DE3230340A1 - Process and apparatus for in-situ cleaning of rotary kilns - Google Patents
Process and apparatus for in-situ cleaning of rotary kilnsInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur in-situ-Reinigung vonMethod and device for in-situ cleaning of
Drehrohröfen Die Erfindung betrifft ein Vorfahren und eine Vorri.chtung zur in-situ-Reinigung von Drehrohröfen, die mittels eines im Inneren jedes Drehrohrofens starr zwischen dessen nichtrotierenden Endabschnitten installierten Systems von mit einem heißen fluiden Med1u, beispielsweise Sattdampf, heaufschlagt.en Wärmetauscherrohren mit rundem oder elliptischem Ouerschnitt beheizt werden und ihrerseits zur Erhitzung von backfähigem Schüttgut, baispielsweise Kokskohle, auf eine durch Vorgabe der Betriebsparameter einstellbare Temperatur unterhalb derwenigen des heißen fluiden Mediums dienen.Rotary Kilns The invention relates to a method and a device for in-situ cleaning of rotary kilns, which are installed inside each rotary kiln system of rigidly installed between its non-rotating end sections with a hot fluid medium, for example saturated steam, heaufschlagt.en heat exchanger tubes be heated with a round or elliptical cross-section and in turn for heating from bakable bulk material, e.g. coking coal, to one by specifying the Operating parameters adjustable temperature below the little of the hot fluid Serve the medium.
Zur optimalen Energienutzung wird seit längerer Zeit in nahezu allen Bereichen der privaten und industriellen Energieverwendung nach verfahrenstechnischen Möglichkeiten gesucht, insbesondere die bei jedem energieverbrauchenden Prozeß anfallende Abwärme zu nutzen. Dies betrifft unter anderem auch solche Prozesse, bei denen große Mengen von Schüttgut zwecks chemischer oder physikalisch-chemischer Umwandlung zunächst auf Rotbis Weißglut erhitzt und anschließend schnell abgekühlt werden, beispielsweise das Ablöschen von frisch ausgegartem Koks mit Wasser bei Atmosphärendruck und Luftzutritt in den bekannten Löschtürmen.Almost all of them have been using energy optimally for a long time Areas of private and industrial energy use according to process engineering Looking for opportunities, especially those that arise in every energy-consuming process Use waste heat. Among other things, this also applies to processes in which large Quantities of bulk goods for the purpose of chemical or physico-chemical conversion first heated to red to white heat and then quickly cooled, for example the quenching of freshly cooked coke with water at atmospheric pressure and Air access in the well-known extinguishing towers.
Eine erstrebenswerte Möglichkeit zur Abwärmenutzung ist in solchen Fällen die - zumindest teilweise - Abwärme-Rückgewinnung zum Zwecke der Vorerhitzung des Schüttgutes vor der eigentlichen Wärmebehandlung, womit einerseits wesentlich weniger Abwärme an die Umgebung abgegeben und andererseits eine merkliche Energieeinsparung bei der eigentlichen Wärmebehandlung erreicht wird. Beim Ablöschen mit Wasser bei Atmosphärendruck und Luftzutritt ist das Temperaturniveau des entstehenden Wasserdampfes tür eine wirtschaftlich sinnvolle Abwärme-Rückgewinnung, insbesondere unter Berücksichtigung des diskontinuierlichen Anfalls, allerdings zu niedrig. Ein alternatives bekanntes Verfahren ist jedoch das Durchblasen des heißen Schüttgutes mit kaltem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, bei leicht erhöhtem Druck und luftabschluß, im Falle der Sokerçitechn.ik als Kokstrockenkühlung bekannt. T1as Temperaturniveau des so erhitzten Gases kann so hoch eingestellt werden, daß es zur Erzeugung von Sattdarnpf mit einigen hundert Celsius in einem nachgeschalteten Wärmetauscher verwendet werden kann, so daß mit diesem aa.tdampf eine wirtschaftlich verwertbare Wärmequelle zur Verfügung steht.A desirable way to use waste heat is in such Cases - at least partially - waste heat recovery for the purpose of preheating of the bulk material before the actual heat treatment, which on the one hand is essential less waste heat is released into the environment and, on the other hand, noticeable energy savings is achieved during the actual heat treatment. When quenching with water at Atmospheric pressure and air access is the temperature level of the water vapor that is created for an economically sensible waste heat recovery, especially taking into account of the discontinuous seizure, but too low. An alternative well known The process, however, is to blow through the hot bulk material with cold inert gas, preferably nitrogen, with slightly increased pressure and exclusion of air, in the case of Sokerçitechn.ik known as coke dry cooling. T1as the temperature level of the so heated The gas can be set so high that it can be used to generate saturated steam with some hundred Celsius can be used in a downstream heat exchanger, so that with this aa.tdampf an economically usable heat source is available stands.
