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Verfahren und Drehtrommel zum Vorbehandeln von Rohgut für die Herstellung
von Zement oder ähnlichen Stoffen Bei der Vorbehandlung von Rohgut für die Herstellung
von Zement oder ähnlichen Stoffen mittels der aus der Brennzone kommenden Abgase
hat man bisher das Gut und die Gase meist im Gegenstrom zueinander geführt. Hierbei
treffen die heißen Gase auf bereits stark erwärmtes Gut, während auf das in einem
Aufgabezustand zunächst zu trocknende Frischgut die Gase erst einwirken, wenn sie
bereits abgekühlt sind. Infolgedessen dauert das Trocknen des Gutes verhältnismäßig
lange. Um ein schnelleres Trocknen zu erreichen, hat man auch schon Gas und Gut
im Gleichstrom geführt, so daß die heißesten Gase auf das noch feuchte Gut wirken
und infolge des hier auftretenden Temperaturgefälles eine außerordentlich schnelle
Trocknung erreicht wird. Hierbei wird aber das Temperaturgefälle gegen das Ende
der Vorbehandlungszone hin immer geringer, und da sich außerdem die Guttemperatur
immer mehr steigert, ist überhaupt keine hinreichende Herunterkühlung der Gase möglich.
Diese verlassen viehmehr die Vorbehandlungs-. tone mit einer reichlich hohen Temperatur,
so daß sie eine große Wärmemenge mit fortführen. Außerdem macht hierbei die überführung
des vorbehandelten Gutes zur Brennstelle Schwierigkeiten, weil es mit den Gasen
zusammen von der Brennstelle fortgeleitet wird und daher dann in heißem Zustand
einen längeren Weg nach dieser hin zurücklegen muß; ist aber die Be«egung von Gas
und Gut zur Brennstelle hin gerichtet, so sind umständliche Führungen für das aus
ihr kommende heiße Gas nach dem Anfang der Vorbehandlungszone hin erforderlich.
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Man hat auch schon weiterhin vorgeschlagen, das zu trocknende Gut
in der Trommel mit Hilfe der entsprechenden Leiteinrichtungen hin und her zu führen,
während die Gase nur in einer Richtung durch die Trommel strömten. Hierbei hat man
jedoch das frische, noch kalte Gut im Gegenstrom zu den Gasen geführt und erst später,
wenn es einigermaßen erwärmt war, den im Gleichstrom fließenden Gasen ausgesetzt.
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Demgegenüber wird nach der Erfindung das Frischgut zunächst mit einem
Teil der heißen Gase im Gleichstrom behandelt und dann das so vorbehandelte Gut
den übrigen Gasen im Gegenstrom ausgesetzt. Ein Teil dieser im Gegenstrom zum Gut
ziehenden Gase wird nach einiger Einwirkung auf das Gut von diesem abgeleitet und
den im Gleichstrom ziehenden Gasen beigemengt, um diese wieder aufzuheizen.
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Da hierbei das Frischgut sogleich mit Gasen in Berührung kommt, die
noch ihre volle Hitze besitzen, geht das Trocknen sehr
schnell vor
sich, und es wird daher für das Trocknen eine wesentlich kleinere Vorrichtung als
bei den bisherigen Anlagen benötigt. Auch der weitere Wärmeaustausch zwischen den
Gasen und dem Gut vollzieht sich in günstiger Weise, und es läßt sich daher unschwer
erreichen, daß die Gase aus der Vorbehandltiilggeinrichtling mit einer wenig über
dem "Taupunkt liegenden Temperatur abziehen, während das Gut jene Einrichtung mit
einer so hohen Temperatur verläßt, daß es nicht nur getrocknet, sondern sogar die
Säure zum großen Teil oder ganz aus ihm abgespalten ist.
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Durch die mehrfache Zuführung von noch nicht ausgenutzten warmen Gasen
zu dem Frischgut wird der gesamte Trommelraum gut für die Wärmeübertragung ausgenutzt.
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Für die Anwendung des Verfahrens ist es Bleichgültig. ob der Fertigbrand
des Gutes in einem Schachtofen, Drehrohrofen oder einer anderen Brennvorrichtung
erfolgt.
