DE4004393A1 - Verfahren sowie rostkuehler zum kuehlen von heissem gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie einen Rostkühler (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 5) zum Kühlen von heißem Gut.

Beim Betrieb von Rostkühlern sind auf der Oberfläche des zu kühlenden Gutes vielfach rote (d. h. noch heiß­ glühende) Stellen oder Streifen zu beobachten, deren Ursache in einer ungenügenden Kühlung dieser Bereiche der Kühlgutschicht liegt.

Wird das im vorgeschalteten Brennaggregat gebrannte Gut auf den Rostkühler abgeworfen, so fallen vielfach die gröberen Stücke überwiegend auf die eine Seite des Ro­ stes und die feineren auf die andere Seite. Da die Luftdurchlässigkeit einer grobkörnigen Schüttung größer als die einer feinkörnigen ist und sich der Kühlluft­ strom den Weg des geringsten Widerstandes durch die Schüttung sucht, wird im Rostkühler das feinere Gut vielfach nur ungenügend gekühlt. Auf der anderen Seite wird eine längere Zeit benötigt, um die groben Stücke bis zum Kern durchzukühlen.

Beim Betrieb eines Rostkühlers ist weiterhin zu beach­ ten, daß nicht nur das zugeführte heiße Gut ausreichend gekühlt werden soll, sondern daß es darüber hinaus dar­ auf ankommt, dem heißen Gut schnell möglichst viel Wärme zu entziehen, die über die dadurch aufgeheizte Kühlluft dem vorgeschalteten Brennaggregat wieder zuge­ führt wird. Die Güte eines Kühlers wird daher in erster Linie an seinem Rekuperationsgrad gemessen, der ein Maß für diesen Wärmerückgewinn darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren (ensprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie einen Rostkühler (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspru­ ches 5) so auszubilden, daß ein im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich verbesserter Rekuperationsgrad erreicht und damit auch die Kühlgutaustrittstemperatur weiter abgesenkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Zweckmä­ ßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Schichtbe­ reiche der Kühlgutschicht, die eine höhere Temperatur als die umgebenden Schichtzonen aufweisen, durch im­ pulsweise zugeführte Kühlluftstöße zusätzlich gekühlt und umgeschichtet. Diese impulsweise zugeführten Kühl­ luftstöße überlagern sich somit dem üblichen Kühlluft­ strom, der die Schicht quer zu ihrer Bewegungsrichtung ständig durchsetzt.

Durch die impulsweise zugeführten Kühlluftstöße erfolgt somit zum einen eine zusätzliche Kühlung besonders hei­ ßer Bereiche der Kühlgutschicht und damit eine sehr er­ wünschte Vergleichmäßigung des Temperaturprofiles quer zur Bewegungsrichtung der Schicht. Zum andern wird durch diese impulsweise zugeführten Kühlluftstöße auch eine stark mechanische Bewegung der hiervon berührten Schichtbereiche und ein Umschichten der in diesen Be­ reichen befindlichen Gutpartikel erreicht. Auf diese Weise wird auch grobes und feines Gut, das bei der Auf­ gabe auf die Kühlfläche mehr oder weniger separiert wurde, wieder miteinander vermischt, so daß die Luftdurchlässigkeit der Schicht vergleichmäßigt wird und der die Schicht ständig durchsetzende Kühlluftstrom in weitgehend gleichmäßiger Verteilung die ganze Schicht durchströmt.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung ver­ anschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Teiles eines erfindungsgemäßen Rostkühlers,

Fig. 2 und 3 Schnitte (längs der Linien II.2 bzw. III.3) durch den Rostkühler,

Fig. 2a und 3a zu den Schnittdarstellungen gemäß Fig. 2 und 3 gehörige Temperaturprofile.

Von dem in den Fig. 1 bis 3 in einem Teilausschnitt ver­ anschaulichten Rostkühler sind ein Teil des Kühlerge­ häuses 1, einige Rostplatten 2 und der Rostplattenträ­ ger 3 dargestellt. Die Rostplatten 2 sind in Form eines Stufenrostes angeordnet, wobei sich jeweils eine in Längsrichtung des Pfeiles 4 bewegliche Rostplatte 2′ zwischen zwei feststehenden Rostplatten 2 befindet.

Der Rostplattenträger 3 enthält für die einzelnen Rost­ platten 2, 2′ einen kastenförmigen Kühlluft-Zuführraum 5, der an der Unterseite eine düsenförmig ausgebildete Einströmöffnung 5a aufweist.

