DE4334795A1 - Vorrichtung zur Begasung eines Drehrohrofens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begasung eines Drehrohr­ ofens, insbesondere des im Drehrohrofen befindlichen Röstgutes, wobei die Gaszufuhr durch den Drehrohrmantel erfolgt. Drehrohre werden großtechnisch u. a. für Durchführungen von Festkörper-Gas-Reaktionen bei hohen Temperaturen eingesetzt, z. B. zum oxidierenden Aufschluß von Erzen. Dabei wird das gemahlene Erz im Drehrohr auf die Aufschlußtemperatur erhitzt und bei dieser Temperatur im Drehrohr mit sauerstoffhaltigen Gasen in Kontakt gebracht. Die erforderliche Verweilzeit hängt dabei häufig von der Intensität des Kontaktes zwischen dem sauerstoffhaltigen Gas und dem Röstgut ab. Dabei spielt sowohl die Sauerstoffkonzentration in der Drehrohratmosphäre als auch die Fähigkeit des Sauerstoffs, die Drehrohrschüttung zu durchdringen, eine entscheidende Rolle. Insbesondere bei direkt durch heiße Flammengase beheizten Drehrohren ist es kaum möglich, etwa 10% übersteigende Sauerstoffgehalte in der Ofenatmosphäre aufrechtzuerhalten. Es besteht daher häufig der Wunsch, den Sauerstoff oder andere für die Reaktion im Drehrohr erforderlichen Gase direkt durch den Drehrohrmantel in die Röstgutschüttung zu injizieren. Dabei besteht das Problem, Gase von einer ortsfesten Quelle den sich mit dem Drehrohrmantel um die Drehrohrachse drehenden Injektionsdüsen zuzuführen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Begasung eines Drehrohrofens durch in mindestens einer Umfangslinie des Drehrohrmantels (1) angeordnete, den Drehrohrmantel durchtretende Begasungsdüsen (22), die von im wesentlichen ortsfesten, nicht mitdrehenden Gaszufuhrleitungen (16) versorgt werden, die gekennzeichnet ist durch

• - eine am Umfang des Drehrohrmantels (1) außen befestigte, zur Drehrohrachse konzentrische Scheibe (7),
• - eine, zur Drehrohrachse konzentrische, U-förmige, zur Drehrohrachse hin offene, die Scheibe an ihrem äußeren Umfang umgreifende Rinne (8),
• - wobei die beiden Schenkel der Rinne auf ihrer Innenseite Nuten zur Aufnahme von ringförmigen Dichtungselementen (9), die gegen die Seiten­ fläche der Scheibe (7) unter Bildung eines Ringkanals (12) gleitend ab­ dichten, aufweisen,
• - die Gaszuführleitungen (16), (15) durch die Rinne (8) in den Ringkanal (12) münden und
• - die Scheibe (7) Bohrungen (17), (18), (19) aufweist, die den Ringkanal (12) mit den Begasungsdüsen (22) über Gasleitungsrohre (20), (21) verbinden.

Die Erfindung betrifft demgemäß eine spezielle Ausführungsform eines Gleitring­ kanals. Das Problem bei Gleitringkanälen besteht darin, daß diese im allgemeinen kein ausreichendes Spiel zwischen bewegtem und feststehendem Teil erlauben. Große industrielle Drehrohröfen von z. B. 30 bis 50 m Länge und 3 bis 5 m Durchmesser zeigen aber während des Betriebes erhebliche Abweichungen von einigen Millimetern bis Zentimetern von der strengen rotationssymmetrischen Bewegung einer Umfangslinie. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt nun sowohl Relativbewegungen der Scheibe (7) gegenüber der Rinne (8) in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Drehrohrachse, wobei die Dichtungen (9) auf den ebenen Seitenflächen der Scheibe (7) in radialer Richtung gleiten, als auch eine Aufhängung der Rinne (8) derart, daß diese Bewegungen parallel zur Drehrohr­ achse zuläßt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Drehrohrs bzw. einen Querschnitt durch das Drehrohr senkrecht zur Drehrohrachse,

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt A-B durch eine Ebene, die die Dreh­ rohrachse enthält,

Fig. 3 zeigt einen Teilaspekt einer alternativen Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Fig. 2.

Gleiche Ziffern in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente, soweit nichts anderes angegeben ist.

