DE4331316C1 - Vorrichtung zur thermischen Behandlung von rieselfähigem Schüttgut, wie Erde, Sand u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von rieselfähigem Schüttgut, wie Erde, Sand und dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 41 43 260 A1 ist eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Erde, Sand, Kiesel usw. bekannt, bei welcher dieses lockere Schüttgut einer geneigten Fläche kontinuier­ lich zugeführt wird. Auf dieser unter Schwingung versetzten Fläche rutscht das Schüttgut nach unten, wobei dieses direkt mit den Flammen einer über der Fläche angeordneten Brenner­ einrichtung beaufschlagt wird. Das Schüttgut wird dadurch hoch erhitzt und sterilisiert. Die Vorrichtung eignet sich beispielsweise dazu, in Gartenbaubetrieben die in der Erde enthaltenen Unkrautsamen, Mikroorganismen, Pilze usw. abzu­ töten. Weiter kann die Vorrichtung dazu eingesetzt werden, den Sand von öffentlichen Spielplätzen zu desinfizieren.

Um die große Wärmeenergie, die bei dem direkten Beflammen des Schüttgutes eingesetzt wird, besser auszunutzen, schlägt die ältere, nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung P 42 39 771.5 vor, über der geneigten Fläche mit der Brennereinrich­ tung einen Schacht anzuordnen, durch welchen das Schüttgut von oben der Brennereinrichtung zugeführt wird. Die heißen Brennerabgase werden durch diesen Schacht im Gegenstrom zu dem Schüttgut nach oben abgeführt, um das Schüttgut bereits vor der Brennereinrichtung vorzuwärmen. In dem Schacht sind Siebetagen vorgesehen, um ein langsames Herabfließen des Gutes zu bewirken und die Berührungsdauer zwischen dem Schüttgut und den heißen Abgasen zu verlängern. Die heißen Brennerabgase werden vorzugsweise mäanderförmig im Querstrom zwischen den Siebetagen durchgeführt. Die Ausnützung der Wärme der Abgase zum Vorwärmen des Schüttgutes führt zu einer erheblichen Energieeinsparung.

Das Herabrutschen des Schüttgutes über die geneigte Fläche, auf welche es mit den Flammen der Brennereinrichtung beauf­ schlagt wird, kann zu Störungen führen, wenn sich das Schüttgut auf der geneigten Fläche festsetzt. Auch wenn die geneigte Fläche beispielsweise durch Magnetschwingkörper in Schwingungen versetzt wird, kann ein solches Festsetzen des Schüttgutes nicht vollständig verhindert werden, insbe­ sondere wenn der Neigungswinkel der Fläche klein ist oder Stufen aufweist, um eine möglichst lange Verweildauer des Schüttgutes im Bereich der Flammen zu gewährleisten. Wenn sich das Schüttgut auf der geneigten Fläche festsetzt, ist es notwendig, den Brenner abzuschalten und die geneigte Fläche zu reinigen. Da die Brennereinrichtung hierzu abküh­ len muß, führt dies zu nutzlosen Stillstandszeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut zur Verfügung zu stellen, die unanfällig gegen Störungen der Brennereinrich­ tung durch das Schüttgut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor­ richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das rieselfähige Schüttgut frei durch die Flammen der Brennereinrichtung durchfallen zu lassen. Das Schüttgut kommt daher nicht oder zumindest nur mit vertikalen Flächen der Brennereinrichtung in Berührung, so daß praktisch keine Möglichkeit besteht, daß sich das Schüttgut in der Brennereinrichtung festsetzen und Störungen verursachen kann. Der freie Fall des Schütt­ gutes durch die Brennereinrichtung bedeutet zwar eine Ver­ kürzung der Berührungsdauer von Schüttgut und Flammen. Diese kürzere Berührungsdauer beeinträchtigt jedoch die Leistungs­ fähigkeit der Vorrichtung und die Qualität der thermischen Behandlung nicht. Zum einen wird das Schüttgut durch die in dem Schacht aufsteigenden heißen Brennerabgase bereits so stark erhitzt, daß bereits eine weitgehende Sterilisation erreicht wird, bevor das Schüttgut durch die Flammen der Brennereinheit fällt. Zum zweiten wird das Schüttgut durch die Siebetagen verteilt und gelockert, so daß es eine große Oberfläche für den Wärmeaustausch sowohl im Schacht mit den heißen Brennerabgasen als auch in der Brennereinrichtung mit den Flammen aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine gasgespeiste Brennereinrichtung verwendet, wobei vertikale Brennerplatten den Fallraum der Brennereinrichtung umschließen, durch welche das Schüttgut fällt. Mittels der Brennerplatten können die Flammen von allen Seiten horizontal in den Fall­ raum gerichtet werden. Insbesondere können die Flammen auch in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sein. Dadurch kann die Brennerleistung dem Bedarf gut angepaßt werden und die Berührungsdauer des Schüttgutes mit den Flammen beim Fall durch den Fallraum der Brennereinrichtung wird vergrößert. Insbesondere kann der Fallraum durch die vertikalen Brennerplatten auch unterteilt werden, so daß der horizon­ tale Querschnitt des freien Fallraumes zwischen den Brenner­ platten verkleinert und dieser freie Fallraum vollständig durch die Brennerflammen ausgefüllt wird.

