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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem
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Gut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Eine Vorrichtung entsprechend der im Oberbegriff des Anspruches 1
vorausgesetzten S<rt ist durch die DE-A- 27 42 099 bekannt. Die in der Bypass-Leitung
angeordnete Mischkammer ist im wesentlichen vertikal angeordnet. Der den Anschluß
für die Bypass-Leitung bildende untere Teil der Mischkammer ist dabei als kurzer
Trichter ausgebildet, über den der in der Mischkammer ausfallende Staub in das Ofeneinlaufgehäuse
zurückgeführt wird.
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Bei der Weiterentwicklung dieser bekannten Vorrichtung haben sich
nun verschiedene Verbesserungen als wünschenswert erwiesen. Da die Rückführung des
in der Mischkammer abgeschiedenen Staubes in das Ofeneinlaufgehäuse durch reine
Schwerkraftwirkung eine aufrechte Bauweise der mischkammer und eine gewisse Bauhöhe
erforderlich macht, ergeben sich bei Umbauten vorhandener Anlagen, die nachträglich
mit einer Bypass-Leitung ausgerüstet werden sollen, vielfach Schwierigkeiten hinsichtlich
der Unterbringung der Mischkammer durch die vorhandene Hauptbühne, auf der die Zyklone
der untersten Stufe des Vorwärmers angeordnet sind. Bei neuen Anlagen ergibt sich
durch die Anordnung des Anschlosses der Bypss-Leitunq und ziele Mi^.chkammer eine
unerwllnßchte Vergrößerung de nrruhöhe des Vorwärmers.
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Weiterhin ist ein gewisser Nachteil der bekannte Ausführung darin
zu sehen, daß ein Teil des in der Mischkammer bereits abgeschiedenen Staubes bei
seiner Abwärtsbewegung durch den trichterförmigen unteren Teil der Mischkammer von
den entgegenströmenden Gasen erfaßt und wieder in die Mischkammer zurückgeführt
wird, wodurch sich ein unerwünschter Staubkreislauf zwischen dem Ofeneinlaufgehäuse
und der Mischkammer einstellen kann. Hiermit hängt zusammen, daß eine genaue Einstellung
der Wirksamkeit des Bypass-Systemes durch Abführen von Staub oder Gas nicht ohne
weiteres möglich ist: Wird die abgezogene Menge des Bypass-Gasstromes vergrößert,
so erhöht sich im allgemeinen auch der Anteil der abgezogenen Staubmenge.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der
geschilderten Mängel der bekannten Ausführung eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 vorausgesetzten Art dahin weiterzuentwickeln, daß die durch den
Anschluß der Bypass-Leitung und die Mischkammer bedingte Bauhöhe wesentlich verringert
und zugleich eine gezielte Einstellung der Wirksamkeit des Bypass-Systemes ermöglicht
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal
des Anspruches 1 gelöst.
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Indem bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Staubrückführung durch
eine von der Bypass-Leitung gesonderte Förderleitung gebildet wird, die mit einem
Förderorgan versehen ist, wird die für den Anschluß der Bypass-Leitung und die Mischkammer
erforderliche Bauhöhe wesentlich verringert, da für die Staubrückführung keine freie
Fallhöhe mehr erforderlich ist. Diese Verringerung der Bauhöhe für den Anschluß
der Bypass-Leitung und die Mischkammer verkleinert nicht nur die Bauhöhe des ganzen
Vorwärmers bei Neuanlagen, sondern stellt auch bei Umbauten vorhandener Anlagen
eine wesentliche Erleichterung dar, da auf die Höhe der Hauptbühne keine Rücksicht
genommen werden muß.
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Indem die Staubrückführung von der Mischkammer in das Einlaufgehäuse
des Drehrohrofens durch eine von der Bypass-Leitung gesonderte Förderleitung erfolgt,
wird die Gefahr vermieden, daß bereits abgeschiedener Staub auf seinem Weg durch
die Bypass-Leitung wieder in die Mischkammer mitgenommen wird.