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Diese Vorbeliandlung erfolgt zweckmäßig in einer mit Einbauten versehenen
umlaufenden Trommel, die dein Brennofen vorgeschaltet ist. Ist letzterer ein Drehrohrofen,
so kann die Vorbehandlungstrommel einen Teil des Drehrohres bilden, wobei sie erford@rlichenfalls
einen anderen Durchmesser als dieses erhält. falls dies zur Erreichung anderer Gut-
oder Gasgesclnvindigkeiten erwünscht ist. Um in der Drehzahl unabhängig von dein
sehr langsam umlaufenden Drehrohr zu sein, kann die Trommel aber auch für sich angetrieben
werden, wobei dann zwischen Ofendrehrohr und Trommel eine Abdichtung erforderlich
ist. Soll hierbei die Trommelsohle eine andere Neigung als das Ofenrohr erhalten,
so läßt sich dies durch kegelige Ausbi:dung der Trommel erreichen. Um mit der Tro:rimelneigung
von der Drehrohrneigung aber ganz unabhängig zu sein. kann die Trommel auch völlig
für sich allein im Ofenmauerwerk gelagert sein, was zwar, da dann zwischen Trommel
und Ofenrohr ein ortsfester Verbindungskanal vorhanden sein muß, eine weitere Dichtung
erforderiiAh macht. Diese Lagerung ist vorzugsweise dann angebracht, wenn zwischen
Trommel und Ofenrohr noch eine weitere ortsfeste Vorbehandlungseinrichtung für das
Gut angeordnet werden soll, etwa ein Treppenrost. über den das Gut her unterrieselt,
während die Gase darüber hinweg- oder hindurchstreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht in Abb. 1 in schematischer Darstellung
die Bewegung von Gas und Gut und zeigt in Abb. z einen Längsschnitt durch eine zur
Durchführung des Verfahrens dienende Ofenanlage.
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Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie 11I-III der Abb. a. In den Abbildungen
ist der Weg des Gutes durch schwarze Pfeile, der Weg der Gase durch weiße Pfeile
bezeichnet.
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Das Gut tritt bei a (Abb. i) in die eine Kammer A der Vorbehandlung_einrichtung
ein und durchläuft diese Kammer bis an ihr Ende, worauf es bei b in die andere
Kammer B der Vorrichtung übertritt und diese in umgekehrter Richtung hin
durchläuft, um bei c die Vorbehandlungseinrichtung zu verlassen und in den Ofen
0 überzutreten. Die aus diesem Ofen 0 kommenden heißen Gase treten teils bei a und
teils bei c in die beiden Kammern A und B ein und durchströmen beide
Kammern in gleicher Richtung, um am entgegengesetzten Ende bei d' und
d" auszutreten und durch den Abzug E fortzuziehen. In der Kammer A bewegt
sich also Gut und Gas im Gleichstrom, in der Kammer B jedoch im Gegenstrom. Von
den bei c in die Kammer B eingetretenen Gasen wird ein Teil an der Stelle g in die
Kammer A übergeleitet und strömt mit den von a kommenden Gasen zusammen durch d"
ab. Von dem die Kammer B durchwandernden Gut kann endlich ein Teil bei h in die
Kammer A zurückgebracht «erden.
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Die eingeschriebenen Zahlen geben die Temperatur von Gas und Gut an
den verschiedenen Stellen an, wobei vermerkt wird, daß dieser Temperaturverlauf
nur beispielsweise angegeben ist, da sich die Zahlen je nach dem Verhältnis von
Gas und Gut zueinander, nach der Verteilung der Gase auf die beiden Kammern A und
B, nach der Lage des übertrittspunktes g in der Vorrichtung und nach den
Eintrittstemperaturen von Gas und Gut verschieden ergeben.
