; DK156381C; FR2531353B1; GB8320808D0; FR2531353A1; GB2124932B; DK156381B

Description

H 82/35

Anlage zum Patentgesuch der

Klöckner-Humboldt-Deutz

Aktiengesellschaft

vom 30. Juli 1982

Zyklonabscheider

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklonabscheider, insbesondere für den direkten Wärmeaustausch zwischen dem körnigen Gut und den heiSen Ofenabgasen einer Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage zur Herstellung von Zement, der im oberen Bereich mit einer tangentialen Gaszuführung und einem zentral von oben in den Abscheider hineinragenden Tauchrohr für die Gasabführung sowie mit einem Gutaustrag im unteren .Bereich versehen ist.

Aus der DE-PS 23 61 995 ist ein Zyklonabscheider bekannt, bei dem das zentral von oben in den Abscheider hineinragende Tauchrohr im oberen Bereich fest mit der Decke des Zyklonabscheiders verbunden ist. Im mittleren Bereich ist dieses bekannte, einteilige Tauchrohr im Rohrmantel mit Gaseintrittsöffnungen versehen, die durch radiales Eindrücken von Laschen gebildet sind.

Bei derartigen Zyklonabscheidern mit ip der Decke fest verbundenem, einteiligem Tauchrohr^ kann es, insbesondere

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wenn dieser Zyklonabscheider für den direkten Wärmeaustausch zwischen dem körnigen Gut und den heißen Ofenabgasen in der Vorkalzinierungsstufe einer Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage zur Herstellung von Zement zum Einsatz kommt, aufgrund der hohen, vor allem in radialer Richtung wirkenden, oft örtlich bedingten thermischen Uberbelastungen nicht nur zu Verbiegungen, Verbeulungen und dadurch zu Querschnittsveränderungen des Tauchrohres kommen, sondern es besteht hierbei auch die Gefahr, daß das Tauchrohr im Bereich der festen Verbindung mit dem Abscheider abreißt, oder daß sich Teile vom Tauchrohrmantel lösen und in den Abscheider fallen. Diese Gefahr besteht, wie die Praxis gezeigt hat, vor allem bei Zyklonabscheidern, die für hohe Durchsatz- und Abscheideleistungen entsprechend groß dimensioniert werden müssen, und die unmittelbar dem Drehrohrofen nachgeschaltet und/oder mit Zusatzheizungen (als PYROCLON) ausgestattet sind.

Eine Querschnittsveränderung des Tauchrohres führt jedoch nicht nur zu einer erheblichen Verschlechterung des Abscheidewirkungsgrades, sondern sie kann auch zu einer Veränderung des Gasströmungswiderstandes in der Vorkalzinierungszone führen, die sich auf den Kalzinierungsprozeß insgesamt nachteilig auswirkt. Wenn ferner das Tauchrohr abreißt, oder Teile vom Tauchrohr

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abbrechen und in den Zyklonabscheider fallen, kann es zu einer Verstopfung des Zyklonauslaufes kommen, so daß die gesamte Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage außer Betrieb gesetzt werden muß. Produktionsausfall und unerwünscht hohe Reparaturkosten sind die Folge.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Tauchrohr eines Zyklonabscheiders, insbesondere eines Zyklonabscheiders für den direkten Wärmeaustausch zwischen dem körnigen Gut und den heißen Ofenabgasen einer Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage zur Herstellung von Zement so auszugestalten und mit dem Zyklonabscheider zu verbinden, daß auch bei hohen thermischen Uberbelastungen jegliche Querschnittsveränderungen oder Brüche am Tauchrohr mit Sicherheit vermieden werden.'