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Das Förderorgan gewährleistet hierbei, daß in der Staubrückführungsleitung
stets ein Materialverschluß vorhanden ist, so daß die Ofenabgase nicht durch die
Staubrückführungsleitung in die Mischkammer strömen können.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht dabei eine gezielte Einstellung
der Wirksamkeit des Bypass-Systemes durch Abführung von Staub oder Gas. Bei Erhöhung
der abgezogenen Bypass-Gasmenge erhöht sich zwar auch der Anteil der abgezogenen
Staubmenge,
doch kann dieser höhere Staubanteil durch eine schnellere
Bewegung des Förderorqanes wieder verringert werden.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die hierdurch erzielten Vorteile werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines
in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen Fig.1 ein Schema eines Ausführungsbeispieles
der Gesamtanlage, Fig.2 ein Detail, das die Mischkammer und ìhre räumliche Anordnung
am Ofeneinlaufgehäuse zeigt, Fig.3 eine Stirnansicht der Mischkammer in Richtung
des Pfeiles III der Fig.2.
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Die in Fig.1 schematisch veranschaulichte Anlage zur Wärmebehandlung
von feinkörnigem Gut, insbesondere von Zementrohmaterial, enthält einen vierstufigen
Zyklonvorwärmer 1 und einen Drehrohrofen 2. In dem Zyklonvorwärmer 1, bestehend
aus den Zyklonen 3a, 3b, 4, 5a, 5b, 6a bis 6d, wird das Gut rnit den Abgasen des
Drehrohrofens 2 vorgewärmt.
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Die vom Einlaufgehäuse 7 des Drehrohrofens 2 zu den Zyklonen 3a, 2b
der untersten Zyklonstufe führende Ofenabgasleitung 8 kann mit zusätzlichen Brennern
ausgerüstet
sein und eine Vorcalcinationszone zur weitgehenden Entsäuerung des vorgewärmten
Gutes vor Eintritt in den Drehrohrofen bilden.
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Die Zyklone des Vorwärmers 1 sind über ihre Gas-und Ciutleitungen
in der aus Fig.1 ersichtlichen, bekannten Weise verbunden, was keiner näheren Erläuterung
bedarf. Die Abgasleitung 9 des Zyklonvorwärmer 1 führt zu einem Verdampfungskühler
10, von dem ein Ventilator 11 die Abgase über eine Leitung 12 einem Schadstoff-Filter
13 zuführt, wonach sie über einen Ventilator 14 ins Freie entlassen werden.
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An das Einlaufgehäuse 7 des Drehrohrofens 2 ist eine Bypass-Leitung
15 angeschlossen, die zu einer Mischkammer 16 führt, deren Einzelheiten anhand der
Fig.2 und 3 noch erläutert werden. Der Hauptteil des Staubes, der in dem über die
Bypass-Leitung 15 abgezweigten Gasstrom enthalten ist, wird in der Mischkammer 16
abgeschieden und durch eine Förderleitung 17 zurück in das Ofeneinlaufgehäuse 7
gefördert. Diese zur Staubrückführung dienende Förderleitung 17 mündet - bezogen
auf den Anschluß der Bypass-Leitung 15 - an einer näher am Drehrohr, ofen 2 gelegenen
Stelle in das EinlaufgehAuse 7.
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Von der Abgas leitung 9 des Zyklonvorwärmers 1 zweigt eine den Verdampfungskühler
10 umgehende, direkt zum Ventilator 11 führende Leitung 18 ab, von der eine weitere
Leitung 19, in der ein Ventilator 20 angeordnet ist, zur Mischkammer 16 führt. In
diese
Leitung 19 mündet zwischen der Abzweigstelle von der Leitung
18 und dem Ventilator 20 eine Frischluftleitung 21 ein. In den Leitungen 19 und
21 sind Klappen 22 bzw. 23 vorgesehen.
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In der Mischkammer 16 wird der über die Bypass-Leitung 15 zugeführte
Teilstrom der heißen Ofenabgase mittels des über die Leitung 19 zugeführten gasstromes
von geringerer Temperatur abgekühlt.
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Zugleich wird der größte Teil des in dem Ofenabgas strom enthaltenen
Staubes abgeschieden und über die Förderleitung 17 zum Drehrohrofen 2 zurückgeführt.