Um die aufsteigende Hitze der Brennerabgase bestmöglich auszunutzen, werden die aufsteigenden Abgase der Brennerein­ richtung mäanderförmig im Querstrom zwischen den Siebetagen hindurchgeführt. Die Siebetagen sind mit über die Breite durchgehenden Rinnen versehen, so daß das Schüttgut im wesentlichen durch Lochungen oder durchgehende Schlitze im Grund dieser Rinnen durchtritt. Die Rinnen der jeweils vertikal aufeinander folgenden Siebetagen sind dabei um den halben Rinnenabstand gegeneinander versetzt angeordnet. Das durch die Lochung oder Schlitze im Rinnengrund einer Sieb­ etage durchtretende Schüttgut fällt dadurch auf den erhöhten Kamm zwischen zwei Rinnen der darunter liegenden Siebetage. Dadurch wird der Durchtritt des Schüttgutes durch die Sieb­ etagen verzögert und die Verweildauer des Schuttgutes auf den Siebetagen verlängert, so daß ein intensiverer Wärmeaus­ tausch mit den zwischen den Siebetagen durchströmenden heißen Brennerabgasen ermöglicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 2 und

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Auf einem in der Zeichnung nicht gezeigten Gestell ruht ein horizontaler quadratischer Rahmen 10. In dem Rahmen 10 ist eine später im einzelnen beschriebene Brennereinrichtung 12 eingehängt. Unten an der Brennereinrichtung 12 ist ein Auslauftrichter 14 angebracht, unter den ein Auffangbehälter für das behandelte Schüttgut gebracht werden kann.

Auf dem Rahmen 10 sind vertikale Ständer 16 angebracht, die über Schwingungspuffer 18 einen horizontalen quadratischen Schwingrahmen 20 tragen. In dem Schwingrahmen 20 ist ein später im einzelnen beschriebener Schacht 22 angebracht. Ein auf dem Schwingrahmen 20 sitzender Unwuchtmotor 24 kann den Schwingrahmen 20 mit dem Schacht 22 in Schwingbewegung versetzen.

Die Brennereinrichtung 12 weist von der Rahmen 10 getragene Wände 26 auf, die sich unten an den Schacht 22 anschließen. Die Wände 26 tragen vertikale hohle Brennerplatten 28, die sich parallel zueinander über die gesamte Breite der Bren­ nereinrichtung 12 zwischen den Wänden 26 erstrecken. In der Zeichnung sind beispielsweise vier solche Brennerplatten 28 dargestellt. Die beiden äußeren Brennerplatten 28 liegen dabei im wesentlichen in der Verlängerung unter der entspre­ chenden Seitenwand des Schachtes 22. Zwischen den Brenner­ platten 28 wird jeweils ein freier Fallraum 30 gebildet, der oben von dem Schacht 22 frei nach unten zu dem Auslauftrich­ ter 14 führt. In der Zeichnung sind drei solche Fallräume 30 dargestellt.