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das in den Zyklonabscheider von oben hineinragende Tauchrohr aus mehreren einzelnen, in Rohrlängsrichtung verlaufenden Segmenten besteht, die in der Decke des Zyklonabscheiders lösbar gehalten sind. Dadurch, daß das in den Zyklonabscheider von oben hineinragende Rohr gemäß der Erfindung aus mehreren einzelnen, in Rohrlängsrichtung verlaufenden Segmenten besteht, die in der Decke des Zyklonabscheiders lösbar gehalten sind, kann sich sehr

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vorteilhaft das Tauchrohr bei thermischen Belastungen in Umfangrichtung und damit in radialer Richtung ausdehnen. Verformungen des Tauchrohrmantels oder auch Rohrmantelbrüche werden auf diese Weise selbst bei hohen und ungleichmäßigen thermischen Belastungen mit Sicherheit vermieden. Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß es im Betrieb des Zyklonabscheiders weder zu einer Veränderung des Gasströmungswiderstandes in der Vorkalzinierungszone noch zu einer Verstopfung des Feststoffauslasses am Zyklon kommen kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Tauchrohres besteht darin, daß im Bedarfsfalle sowohl einzelne als auch alle Rohrsegmente sehr leicht und mit verhältnismäßig kurzem Zeit- und Arbeitsaufwand von innen heraus erneuert werden können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Tauchrohrsegmente am oberen Ende mit wenigstens einem nach außen vorstehenden winkelförmigen Vorsprung versehen, der in einen an der Decke des Zyklonabscheiders angeordneten Steg von oben her eingreift. Die in dieser Weise ausgebildeten Tauchrohrsegmente ermöglichen eine besDnders leichte Montage bzw. Demontage,· da sie ganz einfach von oben her eingehängt oder ausgehängt werden können.

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Um das Auswechseln der Tauchrohrsegmente im Bedarfsfalle mit besonders geringem Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand durchführen zu können, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zur lösbaren Verbindung der Tauchrohrsegmente mit dem Zyklonabscheider Schrauben vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Tauchrohrsegmente an ihrem unteren Ende von einem Ring umgeben. Mit Hilfe dieses Ringes werden sehr vorteilhaft die Tauchrohrsegmente an ihrem unteren Ende zusammengehalten, und dadurch die Ringform des Tauchrohres im Betrieb des Zyklonabscheiders auch bei hohen thermischen Belastungen aufrechterhalten.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Tauchrohrsegmente wenigstens im unteren Bereich aus hitzebeständigem Material, insbesondere aus Keramik. Hierdurch wird sehr vorteilhaft die Standzeit der Tauchrohrsegmente und somit auch die Standzeit des Tauchrohres ganz wesentlich erhöht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiele. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen

Zyklonabscheider mit darin angeordnetem, aus mehreren Segmenten bestehenden Tauchrohr gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilausschnitt aus einem

Zyklonabscheider mit zweiteilig ausgebildeten Rohrsegmenten im vergrößerten Maßstab gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine weitere Variante der Tauchrohrsegment-Befestigung mittels Schrauben im Teilausschnitt gemäß der Erfindung

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Zyklonabscheider 1 im oberen Bereich zylinderförmig und im unteren Bereich konisch ausgebildet. Dieser Zyklonabscheider 1 besteht aus einem Stahlblechmantel 2, der innen mit einer feuerfesten Auskleidung 3 versehen ist. Im oberen Bereich des Zyklonabscheiders ist in der Seitenwandung ein Rohr 4 für die Gaszuführung angeschlossen, das tangential in den Zyklonabscheider 1 mündet. Im zentralen Bereich der Decke des Zyklonabscheiders 1 ist eine öffnung 5 für den Gasabzug angeordnet, an die über einen Rohrstutzen 6 ein mit feuerfester Innenauskleidung 7 versehenes Gasabzugsrohr 8

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angeschlossen ist. Der konische Boden des Zyklonabscheiders 1 ist mit einer zentralen Öffnung 9 für den Gutaustrag versehen.

Zentral von oben ist durch die Öffnung 5 ein Tauchrohr 10 hindurchgeführt, das gemäß der Erfindung aus mehreren einzelnen, in Rohrlängsrichtung verlaufenden Segmenten 11 besteht. Diese Tauchrohrsegmente 11 sind am oberen Ende mit nach außen vorstehenden, winkelförmigem Vorsprung 12 versehen, der in einen an der Decke des Zyklonabscheiders angeordneten Steg 13 von oben her eingreift. Der Steg 13 ist im Querschnitt winkelförmig ausgebildet und mit der Stahlblechwandung des Zyklonabscheiders fest verschweißt. Der Bereich zwischen den winkelförmigen Vorsprüngen 12 der Tauchrohrsegmente 11 und dem Gasabzugsrohr 8 ist mit einer feuerfesten Stampfmasse 14 ausgefüllt.