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Bei dein allgenommenen Beispiel tritt also bei a in die Kammer A das
Gut mit i o' ein, die Gase mit etwa looo'. Bis zum Punkt g wird in der Kammer A
das Gut getrocknet, wobei seine Temperatur praktisch nicht roo° übersteigen kann,
bevor nicht der letzte Rest an Wasser verdampft ist; bei dem hier herrschenden starken
Temperaturgefälle von Gas und Gut und dem großen Wärmeverbrauch für die Wasserverdampfung
sinkt die Gastemperatur auf dieser Strecke bis auf etwa 300°.
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An dieser Stelle g strömt aus der Kaminer B Gas in die Kammer
A hinzu, welches, wie hernach gezeigt wird, eine Temperatur von etwa 7oo' besitzt.
Hierdurch wird das durch a eingeströmte, auf 300° abgekühlte Gas wieder z. B. auf
q.oo' erwärmt. Diese Erwärmung und der Gaszutritt durch g erhöht die Strömungsgeschwindigkeit
des Gases in der Kammer A von hier an wieder, welche vorher durch die mit der Gasabkühlung
verbundene Volumenverminderung bedeutend gesunken
war. In der zweiten
Hälfte der Kammer A findet zwischen dem jetzt vollkommen vom Wasser befreiten, auf
ioo° erwärmten Gut und den 4oo° heißen Gasen ein lebhafter Wärmeaustausch statt,
so daß am Ende der Kammer Ä das Gut i So' heiß ist, die Gase hingegen auf 2oo° abgekühlt
sind. Mit dieser Temperatur treten sie durch d" aus, während das Gut durch
b in die Kammer B gelangt und hier mit dem Rest der durch c eingetretenen
Gase zusammentrifft.
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Die bei c mit iooo° eingetretenen Gase haben im Wärmeaustausch mit
dem ihnen entgegenwandernden Gut ihre Temperatur bis zur Stelleg auf 700° ermäßigt
und von hier bis zur Stelle d weiter auf 25o°, da die Gasmenge hier nach dem Abströmen
eines Gasteils durch g erheblich vermindert wird.
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Das Gut ist von diesen Gasen auf der von g bis c um weitere Zoo auf
6oo° Strecke von b bis g von 20o bis 40o° und erhitzt worden. Da bei
Zementrohgut die Abspaltung der Kohlensäure bei etwa 5o0° beginnt, ist aus dem Gut
die Kohlensatire bereits teilweise abgespalten, wenn es bei c aus der Kammer B austritt.
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Wie bereits betont wurde, sind diese Temperaturwerte nur beispielsweise
angegeben; b.ei anderer Gasführung und höherer Gaseintrittstemperatur kann die Endtemperatur
des Gutes bei c noch höher gesteigert werden, so daß das Gut dann nahezu völlig
entsäuert ist.
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Abb. 2 stellt eine zur Durchführung der Vorbehandlung dienende Einrichtung
dar. In die auf Lagerrollen i gelagerte, mittels des Antriebs 2 in Umlauf versetzte
Trommel 3 ist das Mittelrohr q. eingebaut, das im Innern Schraubenrippen 5 und Hubschaufeln
6 besitzt und mit verschließbaren Durchbrüchen 7 versehen ist. Auf der dem Brennofen
8 zugekehrten Seite ist die Tromme13 vollkommen offen und nur mit dem Stauring g
eingefaßt, während sie auf der anderen Seite von der Stirnwand io verschlossen ist.
An dieser Stirnwand io angebrachte Rippen i i und 12 bilden Hubkanäle, die vom Trommelmantel
ausgehen und in das Mittelrohr q. münden. Die nicht von diesen Kanälen eingenommenen,
von den Rippen i i eingefaßten Teile der Stirnwand sind ausgeschnitten, um Durchlässe
13 nach dein Abzug 1¢ zu ergeben. Die vor diesem Stirnende der Trommel 3 senkrecht
verschiebbar angeordnete Schütze 15 deckt diese Durchlässe ab, solange sie den oberen
Teil ihrer Bahn durchlaufen.
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In der Stirnwand to ist ferner eine Mittelöffnung vorgesehen, durch
die das Innere des Mittelrohres q. mit dem Abzug 14 in Verbindung steht.
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Diese Mittelöffnung kann durch den ortsfest gelagerten, in der" Achsrichtung
der Trommel verschiebbaren l~egeAgen Schild 16 verschlossen werden.
