DE3403449C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Vorrichtung entsprechend der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art ist durch die DE-A 27 42 099 bekannt. Die in der Bypass-Leitung angeordnete Mischkammer ist im wesentlichen verti­ kal 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.

Bei der Weiterentwicklung dieser bekannten Vor­ richtung haben sich nun verschiedene Verbesserun­ gen als wünschenswert erwiesen. Da die Rückführung des in der Mischkammer abgeschiedenen Staubes in das Ofeneinlaufgehäuse durch reine Schwerkraftwir­ kung eine aufrechte Bauweise der Mischkammer und eine gewisse Bauhöhe erforderlich macht, ergeben sich bei Umbauten vorhandener Anlagen, die nach­ träglich mit einer Bypass-Leitung ausgerüstet wer­ den sollen, vielfach Schwierigkeiten hinsichtlich der Unterbringung der Mischkammer durch die vorhan­ dene Hauptbühne, auf der die Zyklone der untersten Stufe des Vorwärmers angeordnet sind. Bei neuen Anlagen ergibt sich durch die Anordnung des An­ schlusses der Bypass-Leitung und die Mischkammer eine unerwünschte Vergrößerung der Bauhöhe des Vorwärmers.

Weiterhin ist ein gewisser Nachteil der bekannten Ausführung darin zu sehen, daß ein Teil des in der Mischkammer bereits abgeschiedenen Staubes bei sei­ ner Abwärtsbewegung durch den trichterförmigen unteren Teil der Mischkammer von den entgegen­ strömenden Gasen erfaßt und wieder in die Misch­ kammer zurückgeführt wird, wodurch sich ein uner­ wünschter Staubkreislauf zwischen dem Ofeneinlauf­ gehäuse und der Mischkammer einstellen kann. Hier­ mit hängt zusammen, daß eine genaue Einstellung der Wirksamkeit des Bypass-Systemes durch Abfüh­ ren von Staub oder Gas nicht ohne weiteres möglich ist: Wird die abgezogene Menge des Bypass-Gas­ stromes vergrößert, so erhöht sich im allgemeinen auch der Anteil der abgezogenen Staubmenge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Mängel der be­ kannten Ausführung eine Vorrichtung der im Ober­ begriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art da­ hin weiterzuentwickeln, daß die durch den An­ schluß der Bypass-Leitung und die Mischkammer bedingte Bauhöhe wesentlich verringert und zu­ gleich eine gezielte Einstellung der Wirksamkeit des Bypass-Systemes ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn­ zeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

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 Misch­ kammer erforderliche Bauhöhe wesentlich verringert, da für die Staubrückführung keine freie Fallhöhe mehr erforderlich ist. Diese Verringerung der Bau­ höhe 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 wesent­ liche Erleichterung dar, da auf die Höhe der Haupt­ bühne keine Rücksicht genommen werden muß.

Indem die Staubrückführung von der Mischkammer in das Einlaufgehäuse des Drehrohrofens durch eine von der Bypass-Leitung gesonderte Förderleitung er­ folgt, wird die Gefahr vermieden, daß bereits ab­ geschiedener Staub auf seinem Weg durch die Bypass- Leitung wieder in die Mischkammer mitgenommen wird. Das Förderorgan gewährleistet hierbei, daß in der Staubrückführungsleitung stets ein Material­ verschluß vorhanden ist, so daß die Ofenabgase nicht durch die Staubrückführungsleitung in die Mischkammer strömen können.

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 Förderorganes wieder verringert werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die hierdurch er­ zielten Vorteile werden im Zusammenhang mit der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschau­ lichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Schema eines Ausführungsbeispieles der Gesamtanlage,

Fig. 2 ein Detail, das die Mischkammer und ihre räumliche Anordnung am Ofeneinlaufgehäuse zeigt,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Mischkammer in Rich­ tung des Pfeiles III der Fig. 2.