Das Mischgas strömt aus der Mischkammer 16 über eine Leitung 24 in die Leitung 18
zurück und wird vom Ventilator 11 dem Schadstoff-Filter 13 zugeführt. In der Leitung
24 ist eine regelbare Jalousieklappe 25 angeordnet.
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Im Normalbetrieb der Anlage (ohne Abzweigung eines Bypass-Gasstromes)
wird das gesamte Abgas des Drehrohrofens 2 über den Zyklonvorwärmer 1 geführt und
durc:h den Ventilator 11 abgezogen. Ein Stößel 26 in der Mischkammer 16 verschließt
hierbei die Bypass-Leitung 15.
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Im Bypass-Betrieb wird der Stößel 26 (nach rechts) zurückgefahren.
Mit dem Ventilator 20 und der Jalousieklappe 25 wird die Bypass-Gasmenge eingestellt.
Der aus dem Einlaufgehäuse 7 des Drehrohrofens 2 abgezweigte heiße Bypass-Gasstrom
wird durch den vom Ventilator 20 geförderten Gasstrom niedrigerer Temperatur abgekühlt.
Die in der
Frischluftleitung 21 vorgesehene Klappe 23 dient hierbei
zur Vermeidung von Temper-Iturspitzen.
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In der Mischkammer 16 wird ein Teil des im abgezweigten Bypass-Gasstrom
enthaltenen Staubes ausgeschieden und über die Förderleitung 17 zum Drehrohrofen
2 zurückgeführt. Der andere Teil des Staubes gelangt mit dem Gasstrom zum Schadstofffilter
13 und wird hier abgeschieden.
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Die Fig.2 und 3 veranschaulichen die Einzelheiten der Mischkammer
16.
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Dabei ist aus Fig.2 die räumliche Anordnung der Mischkammer 16 in
bezug auf das Einlaufgehäuse 7 und den Drehrohrofen 2 ersichtlich (zur Klarstellung
sei angemerkt, daß in der Schemadarstellung der Fig.1 die Mischkammer um 900 versetzt
gegenüber ihrer tatsächlichen Lage dargestellt ist).
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Bezeichnet man die vertikale Längsmittelebene des Drehrohrofens 2
mit 27 (dies ist zugleich die vertikale Mittelebene des Einlaufgehäuses- 7), so
ist der Anschluß der Bypass-Leitung 15 nach der Seite hin (in Fig.2 nach rechts)
versetzt, auf der sich die Umfangswand des Drehrohrofens 2 im Betrieb nach oben
bewegt (die Drehrichtung des Drehrohrofens ist in Fig.2 mit dem Pfeil 28 angedeutet,
so daß sich im Drehrohrofen 2 das Gut 29 in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise abbösch.
Berücksichtigt man die Fallbewegung des Gutes im Drehrohrofen bei dieser Drehbewegung,
so wird verständlich, daß
die Staubkonzentration des den Drehrohrofen
2 und das Einlaufgehäuse 7 durchsetzenden Gasstromes in der rechten Querschnittshälfte
(wo sich die Umfangswand des Drehrohrofens im Betrieb nach oben bewegt) geringer
als in der linken Querschnittshälfte ist (dort fällt ein größerer Anteil des hochgehobenen
Materiales durch den Gasstrom nach unten). Der Anschluß der Bypass-Leitung 15 ;In
das Ofeneinlaufgehäuse 7 ist demgemäß gegendber der vertikalen Längsmittelebene
27 nach rechts versetzt und d.amit in einer Zone niedrior Staubkonzentration vorgesehen.
Dadurch ergeben sich geringere Staubverluste durch den abgezweiten Bypass-Gasstrom,
und es wird auch die Ansatzgefahr durch Staubanbackungen verringert.
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Die als Zentrifugalabscheider ausgebildete Mischkammer 16 ist mit
ihrer Achse 30 etwa horizontal angeordnet. Sie enthält einen axialen Anschluß für
die außerordentlich kurz ausgebildete Bypass-Gas Leitung 15, einen tangentialen
Anschluß 31 für die Kühlgasleitung 19, einen. gegenüber diesem Anschluß 31 in axialer
Richtung und in Umfangsrichtung versetzten radialen Anschluß 32 für die das Mischgas
führende Leitung 24 sowie im unteren Bereich einen Staubsammeltrichter 33. An den
Staub sammeltrichter 33 schließt sich die zur Staubrcführung dienende Förderleitung
17 an, in der eine Förderschnecke 34 angeordnet ist. Die Förderleituncl 17 ist bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichfalls etwa horizontal angeordnet.
