DE3520927A1

DE3520927A1 - Vorrichtung zur waermebehandlung von feinkoernigem gut

Info

Publication number: DE3520927A1
Application number: DE19853520927
Authority: DE
Inventors: Manfred 4722 Ennigerloh Strohbusch
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1985-06-11
Filing date: 1985-06-11
Publication date: 1986-12-11

Description

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem
Gut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei den bisher bekannten Zementbrennanlagen mit einer dem Drehrohrofen vorgeschalteten Vorcalcinationszone wird die vom Calcinierbrenner benötigte Verbrennungsluft als Heißluft (sog. Tertiärluft) vom Klinkerkühler abgenommen. Der Tertiärluftanschluß ist dabei bisher entweder am Gehäuseoberteil des Kühlers oder am Ofenkopf vorgesehen.
Die Anordnung des Tertiärluftanschlusses am Ofenkopf ist mit dem Nachteil behaftet, daß die auf diese Weise abgezogene Tertiärluft sehr viel Klinkerstaub mit sich führt, was zu starken Verschleißerscheinungen an der Ausmauerung der Tertiärluftleitung sowie an den Drosselklappen führt. Die an diesen Teilen immer wieder notwendigen Reparaturen erfordern hohe Kosten.
Eine Möglichkeit zur Herabsetzung des Staubgehaites der Tertiärluft besteht darin, die Tertiärluft nicht aus dem Ofenkopf, sondern aus dem Kühleroberteil hinter dem Ofenkopf abzuziehen. Bei einer solchen Ausführung ist zwar der Staubgehalt geringer, jedoch ist auch die Tertiärlufttemperatur niedriger, was für den Betrieb der Vorcalcinationszone nicht optimal ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß die Tertiärluft einen geringen Staubgehalt und eine hohe Temperatur besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäß im Ofenkopf und Kühlerhals vorgesehene Trennwand, die bis dicht über die Oberfläche des Klinkerbettes nach unten gezogen ist, ermöglicht eine staubarme Tertiärluftabsaugung im Heißbereich des Kühlers und ergibt damit eine hohe Tertiärlufttemperatur bei gleichzeitig niedrigem Staubgehalt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V der Fig. 4.
Die in den Figuren 1 und 2 nur in den für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teilen dargestellte Zementbrennanlage enthält einen (nicht veranschaulichten) mehrstufigen Vorwärmer, einen Drehrohrofen 1, einen Kühler 2 sowie eine zwischen dem Vorwärmer und dem Drehrohrofen 1 angeordnete Vorcalcinationszone, die durch die den Drehrohrofen mit dem Vorwärmer verbindende Gasleitung gebildet wird.
Die von den Abgasen des Drehrohrofens 1 durchströmte Vorcalcinationszone wird mit zusätzlichem Brennstoff versorgt und erhält ihre Verbrennungsluft (die sog. Tertiärluft) vom Kühler 2 über eine Tertiärluftleitung 3.
Der Übergang zwischen dem Drehrohrofen 1 und dem Kühler 2 wird durch einen Ofenkopf 4 und einen Kühlerhals 5 gebildet.
Der Ofenkopf 4 und der Kühlerhals 5 werden durch eine etwa vertikal angeordnete Trennwand 6 in zwei Kammern unterteilt. Die erste Kammer 7 dient zur Überführung des Gutes vom Drehrohrofen 1 in den Kühler 2 und zum Abzug der Sekundärluft (Pfeil 9) für den Ofenbrenner 10. Die zweite Kammer 8 dient zum Abzug der Tertiärluft (Pfeil 11) und ist an die Tertiärluftleitung 3 angeschlossen.
Die Trennwand 6 ist verhältnismäßig weit nach unten, bis dicht über das Klinkerbett 12 geführt.
Der Abstand a zwischen der unteren Kante der Trennwand 6 und der Oberseite des Klinkerbettes 12 ist so bemessen, daß in diesem freien Strömungsraum für den unter der Trennwand 6 in Längsrichtung des Kühlers 2 strömenden Teil der Sekundärluft die vorgegebene Maximalgeschwindigkeit gerade nicht überschritten wird.
Der Kühler 2, der beispielsweise als Schubrostkühler ausgebildet ist, enthält in dem in Fig. 1 sichtbaren vorderen Teil vier Druckkammern 13, 14, 15, 16, über die Druckluft (Pfeile 17 bis 20) dem Klinkerbett 12 zuströmt. Da sich die Trennwand 6 etwa oberhalb der Wand 21 zwischen der ersten und zweiten Druckkammer 13 bzw. 14 befindet, wird die Sekundärluft (Pfeil 9) im wesentlichen durch die über die Druckkammern 13 und 14 zugeführte Kühlluft gebildet, während die Luft aus den Druckkammern 15 und 16 als Tertiärluft (Pfeil 11) der Vorcalcinationszone zugeführt wird.
