DE69307782T2

DE69307782T2 - Abgas-System für einen Drehrohrofen

Info

Publication number: DE69307782T2
Application number: DE69307782T
Authority: DE
Inventors: Inaky Joe Urza
Original assignee: Siemens Nuclear Power Corp
Current assignee: Framatome ANP Richland Inc
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2013-06-05
Also published as: US5259756A; JPH0650668A; TW224510B; EP0574778B1; EP0574778A1; MX9303595A; ES2096804T3; FI932721A; KR100312483B1; DE69307782D1; KR940000842A; FI932721A0

Description

TECHNISCHES GEBIET

Vorliegende Erfindung betrifft Drehrohröfen und insbesondere ein Abgassystem für einen Drehrohrofen, welches eine Materialanhäufung im Zuführungsaufbau einschränkt.

STAND DER TECHNIK

Ein Drehrohrofen ist eine Apparatur, die vor allem zum Trocknen dient und aus einem gegenüber einer horizontalen Ebene schwach geneigten, sich langsam drehenden Zylinder besteht. Die Länge des Zylinders kann 4- bis mehr als 10mal so groß wie sein Durchmesser sein. Ein nasses festes Material wird in das obere Ende des Zylinders eingeführt. Die Feststoffe bewegen sich aufgrund der Drehung und Neigung des Zylinders durch den Zylinder hindurch zur Entladung als trockenes oder halbtrockenes Material am unteren Ende des Zylinders. Heißes Gas strömt durch den Zylinder und tritt mit den Feststoffen in Wechselwirkung, was Trocknung verursacht. Die Geschwindigkeit der Feststoffströmung kann je nachdem, ob das Gas im Gleichstrom oder Gegenstrom mit den Feststoffen strömt, zunehmen oder abnehmen. Drehrohröfen werden bei ziemlich hohen Temperaturen betrieben und sind typischerweise mit Isoliersteinen und/oder feuerfesten Steinen verkleidet. Die Vorrichtungen zur Einführung des heißen Gases können verschiedener Art sein. Einige Öfen benutzen Direktverbrennung eines Brennstoffs wie Erdgas, wobei die Verbrennungsprodukte in direkter Berührung mit dem festen Material stehen. Wenn Verunreinigung des Materials mit Verbrennungsgasen unerwünscht ist, kann man indirekte gas- oder ölbefeuerte Luftheizvorrichtungen einsetzen, um Temperaturen über Dampftemperaturen zu erreichen. Andere Gase als Luft sind natürlich ebenfalls verwendbar.
Die Art der Beschickung des Ofens hängt von den Eigenschaften des festen Materials und von der Lage und Art der vorangehenden verfahrenstechnischen Ausrüstung ab. Wenn die Beschickung von oben erfolgt, kann man eine sich in den Zylinder erstreckende Rutsche einsetzen. Für Dichtungszwecke, oder wenn Schwerkraftführung ungeeignet ist, werden normalerweise sonstige Zufuhrvorrichtungen wie eine Zufuhrschnecke verwendet. Typischerweise können Hilfsvorrichtungen mit dem Ofen verbunden sein. Zum Beispiel kann man das ausströmende Gas durch eine Apparatur zur Entfernung mitgeschleppten Staubes vor dem Ablassen und/oder durch Apparaturen zur Wärmerückgewinnung führen.
Bei der Verwendung eines Gegenstrom-Drehrohrofens, wo Gase in der der Materialbewegung entgegengesetzten Richtung strömen, werden üblicherwiese Staub und feste Teilchen mit der Gasströmung mitgeschleppt. Wenn bei solchen Drehrohröfen das Gas an dem Ofenbeschickungsende, allgemein als "Zuführungsaufbau" bekannt, umgelenkt wird, um den Ofen durch einen Abzugskanal zu verlassen, treffen die mitgeschleppten Teilchen auf die Ofenwand, fallen aus und häufen sich an. Ein solcher Stand der Technik ist in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, wo eine Teilchenfalle und ein Auslaßrohr zur Reinigung der Falle verwendet wird. Solche Anhäufungen im Zuführungsaufbau erfordern periodische Ofenabstellungen zum Ausräumen durch Zugangsöffnungen. Solche Abstellungen erfordern eine gewisse Zeit zur Abkühlung des Ofens, Abnahme der Isolierung, Entfernung des angehäuf ten Materials usw., was für kontinuierlichen Betrieb äußerst störend ist.