Die über einen Ventilator 6 durch einen Stutzen 7 in den Luftkammer 8 unterhalb des Rostplattenträgers 3 eingeführte Kühlluft (Pfeil 9) strömt einerseits (Pfeile 10) durch die Einströmöffnungen 5a, die Kühl­ luft-Zuführräume 5 und die Rostplatten 2, 2′ und ande­ rerseits (Pfeile 11) zwischen benachbarten Kühlluft-Zu­ führräumen 5 und damit auch zwischen benachbarten Rost­ platten 2, 2′ in die Kühlgutschicht 12, die sie quer zu ihrer Bewegungsrichtung (Pfeil 13) von unten nach oben ständig durchsetzt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind unter­ halb der den einzelnen Rostplatten 2, 2′ zugeordneten Kühlluft-Zuführräume Düsen 14 angeordnet, die axial (Achse 15) auf die Einströmöffnung 5a der zugehörigen Kühlluft-Zuführräume 5 ausgerichtet sind. Diese Düsen 14 sind über Leitungen 16 mit darin angeordneten Ma­ gnetventilen 17 mit einem Windkessel 18 verbunden, der an einen Drucklufterzeuger 19 angeschlossen ist.

Die Luftkammer 8 ist nach unten durch einen Boden 20 abgeschlossen, der mit einer Austragsöffnung 21 für durch den Rost hindurchfallendes Kühlgut versehen ist.

Oberhalb des von den Rostplatten 2, 2′ gebildeten Ro­ stes befindet sich eine nur schematisch angedeutete Einrichtung 22, mit der sich die an den einzelnen Be­ reichen der Oberfläche der Kühlgutschicht 12 herr­ schende Temperatur messen bzw. abtasten läßt. Die Ein­ richtung 22 ist an eine Rechen- und Steuereinheit 23 angeschlossen, von der die Magnetventile 17 einzeln ge­ steuert werden können.

Die Funktion des Rostkühlers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist wie folgt:

Die Einrichtung 22 tastet die Oberfläche der Kühlgut­ schicht 12 rastermäßig ab. Als Rastermaß kann bei­ spielsweise die Größe einer Rostplatte 2, 2′ dienen.

Es werden zunächst alle Temperaturen einer Rostplatten­ reihe (quer zur Förderrichtung - Pfeil 13 -) gemessen und registriert. Dann wird diejenige Rostplatte in die­ ser Reihe ermittelt, die die höchste Temperatur auf­ weist, die somit eine höhere Temerpatur als die umge­ benden Schichtzonen besitzt. Da der Grund für die hö­ here Temperatur in einer schlechteren Durchlüftung die­ ses Schichtbereiches zu suchen ist, erfolgt erfindungs­ gemäß hier eine zusätzliche Kühlung und Umschichtung. Zu diesem Zweck wird das Magnetventil 17 geöffnet, das der unter der betrachteten Rostplatte befindlichen Düse 14 zugeordnet ist. Der genannte heiße Bereich der Kühl­ gutschicht wird infolgedessen mittels eines impulsweise zugeführten Kühlluftstoßes zusätzlich gekühlt und umge­ schichtet.

Das schlagartig öffnende Magnetventil 17 läßt hierbei aus dem Windkessel 18 und aus der Luftkammer 8 einen Kühlluftstoß durch die Öffnungen in der betreffenden Rostplatte 2, 2′ in die Schüttung eintreten, der eine sofortige Materialumschichtung an dieser heißen Zone bewirkt, wobei der mechanische Impuls noch durch die Volumenzunahme der Luftmasse unterstützt wird, die sich durch die spontane Erwärmung des impulsweise zugeführ­ ten Kühlluftstromes ergibt.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich dann in der folgenden Rostplattenreihe.

Üblicherweise enthält ein Rostkühler eine Rekuperati­ onszone (aus der die Kühlluft nach Durchsetzen der Kühlgutschicht einem dem Rostkühler vorgeschalteten Brennaggregat zugeführt wird) und eine Nachkühlzone (aus der die Kühlluft nach Durchsetzen der Kühlgut­ schicht einem weiteren Wärmeverbraucher, etwa einer Mahlanlage oder einem Trockner, zugeführt wird). Zweck­ mäßig sind die zur impulsweisen Zuführung von Kühlluft­ stößen dienenden Düsen 14 in der gesamten Rekuperati­ onszone vorgesehen (die beispielsweise etwa ein Drittel der gesamten Rostfläche umfaßt) .

Als Treibluft für die Düsen wird nur eine geringe Luft­ menge benötigt, da der durch die Düsen 14 austretende Treibluftstrahl aus der (unter Überdruck stehenden) Luftkammer 8 weitere Kühlluft mitreißt, was in den Fig. 2 und 3 durch die Pfeile 24 angedeutet ist.

Die Gesamtenergiebilanz des Rostkühlers wird durch die erfindungsgemäß erzielte Verbesserung des Rekuperati­ onsgrades sehr günstig.

Die Fig. 2a und 3a veranschaulichen ein typisches Tempe­ raturprofil der in den Fig. 2 und 3 veranschaulichten Schnitte. Im Längsschnitt (Fig. 2, 2a), d. h. in Förder­ richtung des Rostes (Pfeil 13), zeigt sich vielfach eine Materialanhäufung in der Zone, in der das auf den Rostkühler aufgegebene Gut auf die Schüttung auftrifft. Hier stellt sich infolgedessen eine hohe Temperatur (max δ) ein, so daß bevorzugt die Schichtoberfläche in diesem (quer zur Förderrichtung verlaufenden) Streifen abgetastet wird. Fig. 3a läßt erkennen, daß sich in die­ sem Streifen hoher Temperatur - quer zur Förderrichtung betrachtet - erneut ein Maximum (max δ) ergibt, das dann in der bereits erläuterten Weise zur Zuführung ei­ nes zusätzlichen Kühlluftstoßes benutzt wird, um diesen besonders kritischen Bereich verstärkt zu kühlen und umzuschichten.