Für die Vorerhitzung von Schüttgut mit derartigem Sattdampf kann einerseits nur eine Schüttguterwännung mittels Wärmetauscherrohren in einem abgeschlossenen Raum durchgeführt werden, andererseits ist bei der Vorerhitzung großer Mengen Schüttgut eine kontinuierlich arbeitende Ofenanordnung empfehlenswert, beispielsweise die Verwendung von Drehrohröfen. Daher wurden in der Vergangenheit für die Vorerhitzung von Schüttgut mittels Sattdampf Drehrohröfen entwickelt, die anstelle der üblichen Beheizung mit offener Flamme mittels in den Ofen eingeblasenen Kohlenstaubs, Öls oder Gas mit das Ofeninnere durchziehenden, von einem heißen fluiden Miedilm, beispielsweise Sattdampf, durchströmten Wärmetauscherrohren beheizt werden.For the preheating of bulk material with such saturated steam, on the one hand only one bulk goods wännung by means of heat exchanger pipes in one closed Room can be carried out, on the other hand, when preheating large quantities of bulk material a continuously operating furnace arrangement is recommended, for example the Use of rotary kilns. Hence, in the past they were used for preheating of bulk material using saturated steam rotary kilns developed instead of the usual Open flame heating by means of blown into the furnace Coal dust, Oil or gas with the inside of the furnace running through from a hot fluid Miedilm, For example, saturated steam, flowed through heat exchanger tubes are heated.
Bei Verwendung derartiger Drehrohröfen tritt bei der Vorerhitzung von backfähigem Schüttgut, beispielsweise Fokskohle, jedoch die Schwierigkeit auf, daß sich das Schüt gut an den Wärmetauscherrohren festsetzt und zwischen diesen zu Brücken zusammenwächst, die den Normalbetrieb des Otens empfindlich beeinträchtigen. Auch die Verwendung von Wärmetauscherrohren mit elliptischem statt rundem Querschnitt, wobei die längere Achse der Ellipse in der Senkrechten angeordnet ist, bringt dabei rn3r eine zwar merkliche, aber immer noch ungentigend a Verlänge rung des Zeitabschnitts zwischen je zwei zeitaufwendigen und teuren Reinigungen, die das Herausnehmen der gesamten Wärmetauscherrohr-Anordnung aus dem Drehrohrofen und das zeit- und kraftaufwendige Abschlagen der Anbackungen erfordern.When using such rotary kilns occurs during preheating of bakable bulk material, for example Fokkohle, but the difficulty on that the Schüt sticks well to the heat exchanger tubes and between them grows together to form bridges, which seriously impair the normal operation of the Otens. The use of heat exchanger tubes with an elliptical instead of a round cross-section, where the longer axis of the ellipse is arranged in the vertical, brings thereby rn3r a noticeable, but still insufficient a lengthening of the period of time between two time-consuming and expensive cleanings that involve removing the entire heat exchanger tube arrangement from the rotary kiln and the time and effort consuming Require knocking off the caking.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, derartige, mit häufigen und zeitaufwendigen Stillstandszeiten eines Drehrohrofens zr Vorerhi tzung von backfähigem Schüttgut verbundene Reinigungen weitgehend zu vermeiden.The present invention has therefore set itself the task of providing such, with frequent and time-consuming downtimes of a rotary kiln zr Vorerhi largely avoid cleaning associated with the use of bakable bulk goods.