Ein Drehrohrofen ohne Teilchenfalle, aber mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ist in FR-A- 1 208 309 angegeben. Der Abzugskanal erstreckt sich über eine erhebliche Länge in einen sich drehenden Zylinder hinein, was bedeutet, daß dieser Zylinder ein totes Ende aufweist, wo keine Gasströmung vorliegt, und sich die ausgefallenen Teilchen anhäufen. Das Material wird direkt in dieses tote Ende mittels eines Förderkanals eingeführt, der sich über eine kürzere Länge als diejenige des Abzugskanals in den Zylinder erstreckt. Eine innerhalb des Förderkanals entstandene und durch das Material freigesetzte Staubteilchenwolke wird deshalb von dem heißen Gas nicht abgesaugt, sondern kann nur zusammen mit dem Material selbst entfernt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drehrohrofen für Gegenstrombetrieb zu schaffen, welcher die Anhäufung von Teilchen im Zuführungsaufbau durch Verwendung einer gegenläufigen Strömung zur Entfernung von Staubteilchen, die aus einem Förderkanal für das Material freigesetzt werden, ausschaltet.
Eine weitere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Apparatur zur Verhinderung der Anhäufung von Feststoffen im Zuführungsaufbau zu schaffen und dadurch das Erfordernis zur Abstellung und Reinigung des Zuführungsaufbaus zu beseitigen.
Eine andere Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Drehrohrofen für Gegenstrombetrieb zu schaffen, der zur Verringerung der Materialanhäufung eine vereinfachte Konstruktion des Zuführungsaufbaus besitzt.
Diese und weitere Aufgaben vorliegender Erfindung werden durch die Schaffung eines Drehrohrofens nach Anspruch 1 gelöst. Dieser Ofen besitzt einen drehbaren Zylinder, ein Gaseinlaßende und ein Gasauslaßende, wobei das Gasauslaßende ein Materialeinlaßende und das Gaseinlaßende das Materialauslaßende ist, wobei der Ofen Vorrichtungen zur Einführung eines Materials in ihn und Auslaßvorrichtungen zur Abgabe eines Gases am Gasauslaßende aufweist und ferner sich teilweise in den Zylinder erstreckende Abzugsvorrichtungen einschließlich eines Abzugskanals umfaßt, wobei der Abzugskanal eine oder mehrere Öffnungen innerhalb des Zylinders aufweist und so mit den Auslaßvorrichtungen verbunden ist, daß durch den Ofen strömendes Gas diesen dadurch verläßt, daß es mindestens eine Öffnung am Ende des Abzugskanals durchströmt. Ein feststehender Zuführungsaufbau dient zur Förderung des Materials durch einen Förderkanal und zu dessen Abgabe an den zylinder an einer Stelle, die dem Materialauslaßende des Zylinders näher liegt als das Ende des Abzugskanals. Sämtliche Staubteilchen werden dadurch aus dem Zylinder entfernt, aber trotzdem ist keine Teilchenfalle erforderlich.
Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung verläßt alles Gas den Drehrohrofen durch die Abzugsvorrichtung und nicht durch einen im Zuführungsaufbau angeordneten Ausgang, so daß jegliche mitgeschleppte Teilchen innerhalb des Zylinderkörpers ausfallen oder zur Entfernung in nachgeschalteter verfahrentechnischer Ausrüstung durch das Rohr getragen werden. Die Verwendung der Abzugsvorrichtung verhindert eine Anhäufung von Material am Ofenbeschickungseingang und vermeidet dadurch eine periodische Reinigung mit Abnahme der Isolierung. Außerdem kann der Zuführungsaufbau für den Drehrohrofen abgeändert werden, um den Einbau von Teilchenfallen und Reinigungsöffnungen zu vermeiden und dadurch die Kapitalkosten zu verringern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 einen Drehrohrofen des Standes der Technik mit einem herkömmlichen Gegenstromabschnitt zur Materialzuführung,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Materialzuführungsabschnitts des Drehrohrofens nach dem Stand der Technik,
Fig. 3 eine Ansicht des Drehrohrofen-Materialzuführungsabschnitts gemäß der Erfindung und
Fig. 4 eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in Figur 3.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN

Mit Bezug auf Figur 1 ist ein Drehrohrofen des Standes der Technik gezeigt. Der Drehrohrofen 1 besitzt einen drehbaren Zylinder 2, der über ein Getriebe 3 durch einen Motor 4 in kontinuierliche Drehung versetzt wird. Der Zylinder ist in auf Halterungen 7 und 8 angeordneten Lagern 5 und 6 drehbar abgestützt, wobei der Zylinder geneigt ist, um die Materialströmung durch den Ofen von einem Materialeinlaßende 9 zu einem Materialauslaßende 10 zu fördern. Die Enden 9 und 10 sind dicht mit feststehenden Strukturen verbunden, wobei das Ende 9 mittels der Dichung 11 mit einem Zuführungsaufbau 12 sowie das Ende 10 mittels der Dichtung 13 dicht mit einer Brennkammer 14 verbunden ist, in der direkte Verbrennung eines Brennstoff 15 stattfindet, um das durch den sich drehenden Zylinder strömende heiße Gas zu liefern. Ein Material 16 tritt in den Ofen durch einen Trichter 17 ein, der zur Ablage des Materials innerhalb des Zylinders 2 eine Förderschnecke 18 enthält. Eine Entladerutsche 19 leitet das aus dem Ende 10 austretende Material in einen zweiten Ofen 20. Luft 21 tritt in den zweiten Ofen ein, um zur Akühlung des Materials vor der Entladung im Gegenstrom damit zu fließen. Beim Eintritt der Luft in die Brennkammer 14 vermischt sie sich mit dem Brennstoff 15 und wird zur Herstellung des heißen Verbrennungsgases verbrannt, welches dann durch den Zylinder 2 strömt. Das heiße Gas verläßt den Zylinder unter Umgehung des Förderers 18, wie der Pfeil A zeigt, durch den Zuführungsaufbau und tritt schließlich durch ein Auslaßrohr 22 aus.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Zuführungsaufbaus 12 für den Drehrohrofen. Zu dem Zuführungsaufbau 12 gehört eine Fallenabschnitt 23 und eine Reinigungsöffnung 24, wo mitgeschleppte Teilchen abgefangen werden und sich anhäufen, wenn das aus dem Ofen austretende Gas zum Ablassen durch das Rohr 22 umgelenkt wird. Periodisches Abstellen und Entfernung dieses Materials ist erforderlich, um Störungen im Ofenbetrieb zu verhindern.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird der erfindungsgemäße Materialzufuhrabschnitt für einen Drehrohrofen gezeigt. Ein Ofen 25 besitzt einen sich drehenden Zylinder 26, einen Zufuhrtrichter und eine Füllungsfördereinrichtung 28 zum Ablegen eines Materials 29 innerhalb des Zylinders 26. Anders als der Aufbau 12 besitzt ein Zuführungsaufbau 30 jedoch kein Auslaßrohr, keinen Fallenabschnitt und keine Reinigungsöffnung. Stattdessen erstreckt sich ein getrennter Abzugsring 31 durch den Aufbau 30 mit einer kleineren Länge als derjenigen der Fördereinrichtung, vorzugsweise etwa 25 bis 75% der Länge der Fördereinrichtung. Der Ring besitzt eine erste Öffnung 32 innerhalb des sich drehenden Zylinders und eine zweite Öffnung 33 neben dem Trichter. Die erste Öffnung weist eine der freien Fläche der zweiten Öffnung entsprechende freie Fläche auf, um zur Verhinderung einer Materialanhäufung und Verstopfung eine hohe Geschwindigkeit im Rohr aufrechtzuerhalten. Die erste Öffnung liegt im wesentlichen einwärts vom Ende des sich drehenden Zylinders, so daß das Ende des Zylinders im wesentlichen unbenutzt ist, d.h. dort besteht im wesentlichen keine Gasströmung, und jegliche mitgeschleppten Teilchen werden sich somit im Zylinder und nicht im Zuführungsaufbau absetzen. Wenn Teilchen in das Gebiet niedriger Geschwindigkeit eintreten, fallen sie einfach auf den Boden des Zylinders und werden mit dem sich durch den Zylinder bewegenden Material vermischt. Folglich werden diese Materialien eher zurückgewonnen als angehäuft. Alle in die erste Öffnung 32 eintretenden Teilchen werden auf einer genügend hohen Geschwindigkeit gehalten, so daß sie zur Abtrennung in einer nachgeschalteten Einheit, wie einem Staubabscheider oder sonstiger Apparatur, mitgeschleppt bleiben.
Bezüglich Fig. 4 wird eine Vorderansicht des Ofenendes gezeigt, wo der Ring 31 ungefähr die Gestalt eines halben Rohrs aufweist und teilweise die in den Drehrohrofen eintretende Fördereinrichtung bedeckt und von dieser abgestützt wird. Der Zuführungsaufbau ist ohne die Falle, die Reinigungsöffnung und das Auslaßrohr erheblich vereinfacht, was die Baukosten verringert. Die Beseitigung der Reinigungsöffnung macht periodische Abstellungen unnötig.
Für Erläuterungszwecke wird zwar ein direkt befeuerter Drehrohrofen erörtert, doch würde vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise für indirekt beheizte Öfen von Vorteil sein. Ferner ist zwar ein Halbrohrring gezeigt und beschrieben, doch versteht es sich, daß ein Abzugsring beliebiger Gestalt mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Claims