An den unteren Enden der Tauchrphrsegmente 11 sind im Querschnitt U-förmige Halterungen 15 befestigt, in die von oben her ein Ring 16 lose eingelegt ist. Mit Hilfe dieses Ringes 16 werden die Tauchrohrsegmente 11 sehr vorteilhaft an ihrem unteren Ende zusammengehalten.

Bei der Montage des Tauchrohres 10 gemäß der Erfindung werden die einzelnen Segmente 11 mit ihrem am oberen Ende angeordneten, nach außen vorstehenden winkelförmigen

VorspriJngen 12 in einfacher Weise von oben her in die Stege 13 eingehängt, und zwar derart, daß sie sich ringsherum an ihren Seitenlängskanten berühren. Anschließend wird der Ring 16 in die am unteren Ende der Tauchrohrsegmente 11 angeordneten U-förmigen Halterungen eingelegt und der Zwischenraum zwischen dem Gasabzugsrohr mit Innenauskleidung 7 und Tauchrohraufhängung 12, 13 und Rohrstutzen 6 befindliche Freiraum mit einer feuerfesten Stampfmasse 14 ausgefüllt.

Dadurch, daß das in den Zyklonabscheider 1 von oben hineinragende Tauchrohr 10 gemäß der Erfindung aus mehreren einzelnen, in Rohrlängsrichtung verlaufenden Segmenten besteht, die in der Decke des Zyklonabscheiders eingehängt und an ihren Längsseiten nur einander lose berührend angeordnet sind, können sie sich sehr vorteilhaft bei im Betrieb auftretenden, thermischen Belastungen in Umfangrichtung ausdehnen, so daß Verformungen oder Beschädigungen am Tauchrohr infolge Hitzeeinwirkung hierdurch mit Sicherheit vermieden werden. Für den Fall, daß einmal einzelne Tauchrohrsegmente oder alle Tauchrohrsegmente ausgewechselt werden müßten, kann dies sehr leicht und in einfacher Weise von innen des Zyklonabscheiders heraus bewerkstelligt werden. Hierzu bedarf es lediglich der Beseitigung und Wiedereinbringung der über den winkelförmigen Tauchrohrvorsprüngen

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befindlichen Stampfmasse 14, und der Beseitigung und Wiederanbringung des an den unteren Enden der Tauchrohrsegmente 11 befindlichen Ringes 16.

Wie ferner die Fig. 2 zeigt, können die Tauchrohrsegmente 17 wenigstens in den in den Zyklonabscheider hineinragenden Bereich aus hitzebeständigem Material bestehen. Die Tauchrohrsegmente 17 sind hierbei zweckmäßig zweiteilig ausgebildet, nämlich aus einem oberen Teil 18 und aus einem mit Schrauben 19 oder dergleichen verbundenen unteren Teil 20. Der obere Teil 18 des Tauchrohrsegmentes 17 besteht hierbei aus Stahlblech, und der untere Teil 20 aus Keramik. Durch diese Ausbildung der Tauchrohrsegmente 17 wird auch bei sehr hohen thermischen Belastungen des Tauchrohres die Standzeit der einzelnen Tauchrohrsegmente und damit die Standzeit des Tauchrohres ganz wesentlich erhöht. Anstelle der Keramikteile 20 können auch sehr vorteilhaft aus gesintertem Wolframit bestehende Platten benutzt werden. Ferner können gegebenenfalls die Teile 18 und 20 des Tauchrohrsegmentes 17 durch Hartlöten, Schweißen oder Kleben miteinander verbunden werden.