Der Drehrohrmantel 1 besteht typischerweise aus einer Ausmauerung 2 und einer Verkleidung 3. Im Drehrohr befindet sich die Röstgutschüttung 4. Die Scheibe 7 ist über Bolzen 6 und den mit der Drehrohrverkleidung 3 verschweißten Wulst 5 fest mit dem Drehrohrmantel verbunden. Die mit der Drehrohrachse und der Scheibe 7 konzentrische, U-förmige Rinne 8 umfaßt den äußeren Teil der Scheibe 7. Die Rinne 8 weist auf der Innenseite ihrer Schenkel Nuten zur Aufnahme von Dichtungen 9 auf. Die Dichtungen 9 dichten schleifend gegen die plane Seiten­ fläche der Scheibe 7 ab. Der Auflagedruck der Dichtungen auf der Scheibe 7 ist über Federn 10 und Justierschrauben 11 einstellbar. Der zwischen Scheibe 7, Rinne 8 und den Dichtungen 9 gebildete Kanal 12 wird über mindestens eine Gaszufuhrleitung 15, 16 gespeist. Ferner sind auf mindestens einer Umfangslinie parallel zur Scheibe 7 Gaseinführungsdüsen 22 vorgesehen. Beispielhaft sind in Fig. 1 acht Düsen 22 gezeichnet. Die Düsen 22 werden über Rohrleitungen 21, 20 sowie Bohrungen 17, 18, 19 in der Scheibe 7 aus dem Kanal 12 mit Gas beaufschlagt. In Fig. 2 ist beispielhaft eine zweite Injektionsdüse 22A gezeichnet, die zu einer Reihe von Düsen gehört, die auf einer zweiten Umfangslinie auf dem Drehrohrmantel angeordnet sind. Durch Verlängerung des Rohres 20 mit entsprechenden weiteren Abzweigungen ist es möglich, aus dem Kanal 12 weitere Düsen, die auf einer Vielzahl von Umfangslinien auf dem Drehrohrmantel angeordnet sind, zu speisen. Die Verzweigung der Rohre 20 und 21 weist auf der jeweils der Verzweigungsstelle gegenüberliegenden Seite Flansche 23, 24 auf, die zum Zwecke der Entfernung von evtl. Verstopfungen geöffnet werden können. Vorteilhaft kann anstelle des Flansches 23 eine Mechanik vorgesehen sein, die das Rohr 21 und die Düse 22 regelmäßig von eingedrungenem Röstgut befreit, z. B. jeweils wenn der Drehrohrmantel nicht von Röstgut 4 überdeckt ist. Ferner können Ventile vorgesehen sein, die jeweils den Gasdurchgang unterbrechen, wenn der Drehrohrmantel nicht von Röstgut überschichtet ist, so daß die Gaseindüsung in die Ofenatmosphäre vermieden wird und lediglich unter Bett erfolgt. Alternativ können mehrere Gaszuführleitungen 15, 16 (Fig. 1) zum Kanal 12 vorgesehen sein, wobei durch die verschiedenen Zufuhrleitungen unterschiedliche Gase zugeführt werden. Zur Vermeidung der Vermischung der Gase im Ringkanal 12 sind dann vorzugsweise Lamellen 13 (Fig. 2) vorgesehen, die den Querschnitt des Kanals 12 verengen. So kann z. B. bei der unterhalb der Schüttung 4 gelegenen Gaszufuhrleitung 16 Sauerstoff zugeführt werden und über die übrigen Zufuhrleitungen Luft oder zurückgeführte Verbrennungsabgase, so daß die mit Röstgut überdeckten Zufuhrdüsen im wesentlichen Sauerstoff fördern und die von Röstgut nicht überdeckten Düsen 22 im wesentlichen Luft bzw. CO₂ fördern.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 mit seitlich angeordnetem Ringkanal 12 ist insbesondere geeignet, wenn über den Umfang des Ringkanals unterschiedliche Gase eingeleitet werden sollen. Da der Ringkanal durch Relativbewegungen von Scheibe 7 und Rinne 8 seine Dimension nicht ändert, ist es möglich, anstelle der Lamellen 13 (Fig. 2) Dichtungsblöcke zur Trennung des Ringkanals in mehrere Abschnitte einzusetzen. An die Dichtungen sind keine hohen Anforderungen zu stellen, so daß der Auflagedruck auf die Scheibe 7 geringer gehalten werden kann als der der Dichtungsringe 9.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Begasung eines Drehrohrofens durch in mindestens einer Umfangslinie des Drehrohrmantels (1) angeordnete, den Drehrohrmantel durchtretende Begasungsdüsen (22), die von im wesentlichen ortsfesten, nicht mitdrehenden Gaszufuhrleitungen (16) versorgt werden, gekenn­ zeichnet durch

• a) eine am Umfang des Drehrohrmantels (1) außen befestigte, mit der Drehrohrachse konzentrische Scheibe (7),
• b) eine U-förmige, die Scheibe an ihrem äußeren Umfang umgreifende, konzentrische Rinne (8),
• c) wobei beide Schenkel der Rinne (8) auf ihrer Innenseite Nuten zur Aufnahme von ringförmigen Dichtungselementen (9), die gegen die Seitenflächen der Scheibe (7) unter Bildung eines Ringkanals (12) gleitend abdichten, aufweisen,
• d) die Gaszufuhrleitungen (16) durch die Rinne (8) in den Ringkanal (12) münden und
• e) die Scheibe (7) Bohrungen (17, 18, 19) aufweist, die die Begasungsdüsen (22) über Gasleitungsrohre (20, 21) mit dem Ringkanal (12) verbinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (8) mehrere über den Umfang verteilte Gaszufuhrleitungen (16, 15) zur Einleitung unterschiedlicher Gase aufweist und in dem Ringkanal Lamellen (13) als Strömungshindernisse bzw. Dichtungen zur Vermeidung der Vermischung der verschiedenen Gase angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (8) so gelagert ist, daß eine Bewegung parallel zur Drehrohrachse möglich ist.