In der zweiten Kammer 8 ist ein Tunnel 22 vorgesehen, der im Bereich der Trennwand 6 zur Kammer 7 hin offen ist und an seiner Außenseite durch ein Verschlußorgan 23 verschlossen ist. Durch den Tunnel 22 ist die Brennerlanze 10a des Ofenbrenners hindurchgeführt. Außerdem kann der Tunnel 22 für Wartungsarbeiten verwendet werden, beispielsweise für eine Begehung des Drehrohrofens 1 oder zum Einbringen von Ausmauerungsmaterial in den Ofen.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tertiärluftleitung 3 etwa mittig über dem Drehrohrofen 1 angeordnet.
Durch die mittels der Trennwand 6 bewirkte Unterteilung des Ofenkopfes 4 und des Kühlerhalses 5 in die beiden Kammern 7 und 8 wird erreicht, daß die Tertiärluft (Pfeil 11) einerseits weitgehend staubfrei ist, andererseits eine sehr hohe Temperatur besitzt. Die weitgehende Staubfreiheit der Tertiärluft ist vor allem darauf zurückzuführen, daß durch die tief nach unten gezogene Trennwand 6 eine weitgehende Abschirmung des Tertiärluftstromes von der Zone hoher Staubentwicklung erreicht ist (nämlich von dem Bereich der Kammer 7, in der der fallende Klinker auf das Klinkerbett des Kühlers aufprallt, die Kühlluft mit besonders hoher Pressung im Querstrom von unten durch das Klinkerbett geblasen wird und in der sich schließlich auch durch den vom herabfallenden Klinker mitgeführten Feinstaub ein hoher Staubanteil einstellt).
Die Lage der Trennwand 6 in Ofenlängsrichtung wird vor allem durch den Querschnitt des Kühlerhalses 5 bestimmt. Entsprechend der maximalen Ofenleistung wird die Sekundärluftmenge berechnet und für eine vorgegebene maximale Sekundärluftgeschwindigkeit der Kühlerhalsquerschnitt festgelegt. Damit ist die Lage der Trennwand 6 in Ofenlängsrichtung definiert.
Der Querschnitt der zum Abzug der Tertiär luft dienenden Kammer 8 wird in gleicher Weise bestimmt, wobei man jedoch aufgrund der durch die Trennwand 6 herbeigeführten geringeren Staubmenge in der Tertiärluft eine größere maximale Tertiärluftgeschwindigkeit und damit einen kleineren Tertiärluftanschlußquerschnitt als bei den bisherigen Ausführungen zulassen kann.
Die senkrechte Dimensionierung der Trennwand 6 im Kühlereinlauf (d.h. der Abstand a) wird vor allem durch zwei Faktoren bestimmt: Zum einen muß ein freier Durchtritt des Klinkers in Kühlerauslaufrichtung bei maximaler Klinkerbetthöhe gewährleistet sein. Zum andern muß über dem Klinkerbett 12 noch so viel freier Durchtritt sein, daß der aus dem Kühlerraum in Kühlerauslaufrichtung noch benötigte Teil der Sekundärluft beim Querstrom unter der Trennwand 6 eine vorgegebene Maximalgeschwindigkeit nicht überschreitet. Auf diese Weise wird eine unnötige Erhöhung des Staubanteiles in der Sekundärluft sowie ein Verschleiß an der Unterkante der Trennwand 6 vermieden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der zweiten Kammer 8 gleichfalls ein Tunnel 22 zur Durchführung der Brennerlanze 10a sowie für Wartungs- und Oberwachungsarbeiten vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Tunnel 22 an seiner Außenseite offen, während die Trennwand 6 eine Öffnung 24 aufweist, die durch ein Verschlußorgan 25 abgedeckt ist. Durch das Verschlußorgan 25 sind die Brennerlanze 10a sowie (nicht im einzelnen veranschaulichte) Einrichtungen zur Überwachung des Ofenbetriebs (wie Fernsehkamera, Temperaturmeßeinrichtungen usw.) hindurchgeführt. Das Verschlußorgan 25 läßt sich an einem fahrbaren Träger 26 in LäncTsrichtung herausfahren. Der die Brennerlanze 10d tragende Brennerwagen ist mit 27 bezeichnet.
Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ofenkopf 4 zweigeteilt ausgebildet und besteht aus einem die erste Kammer 7 umschließenden stationären ersten Teil und einem die zweite Kammer 8 umschließenden, in Längsrichtung verfahrbaren zweiten Teil 4b. Der obere Teil 6a der Trennwand 6 ist mit dem Teil 4b des Ofenkopfes 4 verbunden und gemeinsam mit diesem verfahrbar. Der untere Teil 6b der Trennwand 6 ist stationär im Kühlerhals 5 angeordnet.
Im oberen Teil 6a der Trennwand 6 ist eine Öffnung 28 vorgesehen, durch die die Brennerlanze 10a hindurchgeführt ist. Der Durchmesser dieser Öffnung 28 ist nur wenig größer als der der Brennerlanze 10a.