Die Brennerplatten 28 sind als Hohlplatten ausgebildet und weisen an ihren vertikalen Seitenflächen jeweils ein Raster von Brenneröffnungen 32 auf. Die mittleren Brennerplatten 28 weisen an ihren beiden Seitenflächen solche Brenneröffnungen 32 auf, während die beiden randseitigen Brennerplatten 28 jeweils nur an ihre inneren Seitenfläche Brenneröffnungen 32 aufweisen. Die aus den Brenneröffnungen 32 horizontal aus­ tretenden Flammen 34 füllen somit im wesentlichen den gesam­ ten Fallraum 30 sowohl über seine Breite als auch seine Höhe aus. Der gegenseitige Abstand der Brennerplatten 28 ist auf die Brennerleistung und damit die Länge der Flammen 34 so abgestimmt, daß der gesamte Innenraum zwischen den Brenner­ platten 28 durch die Flammen 34 ausgefüllt ist.

Die Flammen 34 werden durch in den Brennerplatten 28 ange­ ordnete Gaszuführleitungen 36 gespeist. Die Verbrennungsluft wird von einem Gebläse 38 über den als Hohlkanal ausgebilde­ ten Rahmen 10 und die hohlen Brennerplatten 28 zugeführt.

Der Schacht 22 ist an seinen vertikalen Seitenwänden ringsum geschlossen, so daß die von der Brennereinrichtung aufstei­ genden heißen Brennerabgase vollständig durch den Schacht 22 nach oben abgeführt werden. Der Schacht 22 weist in seinem Inneren vertikal beabstandet übereinander angeordnete hori­ zontale Siebetagen 40 auf. Die Siebetage 40 weisen jeweils über die gesamte Breite durchgehende Rinnen 42 mit schrägen Seitenflanken auf. In dem Grund der Rinnen 42 sind Lochungen 44 vorgesehen, durch welche das Schüttgut durchtritt. Alter­ nativ kann der Grund der Rinnen 42 auch einen über die gesamte Breite durchgehenden Schlitz aufweisen. Die Siebeta­ gen können in dieser Ausführung aus im Abstand dieser Schlitze angeordneten Profilen gebildet sein. Der Quer­ schnitt der Lochungen 44 bzw. die Schlitzbreite ist auf die Art des zu behandelnden Schüttgutes und insbesondere dessen Korngröße abgestimmt. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Rinnen 42 der jeweils vertikal unmittelbar aufeinander folgenden Siebetagen 40 in Querrichtung gegeneinander um jeweils den halben Rinnenabstand versetzt. Der Grund der Rinnen 42 jeder Siebetage 40 befindet sich somit vertikal über dem Kamm zwischen zwei Rinnen 42 der jeweils darunter liegenden Siebetage 40. Das durch die Lochungen 44 bzw. Schlitze der Rinnen 42 der Siebetage durchtretende Schüttgut fällt damit jeweils auf dem Kamm zwischen zwei Rinnen 42 der darunter liegenden Siebetage 40 und muß zunächst an den Flanken der Rinne 42 nach unten rieseln, um durch deren Lochungen 44 bzw. Schlitze weiter nach unten zu fallen.

Oben an dem Schacht 22 ist ein Einfülltrichter 46 angesetzt, in welchen das zu behandelnde Schüttgut eingefüllt wird. In dem Einfülltrichter 46 ist ein leicht konisches Siebgitter 48 angeordnet, um Fremdkörper und stärker verklumptes Schüttgut zurückzuhalten. Der untere Auslauf des Einfüll­ trichter 46 entspricht in seinem horizontalen Querschnitt dem Schacht 22.