Die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, insbe­ sondere von Zementrohmaterial, enthält einen vier­ stufigen Zyklonvorwärmer 1 und einen Drehrohrofen 2. In dem Zyklonvorwärmer 1, bestehend aus den Zyklonen 3 a, 3 b, 4, 5 a, 5 b, 6 a bis 6 d, wird das Gut mit den Abgasen des Drehrohrofens 2 vorgewärmt. Die vom Einlaufgehäuse 7 des Drehrohrofens 2 zu den Zyklonen 3 a, 2 b der untersten Zyklonstufe führen­ de Ofenabgasleitung 8 kann mit zusätzlichen Brennern ausgerüstet sein und eine Vorcalcinationszone zur weitgehenden Entsäuerung des vorgewärmten Gutes vor Eintritt in den Drehrohrofen bilden.

Die Zyklone des Vorwärmers 1 sind über ihre Gas- und Gutleitungen in der aus Fig. 1 ersichtlichen, bekannten Weise verbunden, was keiner näheren Er­ läuterung bedarf. Die Abgasleitung 9 des Zyklon­ vorwärmers 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 ent­ lassen werden.

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 Haupt­ teil des Staubes, der in dem über die Bypass-Lei­ tung 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 Einlaufgehäuse 7.

Von der Abgasleitung 9 des Zyklonvorwärmers 1 zweigt eine den Verdampfungskühler 10 umgebende, 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 Frischluftlei­ tung 21 ein. In den Leitungen 19 und 21 sind Klappen 22 bzw. 23 vorgesehen.

In der Mischkammer 16 wird der über die Bypass- Leitung 15 zugeführte Teilstrom der heißen Ofen­ abgase mittels des über die Leitung 19 zugeführ­ ten Gasstromes von geringerer Temperatur abgekühlt. Zugleich wird der größte Teil des in dem Ofenab­ gasstrom enthaltenen Staubes abgeschieden und über die Förderleitung 17 zum Drehrohrofen 2 zurück­ geführt. 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.

Im Normalbetrieb der Anlage (ohne Abzweigung eines Bypass-Gasstromes) wird das gesamte Abgas des Dreh­ rohrofens 2 über den Zyklonvorwärmer 1 geführt und durch den Ventilator 11 abgezogen. Ein Stößel 26 in der Mischkammer 16 verschließt hierbei die Bypass-Leitung 15.

Im Bypass-Betrieb wird der Stößel 26 (nach rechts) zurückgefahren. Mit dem Ventilator 20 und der Jalousieklappe 25 wird die Bypass-Gasmenge einge­ stellt. Der aus dem Einlaufgehäuse 7 des Drehrohr­ ofens 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 Temperaturspitzen.

In der Mischkammer 16 wird ein Teil des im abge­ zweigten Bypass-Gasstrom enthaltenen Staubes aus­ geschieden und über die Förderleitung 17 zum Dreh­ rohrofen 2 zurückgeführt. Der andere Teil des Staubes gelangt mit dem Gasstrom zum Schadstoff­ filter 13 und wird hier abgeschieden.

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen die Einzelheiten der Mischkammer 16.

Dabei ist aus Fig. 2 die räumliche Anordnung der Mischkammer 16 in bezug auf das Einlaufgehäuse 7 und den Drehrohrofen 2 ersichtlich (zur Klar­ stellung sei angemerkt, daß in der Schemadar­ stellung der Fig. 1 die Mischkammer um 90° versetzt gegenüber ihrer tatsächlichen Lage dargestellt ist). Bezeichnet man die vertikale Längsmittelebene des Drehrohrofens 2 mit 27 (dies ist zugleich die ver­ tikale 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 2 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 abböscht). 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 Quer­ schnittshälfte ist (dort fällt ein größerer An­ teil des hochgehobenen Materials durch den Gas­ strom nach unten). Der Anschluß der Bypass-Leitung 15 an das Ofeneinlaufgehäuse 7 ist demgemäß ge­ genüber der vertikalen Längsmittelebene 27 nach rechts versetzt und damit in einer Zone niedriger Staubkonzentration vorgesehen. Dadurch ergeben sich geringere Staubverluste durch den abgezweig­ ten Bypass-Gasstrom, und es wird auch die Ansatz­ gefahr durch Staubanbackungen verringert.