1. Drehrohrofen umfassend:

einen geneigten, sich drehenden Zylinder (26),

einen feststehenden Zuführungsaufbau (27), der außerhalb dieses Zylinders (26) und neben dessen erstem Ende (30) angeordnet ist,

Mittel (15) zur Einführung eines heißen Gases am zweiten Ende des Zylinders,

eine Abzugsvorrichtung (31, 32, 33) am ersten Ende zum Abziehen von heißem Gas aus dem Ofen, wobei diese Abzugsvorrichtung einen sich über eine erste Länge in jenen Zylinder (26) erstreckenden Abzugskanal (31) einschließt,

eine Zufuhrvorrichtung einschließlich eines Förderkanals (28), der sich über eine zweite Länge in jenen Zylinder erstreckt und ein Material aus jenem feststehenden Zuführungsaufbau (27) in jenen Zylinder (26) fördert, und

Mittel (19) zur Entladung des Materials an dem zweiten Ende (10) jenes Zylinders,

dadurch gekennzeichnet, daß jener Abzugskanal (31) neben jenem Förderkanal (28) liegt und die erste Länge etwa 25 bis 75% der zweiten Länge beträgt.

2. Drehrohrofen nach Anspruch 1, wobei der Abzugskanal ein Abzugsring (31) ist.

3. Drehrohrofen nach Anspruch 1, wobei der Abzugskanal an seinem ersten Ende innerhalb des Zylinders eine Öffnung (32) besitzt, die ungefähr dieselbe freie Fläche wie eine zweite Öffnung (33) jenes Abzugskanals am zweiten Ende außerhalb des Zylinders aufweist.