Die unterste Siebetage 50 ist mit nur einer geringen Anzahl von Rinnen ausgebildet, die der Anzahl der Fallräume 30 entspricht, wobei der Grund der Rinnen der untersten Sieb­ etage 50 jeweils mittig über dem darunter angeordneten Fallraum 30 verläuft. Dadurch ist gewährleistet, daß das aus dem Schacht 22 in die Brennereinrichtung 12 fallende Schütt­ gut frei durch die Fallräume 30 fällt und möglichst wenig mit den Brennerplatten 28 in Berührung kommt. Dies kann zusätzlich noch durch dachförmige Leitbleche 52 verbessert werden, die auf den Brennerplatten 28 angeordnet sind, die Brenneröffnungen 32 nach oben abdecken und so geneigt sind, daß sie auftreffendes Schüttgut in die Mitte des Fallraumes 30 leiten. Dadurch wird ein Zusetzen der Brenneröffnungen 32 durch das Schüttgut zuverlässig verhindert.

Die heißen Abgase der Flammen 34 steigen aus den Fallräumen 30 nach oben in den Schacht 22. In dem Schacht 22 werden die heißen Brennerabgase mäanderförmig zwischen den Siebetagen 40 nach oben geführt, wozu an den jeweiligen Querseiten der Siebetagen 40 Umlenkkammern 54 in der Wand des Schachtes 22 vorgesehen sind. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Umlenkkammern 54 an den beiden einander entgegengesetzten Querwänden jeweils um eine Siebetage 40 gegeneinander versetzt. Dadurch wird erreicht, daß die heißen Abgase jeweils im Querstrom durch den Raum über einer Siebetage durchströmen müssen, um in den Raum über der darüber liegenden Siebetage zu gelangen. In Fig. 2 ist der Strömungsweg der heilen Abgase durch Pfeile angedeutet. Oben am Schacht 22 treten die Brennerabgase, die dann ihre Wärme weitestgehend an das Schüttgut abgegeben haben, bei 56 seitlich neben dem Einfülltrichter 46 aus.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur thermischen Behandlung von rieselfähigem Schüttgut, wie Erde, Sand und dgl., mit einer Brenner­ einrichtung, in welcher das Schüttgut direkt mit Flammen beaufschlagt wird, und mit einem über der Brennerein­ richtung angeordneten Schacht mit Siebetagen, durch welchen das Schüttgut der Brennereinrichtung von oben zugeführt wird und durch welchen die heißen Brennerab­ gase zumindest größtenteils nach oben abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (12) einen vertikal unter dem Schacht (22) angeordneten Fallraum (30) aufweist, daß die Flammen (34) der Bren­ nereinrichtung (12) im wesentlichen horizontal in dem Fallraum (30) gerichtet sind und daß das Schüttgut die Flammen (34) durchquerend frei durch den Fallraum (30) fällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammen (34) in mehreren übereinander angeordneten Ebenen in den Fallraum (30) gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Brennereinrichtung (12) gasgespeist ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennereinrichtung (12) Seitenwände des Fallraumes (30) bildende vertikal angeordnete Brennerplatten (28) mit horizontalem Austritt der Flammen (34) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallraum (30) durch mehrere vertikal angeordnete Brennerplatten (28) unterteilt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebetagen (40) über ihre Breite durchlaufende Rinnen (42) mit Lochungen (44) oder einem durchgehenden Schlitz in ihrem Rinnengrund aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen (42) der jeweils vertikal unmittelbar aufein­ ander folgenden Siebetagen (40) um den halben Rinnenab­ stand gegeneinander versetzt sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fallraum (30) durch über seine Breite durchlaufende parallele vertikale Brennenplatten (28) unterteilt ist und daß die Räume zwischen den Brennen­ platten (28) sich jeweils unter dem Grund einer Rinne (42) der untersten Siebetage (50) des Schachtes (22) befinden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase der Bren­ nereinrichtung (12) mäanderförmig im Querstrom zwischen den Siebetagen (40) in dem Schacht (22) nach oben ge­ führt werden.