Die als Zentrifugalabscheider ausgebildete Misch­ kammer 16 ist mit ihrer Achse 30 etwa horizontal angeordnet. Sie enthält einen axialen Anschluß für die außerordentlich kurz ausgebildete Bypass- Gasleitung 15, einen tangentialen Anschluß 31 für die Kühlgasleitung 19, einen gegenüber diesem Anschluß 31 in axialer Richtung und in Umfangs­ richtung 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 Staubrück­ führung dienende Förderleitung 17 an, in der eine Förderschnecke 34 angeordnet ist. Die Förderlei­ tung 17 ist bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel gleichfalls etwa horizontal angeordnet.

Der tangentiale Anschluß 31 der den Kühlgasstrom führenden Leitung 19 schließt unmittelbar an den axialen Anschluß der Bypass-Leitung 15 an (vgl. Fig. 2), so daß der Kühlgasstrom den zentral ein­ tretenden Heißgasstrom sofort ummantelt, ihn bei der weiteren Strömungsbewegung abkühlt und sich mit ihm gut vermischt. Der radiale Anschluß 32 der das Mischgas führenden Leitung 24 und der Staubsammeltrichter 33 grenzen an die dem axia­ len Anschluß der Bypass-Leitung 15 abgewandte Stirnseite 35 der Mischkammer 16 an.

Der Anschluß der Bypass-Leitung 15 wird durch eine Keramikdüse gebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel praktisch die gesamte Bypass- Leitung darstellt. Diese Keramikdüse ist durch einen Keramikstopfen 36 verschließbar, der zu­ sammen mit einem ihn tragenden Rohr 37 den anhand von Fig. 1 bereits erwähnten Stößel 26 bildet.

Das Rohr 37 ist auf Rollen 38 gelagert und durch­ setzt die Mischkammer 16 in axialer Richtung. Durch eine Betätigungseinrichtung 39 ist der Keramik­ stopfen 36 zwischen seinen im Bereich der beiden Stirnwände der Mischkammer 16 befindlichen End­ lagen hin- und herbewegbar.

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 backungen. Beim Öffnen fährt der Keramikstopfen 36 bis an die gegenüberliegende Stirnwand 35 der Mischkammer 16 (strichpunktiert in Fig. 2 eingezeichnet) und schließt mit seinem Dichtkragen 36 a die Durchlaßöffnung für das Rohr 37. Die Vor­ schubbewegung des vom Keramikstopfen 36 und vom Rohr 37 gebildeten Stößels 26 erfolgt kraftab­ hängig, um Deformationen und Schäden am Stößel bzw. an der Kammer zu vermeiden.

In der zugleich als Zentrifugalabscheider ausgebil­ deten Mischkammer 16 ergibt sich eine gewisse Separierung der Stäube durch das Zentrifugalfeld. Das meist weniger schadstoffreiche Grobkorn wird ausgeschieden und durch die Förderschnecke 34 wie­ der dem Drehrohrofen 2 zugeführt. Das häufig mit Schadstoffen angereicherte Feinkorn wird dagegen vom Mischgas über die Leitung 24 ausgetragen und erst im Schadstoff-Filter 13 abgeschieden.

Es besteht im übrigen auch die Möglichkeit, an der Förderleitung 17 eine in Fig. 2 gestrichelt angedeutete Abzugsöffnung 40 vorzusehen, über die ein einstellbarer Teil des in der Förderlei­ 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 ge­ wünschtenfalls reduzieren.

Das in der Förderleitung 17 vorgesehene Förderorgan muß nicht unbedingt als Schnecke ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Arten von Förderorganen eingesetzt werden.