Daruberhinaus besteht bei dem erfindungsgemäö ausgebildeten Tauchrohr auch die Möglichkeit, Tauchrohrsegmente einzusetzen, die durchgehend aus hitzebeständigem Material bestehen. So können beispielsweise, wie Fig. 3 zeigt, die

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Tauchrohrsegmente 21 aus einfachen rechteckigen Platten ausgebildet sein, die oben mit Hilfe einer Schraube 22 mit einem an der Decke des Zyklonabscheiders 23 angeordneten Rohrstutzen 24 fest verbunden werden. Der Kopf 25 der Schraube 22 ist hierbei zweckmäßig in einer entsprechend groß ausgebildeten Ausnehmung 26 mit nach außen gerichtetem Fortsatz 27 eingelassen. In dem zwischen den Tauchrohrsegmenten 21 und dem Rohrstutzen 24 befindlichen Zwischenraum ist der Schraubenkörper der Schraube 22 durch eine Hülse 28 geschützt angeordnet. Der Raum zwischen den Tauchrohrsegmenten 21 und dem Rohrstutzen 24 einerseits und dem Gasabzugsrohr 29 andererseits ist hierbei ebenfalls mit einer feuerfesten Stampfmasse 30 ausgefüllt.

Der besondere Vorteil dieser in Fig. 3 dargestellten Ausbildung und lösbaren Verbindung der Tauchrohrsegmente 21 mit dem Zyklonabscheider 23 besteht darin, daß die Tauchrohrsegmente 21 im Bedarfsfalle sehr leicht durch Lösen der Schraube 22 radial nach innen bewegt und herausgenommen werden können, ohne dabei Teile der darüberbefindlichen Stampfmasse 30 beseitigen zu müssen. Die Stampfmasse 30 bleibt daher beim Auswechseln der Tauchrohrsegmente 21 völlig unberührt, was sich insbesondere arbeits-, zeit-, und kostensparend auswirkt.

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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise die Tauchrohrsegmente am oberen Ende auch mit nasenartigen Vorsprüngen versehen werden, die von oben her in entsprechend ausgebildete, am Zyklonabscheider angeordnete Halterungen eingreifen. Ferner können anstelle des am unteren Ende der Tauchrohrsegmente angeordneten Ringes gegebenenfalls auch sehr vorteilhaft mehrere, ineinandergreifende Ringsegmente eingesetzt werden. Weiterhin können die Tauchrohrsegmente auch je nach Größe des Zyklonabscheiders in ihrer Länge und in ihrer Anzahl verändert und somit optimal an die im Betrieb des Zyklonabscheiders auftretenden thermischen Belastungen - unter Aufrechterhaltung eines hohen Abscheidewirkungsgrades - angepaßt werden.

Claims

30. Juli 1981 KHD Str/Gn H 82/35 Patentansprüche

1. Zyklonabscheider, insbesondere für den direkten Wärmeaustausch zwischen dem körnigen Gut und den heißen Ofenabgasen einer Drehrohrofen-Wärmetauscher-Anlage zur Herstellung von Zement, der im oberen Bereich mit einer tangentialen Gaszuführung und einem zentral von oben in den Abscheider hineinragenden Tauchrohr für die Gasabführung sowie mit einem Gutaustrag im unteren Bereich versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Zyklonabscheider (1, 23) von oben hineinragende Tauchrohr (10) aus mehreren einzelnen, in Rohrlängsrichtung verlaufenden Segmenten (11, 17, 21) besteht, die in der Decke des Zyklonabscheiders (1, 23) lösbar gehalten sind.

2. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohrsegmente (11, 17) am oberen Ende mit wenigstens einem nach außen vorstehenden winkelförmigen Vorsprung (12) versehen sind, der in einen an der Decke des Zyklonabscheiders (1) angeordneten Steg (13) von oben her eingreift.

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3. Zyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Verbindung der Tauchrohrsegmente (21) mit dem Zyklonabscheider (23) Schrauben (22) vorgesehen sind.

4. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohrsegmente (11, 17, 21) an ihrem unteren Ende von einem Ring (16) umgeben sind

5. Zyklonabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchrohrsegmente (17) wenigstens in den in den Zyklonabscheider (1) hineinragenden Bereich aus hitzebeständigem Material, insbesondere aus Keramik bestehen.