Für Anwendungsfälle mit einem über längere Zeiträume annähernd gleichbleibenden örtlichen Temperaturprofil der bewegten Schicht ist es erfindungsgemäß möglich, die örtliche Verteilung der impulsweise zugeführten Kühlluftstöße in Abhängigkeit von dem örtlichen Tempe­ raturprofil der bewegten Schicht zu wählen und so lange beizubehalten, bis sich das Temperaturprofil der beweg­ ten Schicht um einen vorgegebenen Wert geändert hat.

So wird eine Drehrohrofenanlage in vielen Fällen immer mit der gleichen Durchsatzleistung und der gleichen Ofendrehzahl betrieben, so daß sich die Kornverteilung im Rostkühler ebenfalls nicht wesentlich ändert. In ei­ nem solchen Fall ist es denkbar, in einstellbaren Taktzeiten gezielt einzelne oder mehrere Rostplatten gleichzeitig oder nacheinander mit einem Kühlluftstoß zu beaufschlagen, um eine gleichmäßige Durchlüftung der Schüttung zu erreichen.

Die Taktsteuerung läßt sich unabhängig vom Einbauort der Rostplatten beliebig programmieren. Die Energie­ bilanz wird auch hier durch die Verbesserung des Rekuperationsgrades günstig.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, nach opti­ scher Beobachtung eine gezielte, punktuelle Stoßbelüf­ tung von Hand auszulösen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kühlen einer bewegten Schicht von hei­ ßem Gut mittels eines die Schicht quer zu ihrer Be­ wegungsrichtung ständig durchsetzenden Kühlgutstro­ mes, dadurch gekennzeichnet, daß Schichtbereiche, die eine höhere Temperatur als die umgebenden Schichtzonen aufweisen, durch impulsweise zugeführte Kühlluftstöße zusätzlich gekühlt und umgeschichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Schichtoberfläche abgetastet wird und Ort und Zeit der Zuführung der Kühlluft­ stöße in Abhängigkeit von den durch die Abtastung gewonnenen Temperaturmeßwerten gesteuert werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperatur der Schichtoberflä­ che nacheinander jeweils in einem quer zur Bewe­ gungsrichtung der Schicht verlaufenden Streifen ab­ getastet und wenigstens der in dem abgetasteten Streifen befindliche Schichtbereich höchster Tempe­ ratur durch einen Kühlluftstoß zusätzlich gekühlt und umgeschichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 für Anwendungsfälle mit einem über längere Zeiträume annähernd gleichblei­ benden örtlichen Temperaturprofil der bewegten Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Verteilung der impulsweise zugeführten Kühlluftstöße in Abhängigkeit von dem örtlichen Temperaturprofil der bewegten Schicht gewählt und so lange beibehal­ ten wird bis sich das Temperaturprofil der bewegten Schicht um einen vorgegebenen Wert geändert hat.

5. Rostkühler zum Kühlen von heißem Gut mittels eines die Rostfläche und die darauf liegende Kühlgut­ schicht von unten nach oben ständig durchsetzenden Kühlluftstromes, enthaltend

• a) eine Rekuperationszone, aus der die Kühlluft nach Durchsetzen der Kühlgutschicht einem dem Rostkühler vorgeschalteten Brennaggregat zuge­ führt wird,
• b) sowie eine Nachkühlzone, aus der die Kühlluft nach Durchsetzen der Kühlgutschicht einem weite­ ren Wärmeverbraucher zugeführt wird, gekennzeichnet durch
• c) Einrichtungen zur impulsweisen Zuführung von Kühlluftstößen zu in der Rekuperationszone be­ findlichen Schichtbereichen, die eine höhere Temperatur als die umgebenden Schichtzonen auf­ weisen.

6. Rostkühler nach Anspruch 5, bei dem die Rostfläche aus einzelnen Rostplatten (2, 2′) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur impulswei­ sen Zuführung von Kühlluftstößen durch über Magnet­ ventile (17) einzeln ansteuerbare, den Rostplatten (2, 2′) der Rekuperationszone zugeordnete Düsen (14) gebildet werden.

7. Rostkühler nach Anspruch 6, bei dem der die Rost­ platten (2, 2′) abstützende Rostplattenträger (3) für die einzelnen Rostplatten (2, 2′) jeweils einen kastenförmigen Kühlluft-Zuführraum (5) mit einer an der Unterseite vorgesehenen, düsenförmig ausgebilde­ ten Einströmöffnung (5a) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die für die Zuführung der Kühlluft­ stöße bestimmten Düsen (14) annähernd axial auf die Einströmöffnung (5a) der zugehörigen Kühlluft-Zu­ führräume (5) ausgerichtet sind.