Sie erreicht dies, in dem der für jeden Drehrohrofen installierte, mechanisch und/oder pneumatisch betätigte Beschickungskanal kontinuierlich aus einem Vorratslager - beispielsweise einer Halde, einem Bunker oder einem Silo - mit backfähigem Schüttgut - beispielsweise Kokskohle - und außerdem aus einem weiteren Vorratsbehälter kontinuierlich oder auch diskontinuierlich mit Metallkugeln gespeist wird, deren Durchmesser kleiner ist als der minimale Abstand zwischen den Wärmetauscherrohren untereinander bzw. zwischen diesen und der Außenwand des Drehrohrofens einschließlich auf der Innenseite dieser Wand angebrachter und in den Ofeninnenraum ragender Mitnehmer, und diese Metallkugeln den Drehrohrofen zusammen mit dem zu erhitzenden Schüttgut durchlaufen und nach dem gemeinsamen Austritt mit dem erhitzten Schüttgut aus dem Drehrohrofen in den Abzugskanal in einer in diesem angeordneten geeigneten Trenneinrichtung bekannter Konstruktion aus dem Schüttgutstrom ausgeschieden werden.It achieves this by installing the mechanically and / or pneumatically operated feed channel continuously from one Storage warehouse - for example a stockpile, a bunker or a silo - with a bakeable Bulk material - for example coking coal - and also from another storage container is fed continuously or discontinuously with metal balls, whose Diameter is smaller than the minimum distance between the heat exchanger tubes among themselves or between these and the outer wall of the rotary kiln including on the Carrier attached to the inside of this wall and protruding into the furnace interior, and these metal balls the rotary kiln together with the bulk material to be heated run through and after the joint exit with the heated bulk material from the Rotary kiln in the flue duct in a suitable separating device arranged in this known construction are eliminated from the bulk material flow.
Der besondere Vorteil dieser Erfindung ist darin begründet, daß die Metallkugeln als Gemisch mit dem backfähigen Schüttgut im Drehrohrofen dieselben Wege zwischen den Wärmetauscherrohren zurücklegen wie das Schüttgut selbst und aufgrund ihrer höheren kinetischen Energie gegenüber den Schüttgutpartikeln beim Herabfallen zwischen den Wärmetauscherrohren entstehende Anbackungen des Schüttgutes an den Wärmetauscherrohren bereits im hltstehen absöhlagen.The particular advantage of this invention is based on the fact that the Metal balls as a mixture with the bakable bulk material in the rotary kiln are the same Cover the distance between the heat exchanger tubes like the bulk material itself and due to their higher kinetic energy compared to the bulk material particles when falling Caking of the bulk material on the between the heat exchanger tubes Heat exchanger pipes are already cut off in the holding position.
Darüber hinaus erweist es sich bei dem erfindungsgemaßen Verfahren als vorteilhaft, daß sich die Metallkugeln nach dem Durchhang durch den Drehrohrofen aus dem erhitzten Schüttgutstrom abtrennen und ariederverwenden lassen.In addition, it is found in the method according to the invention as advantageous that the metal balls after the slack through the rotary kiln separate from the heated bulk material flow and allow to be reused.
Von erheblichem Vorteil ist außerdem, daß die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur geringfügige Zusatzinstallationen, nämlich einen Vorratsbehälter mit geeigneter bekannter Dosiereinrichtung für die Metallkugeln und eine geeignete bekannte Trennvorrichtung für die Metallkugeln im Abzugskanal des Drehrohrofens, zu nieder bereits vorhandenen oder zukünftigen Anordnung eines mit Wärmetauscherrohren beheizten Drehrohrofens erfordert.It is also of considerable advantage that the implementation of the invention Process only minor additional installations, namely a storage container with a suitable known metering device for the metal balls and a suitable one known separating device for the metal balls in the exhaust duct of the rotary kiln, too low an existing or future arrangement of one with heat exchanger tubes requires heated rotary kiln.
