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Drehrohrofenanlage zum Brennen von Zement. Die Erfindung betrifft
einen Drehrohrofen zum Brennen von Zement, in welchem der Brennprozeß bei hoher
Temperatur einerseits, das Trocknen und Vorwärmen des Brenngutes anderseits in getrennten
Ofen erfolgen.
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Für die gute Ausbeute solcher Ofen ist nicht nur die richtige Verteilung
der Heizgase von ausschlaggebender Bedeutung, sondern es muß auch das Brenngut in
einen Zustand gebracht werden, der die Wärmeaufnahme und das Entweichen der auszutreibenden
Kohlensäure in jeder Weise begünstigt.
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In letzter Hinsicht ist die schädliche Wirkung des Staubes bis jetzt
nicht genügend erkannt worden. Es ist von größter Wichtigkeit, ihn zu beseitigen,
bevor das zu brennende Gut in den Brennofen gelangt.
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Bei der Anlage ,gemäß der Erfindung wird die Entstaubung bei hoher
Temperatur durch die Gase selbst bewirkt; eine besondere Auskleidung des letzten
Ofenabschnittes gestattet, die im Gasstrom enthaltene Wärmemenge bis zur äußerst
möglichen Grenze nutzbar zu machen.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Ofenanlage mit Wärmewiedergewinnung
nebst Einrichtungen zur Entstaubung von Brenngut und Gasen.
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Abb. r, welche die Ofenanlage schematisch wiedergibt, zeigt durch
punktierte Pfeile den Weg des Gutes, durch ausgezogene Pfeile
die
von den Verbrennungsgasen durchlaufenen Bahnen.
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Abb. a zeigt im Schnitt längs der Achse sowie im Querschnitt eine
Art der Ausgestaltung des unteren Teiles des Ofens für niedere Temperatur gemäß
Abb. i.
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Die Anlage nach Abb i umfaßt einen Brennofen a, der leicht geneigt
ist und seiner ganzen Länge nach mit einer starken feuerfesten und vom Außenrohr
isolierten Auskleidung versehen ist. Dieser Ofen enthält die Wärmequelle at und
dient dazu, das getrocknete, gekörnte und entstaubte, ihm bei hoher Temperatur zugeführte
Gut zu brennen.
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Der Ofen b ist gleichfalls geneigt und empfängt das angefeuchtete
Gut oder die teigige blasse, wenn es sich um das Näl:rverfallrerr handelt; er körnt
es, trocknet es sehr langsam und gleichmäßig und erhitzt es sodann in seinem unteren
Teil auf eine für die Ablieferung an den Ofen a genügende Temperatur.
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Die Auskleidung des Ofens b, die sorgfältig von dein äußeren Rohr
isoliert ist, besteht aus feuerfestem Stoli im unteren Ofenteil, ist dagegen im
ganzen oberen Ofenteil aus Metall ausgeführt.
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Zur Wiedergewinnung der in den den Brennofen verlassenden Rauchgasen
enthaltenen überschüssigen Wärme ist die Anlage mit geeigneten Mitteln versehen,
welche nach zwei verschiedenen Arten verwendet werden können. Die eine besteht darin,
daß der Gasstrom geteilt wird, die andere darin, daß ;eine Temperatur erniedrigt
wird.
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Im ersten Falle wird eine Gasmenge abgezweigt, welche eine für die
Arbeit im Ofen b ausreichende Wärmemenge enthält, den Rest der Gase leitet man zur
Wiedergewinnungsstelle. Im zweiten Falle läßt man die gesamte Gasmenge die @Viedergewinnungsstelle
durchlaufen und führt sie mit beträchtlich verminderter Temperatur dem Ofen b zu.
Die Anlage ist so eingerichtet, daß sie gleichzeitig nach beiden Arten betrieben
werden kann, wodurch sie sehr anpassungsfähig wird.
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Ein durch eine Einstellvorrichtung li regelbarer Teil der Gase durchströmt
das feuerfeste Rohr i, durch welches das Gut aus dem Ofen b in den Ofen
a fällt, reißt den darin enthaltenen Staub mit und bringt ihn in die Kammer
c, wo er sich ablagert und in Schächte gleitet, an deren Boden er abgezogen werden
kann.
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Der verbleibende Teil der den Ofen a verlassenden Gase durchströmt
die gegen Wärmeverluste sorgfältig geschützte Staubkammer d, von wo er nach den
Wärmeaustauschern geleitet wird. Am Austritt aus diesen kann der abgekühlte Gasstrom
durch die Stellvorrichtungen f und g nochmals in zwei Teile verzweigt werden, wovon
der eine durch die Speisewasservorwärmer geführt und für anderweitige Zwecke aus
der- Anlage ab-eleitet wird, der andere nach dein, Ofen b strömt, in welchen er
durch das Innere des damit fest verbundenen Rohres u eindrin@-t.
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Am Ende dieses Rohres mischt er sich mit jenen Gasen, welche unmittelbar
vom Ofen a kommen, und welche im ringförmigen Raum zwischen Ofenwand und Rohr
ei das bereit, getrocknete und gekörnte Gut auf nahezu die Temperatur erhitzt
haben, bei welcher die Austreibung der Kohlensäure beginnt.