Wie Fig. 5 erkennen läßt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Tertiärluftleitung 3 zumindest im Bereich ihres Anschlusses an die zweite Kammer 8 seitlich neben dem Drehrohrofen 1 angeordnet. Die Querschnittskontur der zweiten Kammer 8 des Ofenkopfes 4 liegt - in Ofenlängsrichtung betrachtet (vgl. Fig. 5) - zumindest teilweise innerhalb der Querschnittskontur der ersten Kammer 7 des Ofenkopfes. In dem hierdurch frei zugänglichen Querschnittsteil der ersten Kammer 7 sind demgemäß in der Stirnwand der Kammer 7 Einrichtungen 29 zur Oberwachung des Ofenbetriebes (wie Fernsehkamera, Temperaturmeßeinrichtungen usw.) vorgesehen.
Die Einrichtungen zum Verfahren des Teiles 4b des Ofenkopfes 4 sind mit 30 angedeutet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 kann der Teil 4b des Ofenkopfes 4 nach Trennung vom Teil 4a zusammen mit dem oberen Teil 6a der Trennwand 6 in Längsrichtung des Ofens nach hinten gefahren werden, wonach der Zugang zum Drehrohrofen für erforderliche Wartungsarbeiten frei ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut, insbesondere zum Brennen von Zement, enthaltend a) einen mehrstufigen Vorwärmer, b) einen Drehrohrofen (1), c) einen Kühler (2), d) eine zwischen dem Vorwärmer und dem Drehrohrofen (1) angeordnete, von den Abgasen des Drehrohrofens durchströmte Vorcalcinationszoine, e) wobei dem Drehrohrofen (1) Sekundärluft (9) und der mit zusätzlichem Brennstoff versorgten Vorcalcinationszone Tertiärluft (11) vom Kühler (2) zugeleitet werden, - gekennzeichnet durch folgende Merkmale: f) Im Bereich des Uberganges zwischen Drehrohrofen (1) und Kühler (2) sind der Ofenkopf (4) und der Kühlerhals (5) durch eine Trennwand (6) in eine zur Überführung des Gutes vom Drehrohrofen (1) in den Kühler (2) und zum Abzug der Sekundärluft (9) dienende erste Kammer (7) und eine zum Abzug der Tertiärluft(11) dienende zweite Kammer (8) unterteilt; g) die zwischen den beiden Kammern (7, 8) vorgesehene Trennwand (6) ist so weit nach unten geführt, daß eine vorgegebene Maximalgeschwindigkeit der Sekundärluft unterhalb dieser Trennwand (6) gerade nicht überschritten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (6) etwa vertikal angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Kühler (2) mehrere gesondert belüftete Druckkammern (13, 14, 15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (6) etwa oberhalb der Wand (21) zwischen der ersten und zweiten Druckkammer (13,14) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (8) ein Tunnel (22) zur Durchführung der Brennerlanze (1Oa) und/oder für Wartungsarbeiten vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (22) im Bereich der Trennwand (6) offen ausgebildet ist und an seiner Außenseite ein Verschlußorgan (23) auf weist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an seiner Außenseite offene Tunnel (22) im Bereich der Trennwand (6) eine mittels eines Verschlußorganes (25) abdeckbare Öffnung (24) aufweist, wobei durch das Verschlußorgan -<25) die Brennerlanze (10a) sowie Einrichtungen zur Überwachung des Ofenbetriebes hindurchgeführt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tertiärluftleitung (3) zumindest im Bereich ihres Anschlusses an die zweite Kammer (8) über dem Drehrohrofen (1) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkopf (4) zweigeteilt ausgebildet ist, wobei der die erste Kammer (7) umschließende erste Teil (4a) des Ofenkopfes stationär und der die zweite Kammer (8) umschließende zweite Teil (4b) des Ofenkopes in Ofenlängsrichtung verfahrbar ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der innerhalb des Ofenkopfes (4) befindliche obere Teil (6a) der Trennwand (6) gemeinsam mit dem zweiten Teil (4b) des Ofenkopfes verfahrbar ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand (6) eine zur * Durchführung der Brennerlanze (1Oa) dienende Öffnung (28) vorgesehen ist, deren Durchmesser nur wenig größer als der der Brennerlanze ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tertiärluftleitung (3) zumindest im Bereich ihres Anschlusses an die zweite Kammer (8) seitlich neben dem Drehrohrofen (1) angeordnet und die Querschnittskontur der zweiten Kammer (8) des Ofenkopfes (4) - in Ofenlängsrichtung betrachtet - zumindest teilweise innerhalb der Querschnittskontur der ersten Kammer (7) des Ofenkopfes liegt, wobei in dem hierdurch frei zugänglichen Querschnittsteil der ersten Kammer (7) des Ofenkopfes Einrichtungen (29) zur Überwachung des Ofenbetriebes vorgesehen sind.