Ein Anwendungsbeispiel der beschriebenen Vorrichtung zeigen die folgenden Figuren: Fig. 1 : Schematische Darstellung der Drehrohrofenanordnung mit Beschickungs- und Abzugsvorrichtung Fig. 2 : Schnitt A - A durch den Drehrohrofen Fig. 1 zeigt als zentralen Bestandteil der gesamten Anordntmg einen mit seiner Drehachse gegen die Horizontale leicht: geneigt installierten Drehrohrofen (1) mit einer rotierenden Außenwand (2) und nichtrotierenden Endabschnitten (3), die untereinander durch kombinierte Dichtungen und Lager (4) von einander getrennt sind. Die Beheizung des Drehrohrofens (1) erfolgt über Wärmetauscherrohre, die in seinem Inneren von einem nichtrotiereden Endabschnitt (3) zum anderen (3) verlaufen und hier nicht dargestellt sind. Sie werden über die Zuleitung (12) mit einem heißen fluiden Medium, beispielsweise Sattdampf, beaufschlagt, das nach der Wärmeabgabe im Dreh rohrofen (1) durch die Ableitung (13) aus diesem wieder austritt.An example of application of the device described is shown in the following Figures: Fig. 1: Schematic representation of the rotary kiln arrangement with charging and extraction device Fig. 2: Section A - A through the rotary kiln Fig. 1 shows as a central component of the entire arrangement one with its axis of rotation against the horizontal slightly: inclined rotary kiln (1) with a rotating one Outer wall (2) and non-rotating end sections (3) which are combined with one another through Seals and bearings (4) are separated from one another. The heating of the rotary kiln (1) takes place via heat exchanger tubes, which are held inside by a non-rotating End section (3) to the other (3) and are not shown here. she are via the supply line (12) with a hot fluid medium, for example saturated steam, applied after the heat release in the rotary kiln (1) through the derivation (13) emerges from this again.
Die Beaufschlagung des Drehrohrofens (1) mit backfähigem Schüttgut, beispielsweise Kokskohle, erfolgt kontinuierlich aus dem Vorratslager (6) - Halde, Bunker oder Silo -iiber den Beschickungskanal (5), der gleichzeitig aus dem Vorratsbehälter (7) kontinuierlich oder diskontilluierli.ch mit Metallkugeln, vorzugsweise Stahlkugeln, gespeist wird.The loading of the rotary kiln (1) with bakable bulk material, for example coking coal, is carried out continuously from the storage facility (6) - heap, Bunker or silo - via the feed channel (5), which at the same time comes from the storage container (7) continuously or discontilluierli.ch with metal balls, preferably steel balls, is fed.
Diese Kugeln durchwandern den Drehrohrofen gemeinsam mit dem Schüttgut und treten auch gemeinsam mit diesem durch den Abzugskanal (8) wieder aus dem Drehrohrofen (1) aus.These balls wander through the rotary kiln together with the bulk material and also exit the rotary kiln together with the latter through the exhaust duct (8) (1) off.
In einer nachgeschalteten geeigneten Trenneinrichtung (9) bekannter Konstruktion, vorzugsweise einem Magnetabscheider, werden die Metallkugeln aus dem Schüttgutstrom (10) ausgeschieden (11) und stehen zur Wiederverwendung bereit.In a downstream suitable separating device (9) known Construction, preferably a magnetic separator, are the metal balls from the Bulk material stream (10) separated (11) and are available for reuse ready.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Drehrohrofen (15 am Schnitt A - A. Im Inneren der rotierenden Außenwand (2) des Drehrohrofens befindet sich eine nichtrotierende starre Anordnung von Wärmetauscherrohren (14), die im wesentlichen senkrecht zur Bildebene verlaufen. Das in den Drehrohrofen eingetragene Gemisch aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (1 6), vorzugsweise Stahikugeln, wird durch an der rotierenden Außenwand (2) fest angebrachte Mitnehmer (17) in den oberen Bereich des Drehrohrofens befördert, von wo es durch diese Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) nach unten fällt und dabei erhitzt wird. Der Durchmesser der größten Schüttgutpartikel und der Metallkugeln ist dabei kleiner als der Mindes-tsb-Abstand zwischen den Wärmetauscherrohren (14) untereinander bzw. zwischen diesen und der rotierenden Außenwand (2) einschließlich der auf ihrer Innenseite angebrachten Mitnehmer (17). Nach dem Herunterfallen des Gemisches aus Schüttgut (15) und Metallkugeln (16) auf den Bodenteil