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Dieser Ringraum kann auch eine andere Gestalt erhalten, z. B. die,
welche durch die beiden Schnitte. Abb. a dargestellt ist, und die sich dadurch kennzeichnet,
daß die Oberfläche der Auskleidung erheblich grül.ter ist. und daß das Gut dort
in so viele Teile zerlegt wird, wie die Anordnung einzelne Röhren enthält.
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In Drehöfen wird dem zu behandelnden Gut die W;irme nur zum Teil unmittelbar
durch die Verbrennungsgase -zugeführt; die gröl@ere \#,'iirniezufullr erhält es
durch Berührung mit der durch die Gase erhitzten Auskleidung. Durch die Verbesserung
dieses Austausches der Wärme ist es möglich, slic wirtschaftliche Ausbeute der üfen
zu verbessern.
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In den gewöhnlichen Öfen ist das Gut noch in der Brennzone mit grol")en
Mengen von Staub untermischt. Dieser Staub ist ein schlechter Wärmeleiter, welcher
sowohl die unmittelbare Erwärmung des Gutes durch die Gase, wie die durch Vermittlung
der Wandungen beeinträchtigt. Außerdem sättigt sich der Staub mit der entweichenden
Kohlensäure, wodurch deren Austreibung erschwert wird.
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Das staubhaltige Gut erwärmt sich demnach viel schlechter als solches,
welche: keinen Staub enthält, derart, daß die Auskleidung in der Berührung mit den
Gasen gt-öl')ere Wärmemengen aufnimmt, als sie im Augenblick der Berührung mit dein
Gut an dieses abgeben kann. Die Temperatur der Auskleidung steigt daher auf ein
-Maß, das erheblich höher liegt als die des Gutes, und sie bleibt erst stationär
von dem Augenblick an. wo die Wärmeverluste durch Strahlung nach außen groß genug
geworden sind. um den aufgenommenen Wärmeüberschuß an die umgebende Luft abzugeben.
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Die rechtzeitige Entstaubung des Gutes ,während seiner Behandlung
im Ofen steigert nicht nur dessen Ausbeute, sondern auch seine Wärmeausnutzung ganz
erheblich.
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Der obere Teil des Ofens b ist reit einer gegen die Außenluft sorgfältig
isolierten Metallauskleidung versehen. Die Temperatur der
Gase,
welche' von der Wiedergewinnungsstelle kommen, ist nicht mehr sehr hoch, derart,
daß der Wärmeaustausch zwischen Gas und einer aus einem schlechten Wärmeleiter bestehenden
Auskleidung sehr gering sein würde. Die metallische Auskleidung dagegen, die einen
guten Wärmeleiter darstellt, er: wärmt sich rasch und erreicht sehr leicht eine
Temperatur, die der des sie bespülenden Gases nahekommt. In gleicher Weise gibt
sie die aufgespeicherte Wärme leichter an das Gut ab. Die metallische Auskleidung
hat hier also eine sehr wichtige Aufgabe; sie bildet einen aufnahmefähigen Sammler
für die Wärme, der sich leicht bei Berührung mit den Gasen aufladet und sich in
gleicher Weise durch Abgabe an das Gut entladet.
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Somit kann nahezu die gesamte, im Gas enthaltene Wärmemenge nutzbar
gemacht werden.
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Bei diesen Ofen, die bis zur äußersten Grenze ausgenutzt sind und
die nach dem Obigen bei gleichen Abmessungen eine wesentlich größere Leistung haben
als die bekannten Öfen, ist es nicht rationell, die gesamte zur Verbrennung notwendige
Luft an der Wurzel der Heizquelle zuzuführen, damit nicht etwa die größte Menge
der durch die Flamme erzeugten Wärmemasse lediglich auf einen kurzen Bereich lokalisiert
wird. Da die Verbrennungskammer gegenüber den zur Verbrennung gelangenden Brennstoffmengen
sehr klein ist, so würde die Auskleidung, welcher Art sie auch immer sein mag, nicht
lange Widerstand zu leisten vermögen. Fernerhin ist es nicht möglich, die Luft,
welche als Träger für die pulverisierte Kohle dient, die den Brennstoff bildet,
sehr hoch zu erwärmen, weil dadurch eine vorzeitige Verbrennung bewirkt werden würde.
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Infolgedessen führt man mit dem Brennstoff nur einen Teil der notwendigen
Luft ein, und der weiter erforderliche Teil wird in einen besonderen Kühler für
das fertig gebrannte Gut geleitet; in Berührung mit diesem erhitzt sie sich auf
sehr hohe Temperatur zwischen 5oo bis 6oo°. Die Wärme findet sich auf diese Weise
weniger auf einen Punkt beschränkt, und die Auskleidung der Verbrennungskammer hält
im Betrieb länger stand. Die Ausbildung des Kühlers, die den Gegenstand eines besonderen
Patentes bildet, ist dabei von wesentlicher Bedeutung für das richtige Arbeiten
des Ofens gemäß der Erfindung.