Da nach dem Vorwärmer eine Konzentration leicht flüchtiger Schadstoffe im Gas und an der Bypass- Leitung eine Konzentration schwer flüchtiger Schad­ stoffe vorhanden ist, kann durch die Mischung in der Mischkammer das Verhältnis beider Schadstoff­ arten eingestellt werden, und es können beide Schadstoffe in einem Filter entstaubt werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörni­ gem Gut, enthaltend

• a) einen Vorwärmer (1) zur Vorwärmung des Gutes mit den Abgasen eines nachgeschalteten Dreh­ rohrofens (2),
• b) einen Drehrohrofen (2) zum Brennen des vorge­ wärmten Gutes,
• c) eine an die Gasleitung (7, 8) zwischen Dreh­ rohrofen (2) und Vorwärmer (1) angeschlosse­ ne Bypass-Leitung (15) zum Abzug eines Teil­ stromes der Ofenabgase,
• d) eine an die Bypass-Leitung (15) angeschlosse­ ne Mischkammer (16) zur Abkühlung des Teil­ stromes der heißen Ofenabgase mittels eines Gasstromes von geringerer Temperatur, wobei die Mischkammer (16) zugleich als Staubab­ scheider ausgebildet und eine Rückführung des in der Mischkammer (16) abgeschiedenen Staubes in den Drehrohrofen (2) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) die Staubrückführung durch eine von der Bypass-Leitung ( 15) gesonderte Förderlei­ tung (17) gebildet wird, die - bezogen auf den Anschluß der Bypass-Leitung (15) - an einer näher am Drehrohrofen (2) gelegenen Stelle in das Ofeneinlaufgehäuse (7) ein­ mündet und mit einem Förderorgan (34) ver­ sehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschluß der Bypass-Leitung (15) an das Ofeneinlaufgehäuse (7) - gegenüber einer durch die vertikale Längsmittelebene (27) des Drehrohrofens (2) gelegten Ebene nach der Seite hin, auf der sich die Umfangswand des Drehrohrofens im Betrieb nach oben bewegt, versetzt - in einer Zone niedrigster Staubkon­ zentration angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die als Zentrifugalabscheider ausgebildete Mischkammer (16) einen axialen Anschluß für die Bypass-Leitung (15), einen tangentialen Anschluß (31) für eine den Gas­ strom von geringerer Temperatur führende Lei­ tung (19), einen gegenüber diesem letztgenann­ ten Anschluß (31) in axialer Richtung und in Umfangsrichtung versetzten radialen Anschluß (32) für eine das Mischgas ab­ führende Leitung (24) sowie im unteren Bereich einen Staubsammeltrichter (33) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der tangentiale Anschluß (31) der den Gasstrom von geringerer Temperatur führenden Leitung (19) unmittelbar an den axia­ len Anschluß der Bypass-Leitung (15) anschließt, während der radiale Anschluß (32) der das Misch­ gas führenden Leitung (24) und der Staubsammel­ trichter (33) an die dem axialen Anschluß der Bypass-Leitung (15) abgewandte Stirnseite (35) der Mischkammer (16 ) angrenzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse (30) der Mischkammer (16) etwa horizontal angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschluß für die Bypass- Leitung (15) durch eine Keramikdüse gebildet wird, die durch einen Keramikstopfen (36) ver­ schließbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Keramikstopfen (36) über ein die Mischkammer (16) axial durchsetzendes, auf Rollen (38) gelagertes Rohr (37) durch eine Betätigungseinrichtung (39) zwischen sei­ nen im Bereich der beiden Kammerstirnwände be­ findlichen Endlagen hin- und herbewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von der Abgasleitung (9) des Vorwärmers (1), die über einen Ventilator (11) zu einem Schadstoff-Filter (13) führt, vor diesem Ventilator (11) eine mit einem wei­ teren Ventilator (20) versehene, zum tangentia­ len Anschluß (31) der Mischkammer (16) führen­ de Leitung (19) abzweigt, in die zwischen der Abzweigstelle und dem Ventilator (20) eine Frischluftleitung (21) einmündet, wobei in der Frischluftleitung (21) und in der Abzweiglei­ tung (19) vor der Einmündung der Frischluft­ leitung je eine Klappe (23 bzw. 22) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die das Mischgas abführende Leitung (24) mit einer regelbaren Jalousie­ klappe (25) versehen ist und hinter der Abzweig­ stelle erneut in die Abgasleitung (9, 18) des Vorwärmers (1) einmündet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit einer Förderschnecke (34) versehene Leitung (17) zur Staubrück­ führung eine zusätzliche Öffnung (40) zum Ab­ zug eines Staubteilstromes besitzt.