des Drehrohrofens setzt eie erneute Beförderung des Gemischers in den oberen Ofenbereich ein. Wegen der leichten Neigung zwischen Ofenachse und Horizontaler führt dies insgesamt zur Wanderung des Gemisches in Richtung der Ofenlängsachse bei ständig zunehmender Erhitzung des Gemisches.Fig. 2 shows a cross section through the rotary kiln (15 in section A - A. Inside the rotating outer wall (2) of the rotary kiln is located a non-rotating rigid arrangement of heat exchanger tubes (14) which essentially run perpendicular to the image plane. The mixture introduced into the rotary kiln from bulk material (15) and metal balls (1 6), preferably steel balls, is through on the rotating outer wall (2) firmly attached driver (17) in the upper area of the rotary kiln, from where it passes through these spaces between the heat exchanger tubes (14) falls down and is heated in the process. The diameter of the largest bulk particles and the metal balls is smaller than the minimum tsb distance between the heat exchanger tubes (14) with each other or between them and the rotating outer wall (2) including the driver (17) attached to its inside. After the Mixture of bulk material (15) and metal balls (16) on the bottom part of the rotary kiln starts moving the mixer again to the upper area of the furnace. Because The slight inclination between the furnace axis and the horizontal leads to this overall Migration of the mixture in the direction of the longitudinal axis of the furnace with continuously increasing heating of the mixture.
Da beim Herabfallen des Gemisches durch die Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherrohren (14) die Metal)-kugeln (16) eine größere Dichte als die backfähigen Schüttgutpartikel (15) und damit eine höhere kinetische Energie als diese Partikel haben, schlagen die Metallkugeln (16) einsetzende Anbackungen von Schüttgut (15) an bzw. zwischen den Wärmetauscherrohren (14) bereits in der Entstehungsphase ab und führen so zu einer in-situ-Reinigung des verwendeten Drehrohrofens.Since when the mixture falls through the spaces between the heat exchanger tubes (14), the metal) balls (16) have a greater density than the bakable bulk material particles (15) and thus a higher kinetic energy than these particles hit the metal balls (16) on caking Bulk material (15) on or between the heat exchanger tubes (14) already in the formation phase and thus lead to an in-situ cleaning of the rotary kiln used.
1 Drehrohrofen 2 Rotierende Außenwand des Drehrohrofens 3 Nichtrotierende Außenwände der Endabschnitte des Drehrohrofens 4 Kombinierte Dichtungen und Lager 5 Beschickungskanal 6 Vorratslager für backfähiges Schüttgut 7 Vorratsbehälter für Metallkugeln, vorzugsweise Stahlkl,lgeln 8 Abzugskanal 9 Trenneinrichtung, vorzugsweise Magnetabscheider 10 Schüttgutstrom 11 Ausgeschiedene Metallkugeln, vorzugsweise Stahlkugeln 12 Zuleitung für Wärmetauscherrohre 13 Ableitung der Wärmetauscherrohre 14 Wärmetauscherrohre (im Schnitt) 15 Schüttgut 16 Stahlkugeln 17 Mitnehmer L e e r s e i t e 1 Rotary kiln 2 Rotating outer wall of the rotary kiln 3 Non-rotating ones Outer walls of the end sections of the rotary kiln 4 Combined seals and bearings 5 loading channel 6 storage for bakable bulk goods 7 storage container for Metal balls, preferably steel clips, 8 flue 9 separating device, preferably Magnetic separator 10 bulk material flow 11 precipitated metal balls, preferably Steel balls 12 supply line for heat exchanger pipes 13 discharge of the heat exchanger pipes 14 heat exchanger tubes (section) 15 bulk material 16 steel balls 17 drivers L. e e r e i t e
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DE19823230340 DE3230340C2 (en) | 1982-08-14 | 1982-08-14 | Process and device for in-situ cleaning of rotary kilns |
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Publications (2)
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Cited By (1)
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1982
- 1982-08-14 DE DE19823230340 patent/DE3230340C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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NICHTS-ERMITTELT * |
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WO2004040217A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-13 | Ryynaenen Seppo | Heating furnace |
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