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Der von der Tromme13 und dem Mittelrohr q. umgrenzte ringförmige Außenraum
der Trommel ist auf der dem Brennofen 8 zugewandten Seite mit eingehängten Ketten
17 versehen, während auf dem übrigen Teil der Trommel Zelleneinbauten 18 und an
der Trommelinnenwand angebrachte -schraubenförmige Rippen i9 vorgesehen sind. Das
Mittelrohr q. ist etwa in der Mire d'eser Länge mit Öffnungen 2o versehen, auf welche
Stutzen 2i aufgesetzt sind, die -in das Innere des Mittelrohres q. hineinragen.
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In den ortsfesten Verbindungskanal 22 zwischen der Tromme13 und dem
Brennrohr 8 ist die Gutzuleitung 23 angeordnet, die in den ringförmigen Raum zwischen
der Tromme13 und dem Mittelrohr 4 mündet. In dein Verbindungskana122 ist ferner
der Treppenrost 24. angeordnet.
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Das aus der Zuführung 23 in den äußeren Ringraum der Tromme13 fließende
Gut benetzt die Ketten 17 und wandert allmählich in axialer Richtung durch die Trommel
nach der Ableitung 14 hin, wobei es von aus dem Ofen 8 kommenden Gasen, die in den
ringförmigen Außenteil der Trommel 3 eingetreten sind und diese in gleicher Richtung
wie das Gut durchströmen, erhitzt wird. -Zu den diesen Außenraum der Trommel durchströmenden
Gasen tritt durch die öffnungen 2o des Mittelrohres q. ein Teil der zunächst in
das letztere eingetretenen Gase hinzu, während der Rest dieser Gase das Mittelrohr
4. bis ans Ende durchs:römt und durch den von dem Schild 15 frei gelassenen ringförmigen
Teil der Mittelöffnung der St:rnwand io in die Ableitung 14 entweicht.
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Durch axiales Verschieben des Schildes 15 kann diese Schlitzweite
und damit die Verteilung der Gase im Mittelrohr q. geregelt werden.
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Nach Verlassen des mit den Ketten 17 besetzten Teils der Trommel 3
gelangt das Gut auf die Zelleneinbauten 18 und wird außerdem von den Schraubenrippen
i9 weitergefördert, bis es an die Stirnwand i o gelangt. Beim Umlauf der Tromme13
im Sinne des Pfeiles x (Abb.3) wird es in den Hubkanälen-emporgehoben und fällt
in das Mittelrohr q.. Die in dem Mittelrohr q. vorgesehenen Schraubenrippen 5 fördern
das Gut entgegen seiner früheren Richtung wieder nach der Seite dis Brennofens 8
hin, wobei es von den Hubschaufeln 6 umgerührt wird. Es fällt dann aus dem Mittelrohr
hinaus und rieselt über den Treppenrost 24 in das Drehrohr B.
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Die Stutzen 20 verhindern ein Zurückfallen des Gutes aus dem Mittelrohr
¢ in das Außenrohr 3. Wird jedoch eine nochmalige Behandlung
des
bereits in. das Mittelrohr q. gelangten Gutes in der äußeren Zone erwünscht, so
können die bisher verschlossenen Durchbrüche 7 geöffnet werden.
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Durch Heben oder Senken der Schütze 15 kann auch der Gasaustritt aus
der äußeren ringförmigen Kammer unmittelbar geregelt werden. Vor allem aber dient
diese Schütze dazu, die Gase in dem gegen die Ableitung 14 hin gelegenen Teil dieser
äußeren Kammer vorzugsweise auf die Trommelsohle zu leiten, weil das hier nicht
mehr feuchte, also auch nicht mehr festklebende Gut sich größtenteils auf oder nahe
der Trommelsohle ansammelt.
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Um bei Öfen für hohe Leistungen eine zu große Gasgeschwindigkeit in
den Durchlässen der Stirnwand i o zu vermeiden, kann der dieser Stirnwand zunächst
gelegene Teil der Trommel einen größeren Durchmesser erhalten, als die übrige Trommel.