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Der tangentiale Anschluß 31 der dn Kühlgasstrom führenden Leitung
19 schließt unmittelbar an den axialen Anschluß der Bypass-Leitug 15 an (vgl.
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Fig.2), so daß der Kühlgasstrom den zentral eintretenden Heißgasstrom
sofort ummantelt, ihn bei der weiteren Strömungsbewegung abkühlt und sich mit ihm
gut vermischt. Der radiale Anschluß 32 der das Mischyas führenden Leitung 24 und
der Staubsammeltrichter 33 grenzen an die dem axialen Anschluß der Bypass-Leitung
15 abgewandte Stirnseite 35 der Mischkammer 16 an.
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Der Anschluß der Bypass-Leitung 15 wird durch eine Keramikdüse gebildet,
die bei dem dargestellten Ausfithrungsbeispiel praktisch die gesamte Bypass-Leitung
darstellt. Diese Keramikdilse ist durch einen Keramikstopfen 36 verschließbar, der
zusammenXmit einem ihn tragenden Rohr 37 den anhand von Fig.1 bereits erwähnten
Stößel 26 bildet.
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Das Rohr 37 ist auf Rollen 38 gelagert und durchsetzt die Mischkammer
16 in axialer Richtung. Durch eine Betätigungseinrichtung 39 ist der Keramikstopfen
36 zwischen seinen im Bereich der beiden Stirnwände der Mischkammer 16 befindlichen
Endlagen hin- und herbewegbar.
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Soll. der Bypass-Betrieb unterbrochen (die gesamte Abgasmenge des
Ofens somit durch den Vorwärmer 1 geführt) werden, so fährt der Keramikstopfen 36
in die die Bypass-Leitung 15 bildende Keramikdüse ein und reinigt diese hierbei
von etwaigen An-
packungen. Beim Of£nen fährt der Keramikstopfen
36 bis an die gegenüberliegende Stirnwand 35 er Mischkammer 16 und schließt mit
seinem Dichtkragen 36a die Durchlaßöffnung für das Rohr 37. Die Vorschubbewegung
des vom Keramikstopfen 36 und vom Rohr 37 gebildeten Stößels 26 erfolgt kraftabhängig,
um Deformationen und Schäden am Stößel bzw. an der Kammer zu vermeiden.
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In der zugleich als Zentrifugalabscheider ausvebildeten Mischkammer
16 ergibt sich eine gewisse Separierung der Stäube durch das Zentrifugalfeld.
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Das meist weniger schadstoffreiche Grobkorn wird ausgeschieden und
durch die Förderschnecke 34. wieder dem Drehrohrofen 2 zugeführt. Das häufig mit
Schadstoffen angereicherte Feinkorn wird dagegen vom Mischgas über die Leitung 24
ausgetragen uld erst im Schadstoff-Filter 13 abgeschieden.
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Es besteht im übrigen auch die Möglichkeit, an d Förderleitung 17
eine in Fig.2 gestrichelt angedeutete Abzugsöffnung 40 vorzusehen, über die ein
einstellbarer Teil des in der Förderle@-tung 17 geförderten Staubes abgezogen und
damit aus dem System entfernt werden kann. Auf diese Weise läßt sich der äußere
Staubkreislauf über den Zyklonvorwärmer 1 und die Bypass-Anlage yewünschtenfalls
reduzieren.
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Das in der Förderleitung 17 vorgesehene Förderorgan muß nicht unbedingt
als Schnecke ausgebildet sin.
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Im Rahmen der Erfindung können auch andere Arten von Förderorganen
eingesetzt werden.
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Da nach dem Vorwärmer eine Konzentration leicht flüchtiger Schadstoffe
im Gas und an der Bypass-Leitung eine Konzentration schwer flüchtiger Schadstoffe
vorhanden ist, kann durch die Mischung in der Mischkammer das Verhältnis beider
Schadstoffarten eingestellt werden, und es können beide Schadstoffe in einem Filter
entstaubt werden.
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